TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA DƯỢC
GIÁO TRÌNH
SINH LÝ
Bộ môn Sinh lý - Năm 2014
Lưu hành nội bộ
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA DƯỢC
GIÁO TRÌNH
SINH LÝ
Biên soạn: PGS TS Nguyễn thị Đòan Hương
TS Nguyễn Xuân Cẫm Huyên
TS Nguyễn thị Hoàng Lan
Bộ môn Sinh lý - Năm 2014
Lưu hành nội bộ
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
MỤC LỤC
Bài 1: SINH LÝ TẾ BÀO 1
Bài 2: SINH LÝ MÁU 19
Bài 3: SINH LÝ TIM 37
Bài 4: SINH LÝ HỆ MẠCH 60
Bài 4: SINH LÝ HÔ HẤP 73
Bài 5: SINH LÝ TẾ BÀO CƠ 107
Bài 6: SINH LÝ TẾ BÀO THẦN KINH 117
Bài 7: SINH LÝ THẬN 128
Bài 8: SINH LÝ HỆ THẦN KINH 151
Bài 9: SINH LÝ HỆ TIÊU HÓA 216
Bài 10: SINH LÝ HỆ NỘI TIẾT- SINH DỤC 222
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
1
Bài 1: SINH LÝ TẾ BÀO
MỤC TIÊU
1. Trình bày chức năng của các cấu trúc trong tế bào
2. Trình bày sự vận chuyển vật chất qua màng tế bào
Mọi cơ thể sống đều gồm những đơn vị cơ bản là tế bào.Trong cơ thể đơn bào, mọi quá
trình sống đều diễn ra trong một tế bào. Trong quá trình tiến hóa của động vật, các cơ thể
đơn bào tiến lên thành cơ thể đa bào, trong cơ thể đa bào có nhiều nhóm chuyên chức.
Trên động vật cấp cao và người, những tế bào chuyên chức kết lại với nhau thành nhiều
cơ quan. Tế bào cơ thể người có khả năng biệt hóa và phân chia. Đại đa số tế bào đều
phân chia sinh ra nhiều tế bào con, kết lại với nhau thành tổ chức hay mô.
Mặc dù nhiều tế bào của cơ thể khác nhau, nhưng chúng có một số đặc tính cơ bản
giống nhau, những đặc tính này gồm:
– Trong tất cả các tế bào, oxy sẽ kết hợp với các sản phẩm chuyển hóa từ đường, đạm,
mỡ để phóng thính năng lượng cho các chức năng của tế bào.
– Hầu hết các tế bào đều có chức năng sinh sản.
– Các tế bào có khả năng biệt hóa.
I. CẤU TRÚC – CHỨC NĂNG CỦA MÀNG TẾ BÀO
1.1. Cấu trúc màng tế bào
Màng tế bào và màng bào quan được cấu tạo chính là các chất glucid, lipid, protid.
Màng tế bào là một cấu trúc mỏng, đàn hồi, dày khoảng 7,5 – 10 nanomet, bao gồm
hầu như là protein và lipid. Thành phần :
Protein 55%
Phospholipid 25%
Cholesterol 13%
Lipid khác 4%
Glucid 3%
Danielli và Davson đề nghị mô hình cấu trúc màng gồm:
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
2
1.1.1. Lớp lipid kép
Là lớp mỏng bao liên tục bề mặt ngoài của tế bào, thỉnh thoảng trong lớp này xen các
phân tử protein lớn hình cầu. Cấu trúc cơ bản của lớp lipid là các phân tử phospholipid,
có phần phosphate ưa nước ở ngoài và phần acid béo kỵ nước quay vào trong. Màng
này là một dịch lỏng, các phần của màng có thể di chuyển từ điểm này sang điểm khác
dọc theo bề mặt của màng. Protein và các chất khác tan và trôi nổi trong lớp lipid đôi
này.
Đặc tính: không thấm với những chất tan trong nước nhưng thấm với những chất tan
trong mỡ.
Chức năng
– Tạo thể tích và hình dáng tế bào
– Ngăn cách môi trường bên trong – ngoài tế bào
1.1.2. Protein
Màng tế bào chứa nhiều loại protein khác nhau :
Dựa theo tính hòa tan và vị trí :
– Protein nằm ngoài lớp lipid : tan trong nước, còn gọi là protein ngoại biên.
– Protein cắm sâu nhiều hay ít vào lớp lipid, gắn vào lớp lipid bằng đầu kỵ nước, gắn
vào lớp ngoài bằng đầu ưa nước, gọi là protein nguyên, chiếm 50-70% tổng số, gồm
lipoprotein, glycoprotein.
Protein có thể di chuyển tự do trong lớp lipid và thường vận tốc di chuyển chậm hơn lipid.
Dựa theo chức năng :
– Protein có chức năng như bơm ion
– Protein có chức năng như kênh ion
– Protein có chức năng như chất tiếp nhận
– Protein có chức năng như men xúc tác
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
3
Hình 1. Lớp lipid kép Hình 2. Màng tế bào
Hình 3. Protein màng: chuyên chở, họat động men, truyền tín hiệu, nhận biết tế
bào-tế bào, liên kết tế bào, thành phần của khung tế bào
Vùng ưa nước
Vùng kỵ nước
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
4
1.1.3. Đường (Carbohydrate)
Ở dạng kết hợp với protein (glycoprotein) hoặc lipid (glycolipid)
– Các protein thường là glycoprotein
– 1/10 phân tử lipid màng là glycolipid
– Proteoglycans: gắn lỏng lẽo ở mặt ngoài màng
– Toàn mặt ngoài của tế bào thường có một lớp carbohydrate lỏng lẽo gọi là
glycocalyx.
Chức năng : chúng mang điện âm nên có khả năng đẩy các chất điện âm.
Glycocalyx của một vài tế bào gắn với glycocalyx của tế bào khác và làm các tế bào
dính nhau.
Nhiều carbohydrate là các thụ thể và một vài loại tham gia trong đáp ứng miễn dịch.
1.2. Chức năng màng tế bào
1.2.1. Chức năng chia ngăn
Màng tế bào gồm màng của tế bào, màng nhân, màng của hệ võng nội bào, màng của ty lạp
thể, tiêu thể và bộ Golgi. Mỗi tế bào là một đơn vị chức năng chứa đựng những vật chất
riêng biệt, các bào quan cũng có chức năng riêng. Nhờ màng tế bào chia ngăn, mỗi thành
phần của tế bào có thể tiến hành chức năng của mình. Chia ngăn không có nghĩa là đóng kín
mà vẫn có trao đổi vật chất qua lại màng.
1.2.2. Chức năng thấm qua
Sự khác biệt nồng độ các chất trong nhiều ngăn của dịch cơ thể là do có những màng
ngăn cách chúng.Vật chất được trao đổi qua màng theo nhiều cách:
1.2.2.1. Khuếch tán đơn thuần
Hòa tan trong lớp lipid của màng.
Khuyếch tán qua các vi lỗ của màng.
Sự khuyếch tán qua màng tùy thuộc:
– Tính thấm của màng
– Nhiệt độ: càng nóng, khuyếch tán càng nhanh
– Bản chất của vật chất xuyên màng
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
5
– Nồng độ chất ấy bên trong và bên ngoài màng
– Điện tích của các ion qua màng
– Thiết diện và độ dày của màng
– Khoảng cách di chuyển
1.2.2.2. Khuyếch tán hỗ trợ
Còn gọi là khuyếch tán qua trung gian chất chuyên chở. Chất chuyên chở làm tăng sự
khuyếch tán, nhưng độ khuyếch tán sẽ đạt đến mức tối đa (Vmax) khi nồng độ chất
khuyếch tán tăng cao.
1.2.2.3. Vận chuyển qua kênh ion
Màng tế bào có những glycoprotein xuyên màng có chức năng cho các ion qua lại
màng một cách đặc hiệu.
1.2.2.4. Thăng bằng Donnan
Tính thấm của màng đối với ion thì khác với phân tử. Khi một ion ở một bên màng
không khuyếch tán được qua màng, ion này sẽ chi phối sự phân phối các ion khác mà
màng cho phép thấm qua.
Thí dụ 1: Một chậu được ngăn bởi một vách ngăn có lỗ. Một bên chứa dung dịch NaCl,
bên còn lại chứa dung dịch KCl. Trong nước, NaCl phân ly thành Na
+
, Cl
-
, KCl phân ly
thành K
+
và Cl
-
. Nếu đường kính lỗ hỗng lớn hơn những ion này, thì sau một thời gian,
qua cơ chế khuyếch tán, số ion Cl
-
, Na
+
, K
+
, Cl
-
ở hai bên bằng nhau.
Ngăn I Ngăn II Ngăn I Ngăn II
NaCl KCl K
+
K
+
Na
+
Na
+
Na
+
Cl
-
Cl
-
Cl
-
Cl
-
K
Khi cân bằng
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
6
Thí dụ 2:
R
-
có đường kính lớn hơn lỗ hỗng vách ngăn nên R
-
không đi qua được ngăn I.
Ngăn I Ngăn II Ngăn I Ngăn II
aNaCl bR
-
Na (a-x)Na
+
bR
-
b R
-
(a-x)Cl
-
xCl
-
aNa
+
(b+x)Na
+
aCl
-
bNa
+
Khi cân bằng
x: số ion Na
+
và Cl
-
di chuyển từ ngăn I qua II
(a - x): số ion còn lại của Na
+
, Cl
-
ở ngăn I
(b + x): số ion Na
+
bên ngăn II
Khi đạt đến cân bằng :
Số lượng cation và anion ở mỗi bên ngăn giống nhau:
R
-
+ Cl
-
(ngăn II) = Na
+
(ngăn II)
Sự hiện diện của một ion có đường kính lớn không qua màng làm cho số ion ở ngăn
bên kia di chuyển qua nó.
Tích số nồng độ ion bên ngăn I bằng tích số nồng độ ion bên ngăn II:
(a-x) Cl
-
. (a-x)Na
+
= xCl
-
. (b+x) Na
+
Ngăn I Ngăn I Ngăn II Ngăn II
Thăng bằng Donnan rất quan trọng đối với màng tế bào vì trong tế bào có những ion có
đường kính phân tử lớn như protid không ra ngoài màng được và điều này làm cho
những ion nhỏ bên ngoài di chuyển vào bên trong màng.
1.2.2.5. Sự thẩm thấu
Sự thẩm thấu là sự di chuyển của các phân tử dung môi qua một màng thấm đến vùng
có nồng độ chất tan cao hơn mà màng không có tính thấm đối với chất tan đó.
Áp suất cần để ngăn sự di chuyển của dung môi gọi là áp suất thẩm thấu của dung dịch.
Áp suất thẩm thấu của dung dịch tùy số lượng hơn là loại ion trong dung dịch.
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
7
Áp suất thẩm thấu liên quan đến nhiệt độ và thể tích:
nRT
P =
V
n= số hạt tử trong dung dịch
R= hằng số khí
T= nhiệt độ tuyệt đối
V = thể tích
Nếu T là hằng số, P tỷ lệ với số hạt tử có trong dung dịch tính theo đơn vị thể tích dung
dịch. Nếu chất tan là một chất không ion hóa như glucose, P là hàm số của phân tử
glucose hiện diện trong dung dịch. Nếu chất tan ion hóa, mỗi ion là một hạt tử có tính
thẩm thấu.
Đơn vị đo áp suất thẩm thấu là osmol.
Một osmol là áp lực thẩm thấu gây ra bởi sự hòa tan một trọng lượng phân tử một chất
vào trong một lít nước với điều kiện là chất ấy không bị thủy giải.
Thí dụ: một phân tử gram glucose (180g) khi tan trong 1 lít nước sẽ có một áp suất
thẩm thấu là 1 osmol tương đương với 22,4 atm.
Một phân tử HCl khi để vào nước sẽ phân ly để cho H
+
và Cl
-
, tạo nên một áp suất
thẩm thấu là 2 osmol, tuy nhiên vì sự điện giải HCl không hoàn toàn nên áp suất ấy chỉ
gần bằng 2 x 22,4 atm.
* Nồng độ thẩm thấu của huyết tương – Trương lực của huyết tương
Osmolality: số osmol trong 1 lít dung dịch
Osmolarity: số osmol trong 1kg dung môi
Nồng độ thẩm thấu của huyết tương là 290 mosmol/L tương ứng với áp suất thẩm thấu
là 7,3 atm
Nồng độ thẩm thấu của huyết tương có thể ước tính theo công thức sau:
Osmolality = 2[ Na
+
] + 0.05 [ Glucose] + 0,33 [BUN]
(mosmol/L) mEq/L mg/dL mg/dL
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
8
Trên lâm sàng osmolality của huyết tương trong giới hạn: 285 < osmolality < 320 mEq.
Từ “trương lực“ để mô tả áp suất thẩm thấu có hiệu quả của một dung dịch liên quan
đến huyết tương.
Một dung dịch “đẳng trương“ khi áp suất thẩm thấu có hiệu quả bằng với huyết tương,
thấp hơn huyết tương thì gọi là dung dịch “nhược trương“, cao hơn huyết tương thì gọi
là dung dịch “ưu trương”.
1.2.2.6. Khuyếch tán không ion hóa
Một vài acid yếu và base yếu tan trong màng tế bào dưới dạng không phân ly, còn khi
ở dạng phân ly thì chúng không qua màng được. Do đó, nếu phân tử của chất không
phân ly khuếch tán từ một bên màng sang bên kia màng, rồi sau đó phân ly chúng
không thể khuyếch tán trở lại được.
Thí dụ : ở pH=2 trong dạ dày, hơn 95% aspirin ở dạng không ion hóa và tan trong mỡ,
hấp thu qua niêm mạc dễ dàng. Vào trong tế bào, pH gần như trung hòa, hợp chất ion
hóa trở lại và không trở lại lòng dạ dày được. Hiện tượng khuyếch tán không ion hóa
này thấy rõ ở hệ tiêu hóa và thận.
1.2.2.7. Vận chuyển chủ động
Các chất được chở qua màng ngược với độ sai biệt nồng độ và điện thế. Tùy theo
nguồn năng lượng sử dụng, chuyên chở chủ động được chia thành 2 lọai:
– Nguyên phát: nguồn năng lượng được cung cấp trực tiếp từ sự phá vỡ ATP hay một
vài hợp chất phosphat có năng lượng cao khác.
Bơm Na
+
- K
+
: cùng lúc bơm K
+
từ ngoài vào trong màng, Na
+
từ trong ra ngòai
màng. Bơm này hiện diện ở hầu hết tế bào trong cơ thể, chịu trách nhiệm giữ vững
độ sai biệt nồng độ Na
+
và K
+
ở hai bên màng và giữ điện thế âm bên trong tế bào.
Bản chất bơm Na
+
- K
+
là protein, có hai đơn vị phụ alpha và beta. Phần protein lớn
có đặc tính chuyên biệt quan trọng cho chức năng của bơm:
Có 3 vị trí gắn Na
+
trên phần protein đẩy về phía trong màng
Có 2 vị trí gắn K
+
trên mặt ngoài màng
Phần phía trong của protein này gần vị trí gắn Na
+
có họat động men ATPase.
Cơ chế họat động của bơm:
– Khi 3 ion Na
+
gắn vào phía trong protein chở, men ATPase bị kích họat, sau đó một
phân tử ATP tách ra, phóng thích năng lượng, năng lượng này dùng làm thay đổi
cấu hình của phân tử protein chở, lọai K
+
vào trong màng và Na
+
ra ngoài màng
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
9
– Bơm Na
+
- K
+
còn có khả năng điều hòa thể tích tế bào. Bên trong màng tế bào có
một lượng lớn protein và các hợp chất hữu cơ khác không qua màng được, mang
điện âm, các chất này sẽ thu hút một số ion dương quanh nó, tạo một lực thẩm thấu,
nước di chuyển vào trong tế bào. Bơm Na
+
- K
+
bơm Na
+
ra ngòai, mang nước ra
ngòai tế bào. Khi tế bào bị phồng tự động kích hoạt bơm Na
+
- K
+
, huy động nhiều
Na
+
ra ngoài và mang nước ra ngoài nhiều hơn.
Hình 4: Bơm Na
+
- K
+
Chuyên chở chủ động Ca
++
: Ion Ca
++
bình thường được giữ ở mức độ thấp trong
tế bào (thấp hơn dịch ngọai bào 10.000 lần ) do họat động của hai bơm Ca
++
:
Một bơm Ca
++
ở trong màng tế bào, bơm Ca
++
ra ngoài màng.
Các bơm Ca
++
khác ở một hay nhiều bào quan trong tế bào.
Chuyên chở chủ động H
+
nguyên phát
Cơ chế này quan trọng ở hai nơi:
Trong tuyến của dạ dày
Trong phần sau của ống thận xa và ống góp của thận
Cơ chế chuyên chở chủ động có tính đặc hiệu, có độ bảo hòa và cần chất chuyên chở.
– Thứ phát: đồng chuyên chở (co-transport) hoặc chuyên chở trao đổi (counter-
transport)
Glucose và nhiều acid amin được chở qua màng ngược với độ sai biệt nồng độ bằng
cơ chế đồng chuyên chở. Trong cơ chế này, protein chuyên chở có hai vị trí gắn bên
ngòai, một cho Na
+
và một cho glucose. Chỉ khi Na
+
và glucose cùng gắn vào protein
chở, sự thay đổi cấu hình tự động xảy ra và cả Na
+
và glucose sẽ được mang vào trong
màng cùng lúc.
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
10
Cơ chế trao đổi Na
+
- Ca
++
hoặc Na
+
- H
+
:
Trong cơ chế trao đổi Na
+
- Ca
++
, ion Na
+
di chuyển vào trong và Ca
++
ra ngòai, cả hai
đều gắn vào cùng một protein chở.
Vận chuyển chủ động qua khe tế bào:Trong nhiều nơi của cơ thể, vật chất được chở
qua khe tế bào thay vì xuyên qua màng tế bào. Lọai chuyên chở này xảy ra ở biểu bì
ruột, biểu bì ống thận.
Cơ chế:
Có một cơ chế chuyên chở chủ động ở một bên tế bào.
Sau đó là khuyếch tán đơn thuần hoặc có hỗ trợ qua màng phía đối diện của tế bào.
Chức năng biến hình và hòa màng trong quá trình thực bào và bài tiết.
1.2.3. Chức năng biến hình và hòa màng trong quá trình thực bào và bài tiết
Màng tế bào là một cấu trúc sinh động, có khả năng tạo hình rất cao. Khả năng này
thấy rõ trong quá trình thực bào và bài tiết sản phẫm của tế bào.
– Thực bào và ẩm bào: Màng tế bào lấy vật chất bằng cách thành lập những nếp ở
màng, sau đó tạo thành nang để mang vật chất vào trong tế bào. Nếu tạo nang lớn thì
gọi là thực bào, nếu tạo túi nhỏ thì gọi là ẩm bào.
– Xuất bào: Các protein do tế bào bài tiết đi từ hệ võng nội bào đến bộ Golgi, ở đây
chúng được đóng gói và thành hạt bài tiết.Các hạt này khi đến màng tế bào, màng
hạt tiết và màng tế bào hòa nhau và được thải ra ngòai tế bào.
1.2.4. Trao đổi ion và điện thế màng
Hai bên màng bào tương có những ion mang điện tích dương hoặc âm. Những ion quan trọng
quyết định tính điện hai bên màng là các ion Na
+
, K
+
, và Cl
-
.
Điện thế màng (Điện thế nghĩ)
– Khi tế bào nghĩ, bên trong tế bào mang điện (–) so với bên ngoài. Màng tế bào khi
nghỉ không có tính thấm với protein trong tế bào và các anion hữu cơ khác, có tính
thấm ít với Ca
++
và cao với K
+
và Cl
-
. Điện thế màng khi nghỉ vào khoảng - 90mV.
– Ở một thời điểm đã cho, điện thế màng tùy thuộc:
+ Sự phân phối Na
+
, K
+
, Cl
-
+ Tính thấm của màng đối với những ion này
+ Họat động của bơm Na
+
- K
+
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
11
Hình 5. Hiện tượng thực bào (phagocytosis) và xuất bào (exocytosis)
Điện thế màng được tính theo phương trình Goldman:
RT Pk[K
+
o
] + PNa [Na
+
o
] + PCl
-
[Cl
-
i
]
V = Ln
F Pk [K
+
i
] + PNa+ [Na
+
i
] + PCl
-
[ Cl
-
o
]
– V = điện thế màng
– R = hằng số khí
– T = nhiệt độ tuyệt đối
– F = Faraday
– Pk
+
= tính thấm màng đối với K
+
– [Na
+
o
]: nồng độ Na
+
ngoài màng
– [Na
+
i
]: nồng độ Na
+
trong màng
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
12
Ion
Nồng độ ngòai tế bào
Nồng độ trong tế bào
Na
+
K
+
Ca
++
Cl
-
HCO3
-
142mEq/L
5mEq/L
5mEq/L
103mEq/L
28mEq/L
10mEq/L
141mEq/L
< 1mEq/L
4mEq/L
10mEq/L
Điện thế động
Khi bị kích thích, màng tế bào thay đổi tính thấm, ion Na
+
vào trong, ion K
+
chuyển ra
ngoài tế bào. Điện thế màng tiến về phía 0 mV, sau đó vượt qua phía dương trước khi
trở về trị số lúc đầu. Điện thế động gồm:
– Giai đọan khử cực: màng tăng tính thấm với Na
+
và giảm tính thấm với K
+
– Giai đọan tái cực: điện thế màng trở về trị số lúc đầu
1.2.5. Chức năng thông tin
Cơ thể là một khối thống nhất luôn tự điều chỉnh mọi hoạt động bằng các cơ chế điều
hòa ngược, duy trì trạng thái hằng định nội môi trong điều kiện môi trường luôn thay
đổi. Cơ thể truyền tin bằng 2 hệ thống: thần kinh và thể dịch.
Hệ thống thông tin trong tế bào
Sự thông tin liên tế bào có thể thực hiện qua chất truyền tin hóa học. Ở một vài lọai
mô, các chất hóa học có thể đi từ tế bào này sang tế bào khác qua nơi tiếp hợp hở. Các
chất hóa học có thể gắn vào các thụ thể trên màng tế bào, trong tế bào chất hoặc trong
nhân.
– Nhận tin từ kênh thần kinh
o Hệ thần kinh truyền tin bằng các xung thần kinh, xung này có bản chất là một điện
thế hoạt động lan truyền dọc sợi thần kinh đến tận các synapse với tế bào thần kinh
khác, tế bào cơ hay tuyến. Tại các synapse, thông tin được tiếp nhận và xử lý nhờ
các chất dẫn truyền thần kinh (neurotransmitter), chất này khuếch tán qua màng
trước synapse, đến gắn với thụ thể (receptor) ở màng sau synapse. Sự kết hợp này
làm mở kênh natri - kali xung động được truyền qua.
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
13
o Tại tế bào đích, như tế bào cơ hay nơron có thụ thể, tùy thụ thể, tác dụng có thể là
kích thích hoặc ức chế.
Ví dụ: Với chất dẫn truyền acetylcholine, có 2 loại thụ thể tiếp nhận, đó là thụ thể
nicotic và muscarinic. Nếu acetylcholine gắn với thụ thể nicotic sẽ gây khử cực màng
gây hưng phấn. Nếu gắn với thụ thể muscarinic sẽ gây tăng phân cực màng gây
ức chế.
– Nhận tin từ hệ thống thể dịch
o Thông tin được truyền đi bằng các cấu trúc đặc hiệu của chất truyền tin, chủ yếu
là các hormon. Kênh truyền tin là dịch ngoại bào, bộ phận nhận tin là các thụ thể
đặc hiệu ở các tế bào đích. Có 3 loại thụ thể khác nhau tiếp nhận tin của 3 loại
hormon có bản chất hóa học khác nhau:
Thụ thể trên màng tế bào
o Loại hormon có bản chất là protein, polypeptit, peptit, catecholamin tác dụng
lên loại thụ thể này. Ví dụ: hormon của vùng dưới đồi, tuyến yên, tuyến cận
giáp, tuyến tụy nội tiết, tủy thượng thận.
o Cơ chế tác dụng của hormon: thông qua chất truyền tin thứ hai, như AMP vòng,
GMP vòng, Ca
2+
, các sản phẩm phân hủy của phospholipid màng tế bào.
Cụ thể:
Hormon được tiết ra theo máu đến tác dụng lên các tế bào có thụ thể đặc
hiệu (tế bào đích).
Hormon gắn với thụ thể bằng cầu nối hóa trị tạo thành hợp chất
"hormon - thụ thể". Hợp chất này hoạt hóa adenylcyclase ở phía trong
màng.
Men này cùng với ion Mg
2+
trong bào tương tác dụng lên ATP tạo thành 3' -
5' - adenosine monophosphat (AMP) có cấu trúc vòng -> cAMP (c: cyclic).
cAMP là chất truyền tin thứ hai gây ra các tác dụng của hormon lên tế bào
như: hoạt hóa enzym, thay đổi tính thấm của màng, gây co hay giãn cơ
Thụ thể trong bào tương
o Loại hormon có bản chất là lipid, có nhân steroid tác dụng lên các thụ thể trong
bào tương. Ví dụ: hormon của vỏ thượng thận, buồng trứng, tinh hoàn.
o Cơ chế tác dụng: làm tăng tổng hợp protein trong tế bào qua các bước sau:
Hormon khuếch tán qua màng, kết hợp với thụ thể trong bào tương tạo thành
hợp chất hormon - thụ thể.
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
14
Hợp chất này khếch tán qua màng nhân vào trong nhân, gắn lên điểm đặc
hiệu của ADN, hoạt hóa quá trình sao chép của những gen đặc hiệu, tổng
hợp nên các protein mới tại các ribosom trong bào tương.
Ví dụ: hormon aldosteron của vỏ thượng thận đẩy mạnh tổng hợp protein trong tế bào
biểu mô của ống lượn xa và ống góp của thận, đó là các protein mang Na
+
và K
+
, làm
tăng tái hấp thu Na
+
và bài tiết K
+
của ống thận.
Thụ thể trong nhân
o Hormon tuyến giáp T
3
, T
4
(là acid amin - tyrosin - có gắn iod).
o Cơ chế tác dụng cũng là tổng hợp protein nhưng khác các hormon là steroid ở
chỗ:
Thụ thể nằm trong nhân, trong phức hợp nhiễm sắc thể.
Protein được tổng hợp trên lưới nội sinh chất hạt. Những protein này chủ yếu
là các enzym của ty thể, thúc đẩy quá trình dị hóa sinh năng lượng.
Khi gắn với thụ thể trong nhân, hormon có thể phát huy chức năng trong
nhiều ngày, nhiều tuần.
Các chất hóa học có thể tác dụng theo nhiều cách:
+ Qua trung gian của AMP vòng
+ Qua trung gian của Ca
++
Kháng nguyên HLA
Trên màng tế bào có một số glycoprotein có chức năng đa dạng. Một trong những
glycoprotein đó là một kháng nguyên có chức năng đặc biệt là nhận dạng tế bào và
phân biệt tế bào quen lạ, đó là kháng nguyên tương hợp tổ chức hay gọi là
HLA(Human leucocyte antigen). Gen của HLA nằm trong nhánh ngắn của nhiễm sắc
thể số 6.Tùy sự phân bố trong mô và tùy chức năng, có 2 loại:
– Thứ nhất : gồm HLA A, HLA B, HLA C nằm trong tất cả các tế bào có nhân và
được đại thực bào trình diện với kháng nguyên họat hóa lympho T8.
– Thứ hai : gồm HLA nằm trong đại thực bào, tế bào lympho B và tế bào lympho T
hoạt hóa, tại đó HLA đượctrình diện để họat hóa tế bào lympho T4.
Có 3 ổ gen HLA II, đó là DR, DQ, và DP. Những người sinh đôi cùng bọc có cùng một
HLA, ngoài ra có ít người có HLA giống nhau, trong đó có hàng triệu người mới có 2
người có cùng nhóm HLA. Mỗi người sinh ra có ½ HLA giống cha, ½ HLA giống mẹ.
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
15
1.2. CHỨC NĂNG CÁC BÀO QUAN
1.2.1. Mạng lưới nội bào tương
Trong bào tương có mạng lưới các cấu trúc ống và túi gọi là mạng nội bào tương. Các
ống và túi này nối với nhau, thành là màng có 2 lớp lipid chứa một số lượng lớn
protein. Tổng diện tích các cấu trúc này có thể lớn từ 20-40 lần diện tích màng tế bào.
Một số chất được thành lập trong vài vùng của tế bào sẽ vào mạng nội bào tương và
sau đó được dẫn đến cácphần khác của tế bào. Có nhiều hệ thống men gắn vào màng
tham gia vào chức năng chuyển hóa tế bào.
Hình 6. Mạng lưới nội bào tương
1.2.2. Ribosom và hệ võng nội bào hạt
Hạt ribosom là những hạt nhỏ hình cầu, bao gồm một hỗn hợp acid ribonucleic (RNA) và
protein, có chức năng tổng hợp protein. Những protein nào đã được tổng hợp tại
ribosome thì xuyên qua màng của lưới nội bào tương, vào trong ống lưới, tập trung tại các
túi của lưới, sau đó tách ra thành hạt bài tiết hoặc được chuyển sang bộ Golgi.
1.2.3. Phức hợp Golgi
Bộ Golgi rất phát triển trong các tế bào bài tiết. Màng lipoprotein của phức hợp Golgi
không chứa đựng nhiều men nhưng có khả năng tổng hợp các mucopolysaccharide
và những hạt lipoprotein. Khi các protein được tổng hợp tại ribosome, chúng được
chuyển vào trong lưới nội bào tương, ở đây protein được vận chuyển trong ống, đến
các đọan ống trơn kết hợp với polysaccharide và lipid của ống trơn, tập trung tại các
đầu ống. Đầu các ống trơn phình ra thành những túi nhỏ và tách khỏi ống, di chuyển
đến bộ Golgi, chất chứa trong túi được bổ sung lần nữa, ống phình ra, thắt lại thành
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
16
túi, túi này sẽ tách ra khỏi phức hợp Golgi và trở thành túi Golgi. Túi này sẽ ở lại bào
tương như là tiêu thể (lysosome) hay được bài tiết ra ngòai gọi là hạt bài tiết.
Hình 7. Phức hợp Golgi
1.2.4. Ty lạp thể
Nơi sản xuất năng lượng của tế bào. Cấu trúc cơ bản của ty lạp thể là một màng
protein - lipid kép, có nhiều nếp tạo thành ngăn bên trong, trong đó có nhiều men oxy
hóa. Ngoài ra chất nền bên trong ty lạp thể chứa nhiều men hòa tan cần cho việc trích
năng lượng từ các chất dinh dưỡng. Các men này phối hợp với các men trên các ngăn
sẽ oxyt hóa các chất dinh dưỡng, ATP (adenosin triphosphate) sau đó được đưa ra
ngoài ty lạp thể và được sử dụng cho các chức năng của tế bào.
Hình 8. Ty lạp thể
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
17
1.2.5. Peroxisome
Về hình thể thì giống tiêu thể, nhưng khác với tiêu thể vì:
Chúng được thành lập bằng cách tự nhân đôi hơn là từ bộ Golgi.
Chứa men oxidase hơn là hydrolase.
Các men oxidase kết hợp với oxy và hydrogen từ các chất hóa học trong tế bào để tạo
thành hydrogen peroxyde (H2O2) là chất oxyt hóa mạnh, cùng với men catalase trong
peroxisome oxyt hóa các chất độc cho tế bào.
1.2.6. Tiêu thể (lysosome)
Được thành lập từ bộ Golgi và nằm rải rác trong tế bào, tiêu thể cung cấp hệ thống tiêu
hóa trong tế bào. Tiêu thể có kích thước thay đổi từ 250-750 nanomet, được bao quanh
bởi màng lipid kép, chứa nhiều hạt nhỏ là protein lắng tụ của các men thủy phân. Men
thủy phân này có thể tách các hợp chất hữu cơ thành một hay nhiều phần bằng cách
gắn với hydrogen từ phân tử nước hay gắn với nhóm hydroxyl. Do đó, protein bị thủy
giải thành acid amin, glycogen thành glucose. Có khỏang 40 men hydrolase có trong
lysosome dùng để tiêu hóa đường, đạm, mỡ. Đôi khi cần phải tiêu hóa ngay bản thân tế
bào, lúc đó tiêu thể tiến hành tự thực bào.
1.2.7. Nhân
Nhân là trung tâm điều hòa của tế bào, chứa một lượng lớn DNA, gọi là gene. Gene xác
định đặc tính của protein tế bào, điều hòa sinh sản. Nhân được bao ngoài bởi màng nhân.
Màng nhân: có hai màng riêng biệt, lớp ngoài liên tục với mạng nội bào tương. Giữa
hai lớp màng nhân có những lỗ nhỏ, nhiều phức hợp lớn phân tử protein gắn vào viền
các lỗ nhỏ này và có thể xuyên qua các lỗ này.
Hình 9. Cấu trúc nhân tế bào
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
18
1.2.8. Hạt nhân
Hình cầu, có thể chứa một hay nhiều hạt nhân, có hạt nhân không có màng giới hạn,
chứa RNA và protein thuộc loại tìm thấy trong ribosome. Hạt nhân phồng to khi tế bào
tổng hợp protein. RNA của hạt nhân là tiền thân của 3 lọai RNA: RNA truyền tin ,
RNA vận chuyển, RNA của ribosome. Các genes của 5 đôi nhiễm sắc thể tổng hợp
RNA của ribosome, sau đó chúng được dự trữ trong hạt nhân, bắt đầu bằng RNA dạng
sợi lỏng lẽo, sau đó đặt lại thành hạt. Các hạt này sẽ được chuyển qua các lỗ ở màng
nhân vào tế bào chất, ở đây chúng trở thành ribosome trưởng thành.
* Tế bào không nhân
Trong cơ thể, có những tế bào không nhân như hồng cầu. Ngoài cơ thể có những vi
sinh vật đơn bào không nhân như vi khuẩn, tế bào nấm.
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
19
Bài 2: SINH LÝ MÁU
MỤC TIÊU
1. Trình bày chức năng của máu.
2. Mô tả những đặc tính lý học và thành phần chính của máu.
3. Mô tả cấu trúc, chức năng, đời sống, và sản xuất tế bào hồng cầu.
4. Mô tả cấu trúc, chức năng, và trình bày quá trình sản xuất bạch cầu.
5. Mô tả cấu trúc, chức năng, nguồn gốc của tiểu cầu.
6. Mô tả 3 cơ chế tham gia trong quá trình đông máu
7. Phân biệt các giai đoạn đông máu, giải thích những yếu tố làm thuận lợi và ức
chế đông máu.
8. Phân biệt nhóm máu hệ ABO và Rh.
9. Giải thích tầm quan trọng của sự phù hợp giữa nhóm máu người cho và người
nhận trước khi truyền máu
Máu tham gia vào hằng định nội môi vì máu chuyên chở oxy, CO
2
, chất dinh dưỡng và
hormon đến và từ tế bào của cơ thể. Máu giúp điều hòa pH và nhiệt độ cơ thể, bảo vệ
cơ thể chống lại bệnh qua cơ chế thực bào và sản xuất kháng thể.
Máu chuyên chở nhiều chất khác nhau, giúp điều hòa nhiều quá trình sống. Máu là một
mô lỏng có màu đỏ, là một tổ chức di động được tạo thành từ thành phần hữu hình là
các tế bào (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu) và huyết tương. Chức năng chính của của máu
là cung cấp các chất nuôi dưỡng và cấu tạo các tổ chức cũng như loại bỏ các chất thải
trong quá trình chuyển hóa của cơ thể như khí carbonic và acid lactic. Máu cũng là
phương tiện vận chuyển của các tế bào (cả tế bào có chức năng bảo vệ cơ thể lẫn tế bào
bệnh lý) và các chất khác nhau (các amino acid, lipid, hormone) giữa các tổ chức và cơ
quan trong cơ thể. Các rối loạn về thành phần cấu tạo của máu hoặc ảnh hưởng của
chúng đến sự tuần hoàn bình thường có thể dẫn đến rối loạn chức năng của nhiều cơ
quan khác nhau.
I. CHỨC NĂNG VÀ ĐẶC TÍNH CỦA MÁU
Máu là mô liên kết gồm có chất nền lỏng ngoài tế bào gọi là huyết tương trong đó có
nhiều tế bào và các mảnh tế bào. Máu chuyên chở oxy từ phổi và chất dinh dưỡng từ
hệ tiêu hóa đến mô kẻ và sau đó vào tế bào. CO
2
và các chất đào thải di chuyển theo
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
20
hướng ngược lại, từ tế bào vào mô kẻ rồi vào máu. Sau đó máu chuyên chở chất đào
thải đến nhiều cơ quan khác nhau-phổi, thận và da để loại ra khỏi cơ thể.
1.1. Chức năng của máu
Máu có 3 chức năng chính:
– Chuyên chở: Máu chuyên chở oxy từ phổi đến tế bào và CO
2
từ tế bào đến phổi để
loại ra ngoài. Máu chuyên chở các chất dinh dưỡng từ ruột đến tế bào và các hormon
từ các tuyến nội tiết đến tế bào. Máu chuyên chở nhiệt và các sản phẫm chuyển hóa
đến nhiều cơ quan khác nhau để loại ra khỏi cơ thể.
– Điều hòa: máu giúp giữ hằng định nội môi cho tất cả dịch cơ thể. Máu điều hòa pH
qua các chất đệm. Máu điều hòa nhiệt độ cơ thể bằng cách hấp thu nhiệt và làm mát
nhờ nước trong huyết tương và thay đổi lưu lượng qua da, do đó nhiệt thừa sẽ mất từ
máu ra môi trường bên ngoài. Ngoài ra áp suất thẩm thấu ảnh hưởng đến thành phần
nước trong tế bào, qua các phản ứng qua lại của các ion tan và protein.
– Che chở: Máu có thể đông, giúp giảm bớt mất máu sau khi bị tổn thương hệ tim
mạch. Ngoài ra các bạch cầu che chở cơ thể chống bệnh tật qua hiện tượng thực bào.
Nhiều loại protein của máu như kháng thể, interferon, và bổ thể giúp che chở cơ thể
chống bệnh tật qua nhiều cách khác nhau.
1.2. Đặc tính lý học của máu
Máu đặc và nhớt hơn nước. Nhiệt độ của máu vào khoảng 38
0
C (100.4
0
F), 1
0
C cao hơn
nhiệt độ ở miệng và hậu môn, pH hơi kiềm thay đổi từ 7.35 đến 7.45. Màu thay đổi
theo nồng độ oxy, khi nồng độ oxy cao, máu có màu đỏ sáng, khi nồng độ oxy thấp
máu có màu đỏ sẫm. Máu tạo thành 20% dịch ngoại bào và 8% tổng khối lượng toàn
cơ thể. Thể tích máu từ 5 - 6 lít ở người nam trưởng thành cỡ trung bình và 4 - 5 lít ở
người nữ trưởng thành cỡ trung bình. Sự khác biệt về thể tích là do sự khác biệt về cỡ
lớn của cơ thể. Nhiều hormon qua các cơ chế điều hòa ngược âm tính (negative
feedback) giữ thể tích máu và áp suất thẩm thấu hằng định đặc biệt quan trọng là các
hormon aldosterone, hormon kháng lợi niệu (ADH) và ANP (atrial natriuretic peptide).
1.3. Thành phần của máu
Máu có hai thành phần:
– Huyết tương: là chất nền, lỏng, chứa các chất hòa tan.
– Các yếu tố hữu hình: tế bào và các mảnh vỡ tế bào.
Giáo trình sinh lý – Khoa Dược – Đại học Lạc Hồng
2014
21
Nếu đem một mẫu máu để trong một ống thủy tinh nhỏ và ly tâm, tế bào sẽ lắng xuống
dưới và huyết tương ở trên. Máu có 45% yếu tố hữu hình và 55% huyết tương. 99% yếu
tố hữu hình là hồng cầu màu đỏ, bạch cầu màu trắng và tiểu cầu chỉ chiếm 1%.
1.3.1. Huyết tương
Huyết tương chứa 91.5% là nước và 8.5% là chất tan, phần lớn là protein. Các protein
của huyết tương có vai trò duy trì áp suất thẩm thấu của máu và áp suất này là yếu tố
quan trọng trong trao đổi dịch ngang qua thành mao mạch.
Tế bào gan tổng hợp các protein của huyết tương gồm :
– Albumin 54%
– Globulin 38%
– Fibrinogen 7%
Một vài tế bào máu phát triển thành tế bào sản xuất gamma globulin là một loại globulin
quan trọng, các protein huyết tương này còn được gọi là kháng thể hoặc immunoglobulins
do chúng được sản xuất trong một vài loại đáp ứng miễn dịch.
Ngoài protein, các chất tan khác gồm: các chất điện giải, chất dinh dưỡng, các chất
điều hòa như men và hormones, khí máu, các sản phẫm đào thải như urê, acid uric,
creatine, ammoniac, và bilirubin.
1.3.2. Các yếu tố hữu hình:
Có 3 loại tế bào:
– Hồng cầu
– Bạch cầu
Bạch cầu hạt
o Bach cầu đa nhân trung tính ( neutrophils)
o Bạch cầu đa nhân ưa kiềm (basophils)
o Bạch cầu đa nhân ưa acid (eosinophils)
Bạch cầu không hạt
o Lymphô T và B, tế bào sát thủ tự nhiên (natural killer cells: NK cells)
Bạch cầu đơn nhân (monocytes)
– Tiểu cầu