Giáo trình sinh lý học tế bào - SINH LÝ HỌC CÂN BẰNG NƯỚC VÀ CÁC CHẤT ĐIỆN GIẢI

Giáo trình sinh lý học tế bào - SINH LÝ HỌC CÂN BẰNG NƯỚC VÀ CÁC CHẤT ĐIỆN GIẢI

1 Giáo trình sinh lý học tế bào - SINH LÝ HỌC CÂN BẰNG NƯỚC VÀ CÁC CHẤT ĐIỆN GIẢI Những phản ứng hoá học xảy dịch thể cần thiết cho sống Nhiều phản ứng xúc tác enzyme mà hoạt động khoảng điều kiện định Sự thay đổi nhỏ lượng nước toàn phần, độ pH, nồng độ chất điện giải làm thay đổi phản ứng hố học Thận, hệ hơ hấp, hệ da, hệ tiêu hố tham gia điều hồ thông số nhằm ổn định nội môi Hệ thần kinh nội tiết tham gia điều hoà với hệ quan II Các khoang dịch thể Các dịch thể chia làm hai loại : - Dịch nội bào : chiếm 2/3 dịch thể, phần dịch nằm tế bào - Dịch ngoại bào : chiếm 1/3, gồm huyết tương dịch kẽ tìm thấy khoảng tế bào tổ chức Một phần dịch ngoại bào khu trú khoang đặc biệt dịch bạch huyết; dịch não tuỷ; hoạt dịch; thuỷ tinh dịch; ngoại dịch nội dịch tai; dịch màng phổi, màng tim màng bụng; dịch lọc cầu thận Thành phần dịch thể 1.1 Thành phần dịch thể Nước thành phần đơn độc lớn thể Trẻ em có tỷ lệ phần trăm nước so với trọng lượng thể cao nhất, chiếm 75% Tỷ lệ giảm dần theo tuổi Ở nam giới trưởng thành, nước chiếm 60%; nữ giới, tỷ lệ 55% 1.2 Các chất hoà tan Dịch thể chứa nhiều hố chất hồ tan khác - Chất điện giải : Là chất phân ly thành ion hồ tan nước Hầu hết chất vơ acid, base muối Một số chất hữu acid citric, acid oxaloacetic, acid lactic nhiều acid amin protein ion hoá - Chất khơng điện giải: Là chất khơng hình thành ion hoà tan nước Bao gồm hầu hết chất hữu cơ, glucose, urea creatine Chỉ có tỷ lệ nhỏ chất hố học dịch thể không điện giải Chất điện giải dịch thể 2.1 So sánh huyết tương dịch kẽ Huyết tương có chứa nhiều anion protein, dịch kẽ chứa ít, màng mao mạch bình thường khơng thực thấm protein Huyết tương chứa nhiều Na+ dịch kẽ tí, Cl- Những thành phần khác hai dịch tương đương 2.2 So sánh dịch nội bào dịch ngoại bào Thành phần điện giải dịch nội bào khác biệt đáng kể so với dịch ngoại bào Trong dịch ngoại bào, cation nhiều Na+ anion nhiều Cl- Còn dịch nội bào, cation nhiều K+ anion nhiều protein HPO42- III Cân nước thể Sự cân lượng nước vào nước Bảng : Lượng nước vào nước tính theo ml/ngày NƯỚC VÀO Nước uống NƯỚC RA Nước tiểu 160 Tổng : 2500 Điều hoà lượng nước vào 150 Tổng : 2500 Lượng nước vào từ nguồn chuyển hố khơng thể điều hồ tuỳ thuộc vào nhu cầu ATP tế bào Vì vậy, cách chủ yếu để điều hồ nước vào thể thay đổi lượng nước uống vào Khát yếu tố điều hoà mạnh mẽ Khi nước cảm giác khát xuất trung tâm khát vùng đồi bị kích thích Sự nước gây cảm giác khát ba cách : (1) giảm tạo nước bọt, (2) tăng áp suất thẩm thấu máu, (3) giảm thể tích máu Sự nước thường xảy thời gian ngắn trước cảm thấy khát Trẻ em, người già, người trí khơng nhận biết cảm giác khát Điều hồ lượng nước Bình thường có ba hormone điều hoà lượng nước : - ADH (antidiuretic hormone): giải phóng có tăng nồng độ thẩm thấu máu giảm thể tích máu - Aldosterone: giải phóng có tăng angiotensin II - Hormone lợi niệu nhĩ (ANP : atrial natriuretic peptide): giải phóng tích máu tăng làm căng nhĩ phải (do máu tim nhiều hơn) Cả ADH aldosterone làm giảm nước tiểu, ANP lại gây lợi niệu Trong số trường hợp, yếu tố khác ảnh hưởng đến dịch - Khi nước nặng tiểu Ngược lại q thừa nước lượng nước tiểu tăng - Tăng thơng khí làm tăng dịch thông qua bay nước từ phổi 8 - Nôn mửa chảy dẫn đến dịch từ dày ruột - Sốt, bay mồ hôi nhiều, bỏng diện rộng gây nước mức qua da 9 IV Các chất điện giải Natri (sodium) Nồng độ Na+ huyết tương bình thường 136-142 mEq/l Na+ có vai trị chủ yếu cân nước, điện giải ion cần thiết để dẫn truyền xung động tổ chức thần kinh, Nồng độ Na+ kiểm soát aldosterone, ADH ANP - Aldosterone tác động lên ống lượn xa ống góp đơn vị thận làm tăng tái hấp thu Na+ Khi Na+ di chuyển từ dịch lọc trở vào máu, tạo gradient thẩm thấu làm cho nước theo Aldosterone tiết thể tích máu cung lượng tim giảm, Na+ ngoại bào giảm, K+ ngoại bào tăng - ADH tăng tái hấp thu nước ống lượn xa ống góp Khi Na+ máu 135 mEq/l, thuỳ sau tuyến yên ngừng tiết ADH gây xuất nhiều nước tiểu loãng 10 - ANP tăng tốc độ lọc cầu thận giảm tái hấp thu Na+ ống góp Clo (Chloride) Nồng độ Cl- huyết tương bình thường 95-103 mEq/l Cl- giúp cân nồng độ anion khoang dịch thể khác Aldosterone điều chỉnh gián tiếp cân Cl- dịch thể, điều hồ tái hấp thu Na+ ống lượn xa Trong nhiều trường hợp, Cl- thụ động theo Na+ hấp dẫn điện tích Ka-li (potassium) Ion K+ cation nhiều dịch nội bào K+ đóng vai trị chủ chốt việc thiết lập nên điện màng nghỉ pha tái khử cực điện 11 hoạt động tổ chức thần kinh, K+ đóng vai trị trì thể tích dịch tế bào Khi K+ hốn đổi với H+, giúp điều hịa pH Nồng độ K+ huyết tương bình thường 3,8-5,0 mEq/l Nồng độ kiểm soát chủ yếu aldosterone Khi K+ huyết tương tăng cao, nhiều aldosterone tiết vào máu Aldosterone kích thích tiết K+ vào nước tiểu để tăng lượng K+ khỏi thể Khi nồng độ K+ huyết tương thấp, tượng xảy theo chiều ngược lại Bicarbonate Ion HCO3- anion phổ biến thứ hai dịch ngoại bào Nồng độ HCO3- bình thường huyết tương 22-26 mEq/l động mạch 19-24 mEq/l tĩnh mạch Sự hốn đổi Cl- cho HCO3- giúp trì xác cân anion ngoại bào nội bào 12 Thận quan điều hoà chủ yếu nồng độ HCO3của máu Thận hình thành HCO3- giải phóng vào máu nồng độ HCO3- thấp xuất nhiều HCO3- vào nước tiểu nồng độ cao Can-xi (Calcium) Khoảng 98% calcium người lớn nằm xương (và răng), phối hợp với phosphate để hình thành mạng lưới tinh thể muối khống Nồng độ calcium tồn phần bình thường huyết tương khoảng 5mEq/l Trong đó, khoảng 50% (2,4-2,5 mEq/l) tồn dạng ion hoá, lượng khoảng 40% dạng kết hợp với protein huyết tương, khoảng 10% dạng kết hợp phosphate citrate Bên cạnh việc chi phối độ cứng cho xương răng, calcium đóng vai trị quan trọng đơng máu, giải phóng chất vận chuyển thần kinh, trì trương lực cơ, tính hưng phấn thần kinh, 13 Nồng độ calcium huyết tương điều hoà chủ yếu hai hormone sau : - Hormone tuyến cận giáp (PTH) : giải phóng nhiều nồng độ Ca2+ huyết tương thấp PTH kích thích huỷ cốt bào xương để giải phóng calcium (và phosphate) từ muối khống chất xương PTH làm tăng hấp thu Ca2+ từ ống tiêu hoá thúc đẩy tái hấp thu Ca2+ từ dịch lọc cầu thận - Calcitonin : tuyến giáp phóng thích nhiều nồng độ Ca2+ huyết tương cao Nó làm giảm Ca2+ cách kích thích hoạt tính nguyên cốt bào ức chế hoạt tính huỷ cốt bào Phosphate Khoảng 85% phosphate người lớn diện muối calcium phosphate 15% lại dạng ion 14 hoá (H2PO4-, HPO42-, PO43-) Hầu hết ion phosphate dạng kết hợp Ở pH bình thường, HPO42- dạng phổ biến H2PO4- HPO42- đóng vai trị quan trọng phản ứng đệm Nồng độ bình thường huyết tương phosphate dạng ion hoá 1,7-2,6 mEq/l Cơ chế chủ yếu để điều hoà nồng độ phosphate chế vận chuyển phosphate đơn vị thận PTH có vai trị điều hồ nồng độ phosphate Ma-giê (Magnesium) Ở người lớn, khoảng 54% magnesium thể lắng đọng chất xương dạng muối magnesium 46% lại dạng ion magnesium dịch nội bào (45%) dịch ngoại bào (1%) Mg2+ cation nội bào phổ biến thứ hai sau K+ Về mặt chức năng, Mg2+ đồng yếu tố enzyme liên quan 15 chuyển hoá carbohyrate, protein Na+/K+ ATPase (enzyme bơm Na+) Mg2+ quan trọng hoạt động thần kinh cơ, dẫn truyền xung động, chức tim Nồng độ Mg2+ bình thường huyết tương 1,3-2,1 mEq/l Nhiều yếu tố điều hoà nồng độ Mg2+ máu cách thay đổi tốc độ xuất vào nước tiểu Thận tăng xuất Mg2+ có tăng Ca2+ máu, tăng Mg2+ máu, tăng thể tích dịch ngoại bào, giảm PTH, nhiễm toan Những tình trạng ngược lại làm giảm xuất Mg2+ V Sự trao đổi chất dịch thể Máu phương tiện để vận chuyển trao đổi vật chất tế bào thể mơi trường bên ngồi Chất dinh dưỡng từ thức ăn vào máu khuếch tán vào tổ chức khắp thể Khí oxy hít vào phổi 16 vào máu Trong đó, chất thải từ q trình chuyển hoá tế bào khuếch tán vào máu Từ máu chúng tiết qua nước tiểu, phổi, số đường khác Dịch kẽ trung gian cho trao đổi huyết tương dịch nội bào Sự trao đổi huyết tương dịch kẽ Sự trao đổi diễn thành mao mạch Các chất vào khỏi mao mạch thông qua cách sau : 1.1 Vận chuyển qua tế bào Các chất từ huyết tương qua thành mao mạch phương thức nhập bào vào tế bào nội mơ, chúng xuất bào vào dịch kẽ Sự vận chuyển chiếm phần nhỏ trao đổi chất huyết tương dịch kẽ 1.2 Khuếch tán 17 Hầu hết chất máu dịch kẽ khuếch tán qua thành mao mạch 18 Quá trình chiếm phần lớn trao đổi mao mạch toàn thể ngoại trừ não 1.3 Lọc tái hấp thu Quá trình lọc xảy trội đầu tiểu động mạch, trình tái hấp thu xảy trội đầu tiểu tĩnh mạch mao mạch Ở hầu hết mao mạch, dịch lọc nhiều tái hấp thu Dịch không tái hấp thu (ngoại trừ dịch cầu thận) với protein vào mao mạch bạch huyết Phù xảy thể tích dịch kẽ tăng lên gần cân trình lọc tái hấp thu bị phá vỡ Sự trao đổi dịch kẽ dịch nội bào Áp suất thẩm thấu yếu tố định trao đổi chất dịch kẽ dịch nội bào Bình thường, áp suất thẩm thấu dịch kẽ dịch nội bào Sự 19 thay đổi áp suất thẩm thấu chủ yếu gây biến đổi nồng độ Na+ K+ Sự giảm áp suất thẩm thấu dịch kẽ dẫn đến ngộ độc nước sốc tuần hoàn (sốc giảm thể tích) Điều thường xảy nơn mữa, chảy tiết mồ hôi nhiều bù dịch cách uống nước (không có điện giải)  ... nhiều Cl- Còn dịch nội bào, cation nhiều K+ anion nhiều protein HPO4 2- III Cân nước thể Sự cân lượng nước vào nước Bảng : Lượng nước vào nước tính theo ml/ngày NƯỚC VÀO Nước uống NƯỚC RA Nước tiểu... ion hố - Chất khơng điện giải: Là chất khơng hình thành ion hồ tan nước Bao gồm hầu hết chất hữu cơ, glucose, urea creatine Chỉ có tỷ lệ nhỏ chất hoá học dịch thể không điện giải Chất điện giải. .. mao mạch Các chất vào khỏi mao mạch thông qua cách sau : 1.1 Vận chuyển qua tế bào Các chất từ huyết tương qua thành mao mạch phương thức nhập bào vào tế bào nội mô, chúng xuất bào vào dịch kẽ