Nghiên cứu chức năng sinh lý

Bài 19. MỘT SỐ CHỨC NĂNG CẤP CAO CỦA HỆ THẦN KINH

NHẬP MÔN SINH LÝ HỌC

• LICH SU PHAT TRIEN MÔN SINH LÝ HỌC
• ĐIỀU HOÀ CHỨC NĂN G

Nhiệm vụ của các nhà sinh lý học là phải nghiên cứu phát hiện các chức năng của cơ thể từ mức dưới tế bào đến tế bào, cơ quan, hệ thống cơ quan và toàn bộ cơ thể, nghiên cứu các cơ chế hoạt động và điều hoà hoạt động của chúng, các cơ chế thích ứng của cơ thể với môi trường và đặc biệt cần phải xác định được các thông số, chỉ số biểu hiện hoạt động chức năng của các cơ quan, hệ thống cơ quan và cơ thể, đo lường được chúng trong trạng thái hoạt động bình thường nhằm giúp các nhà bệnh lý học và các nhà lâm sàng học có tiêu chuẩn để sơ sánh và đánh giá tình trạng bệnh lý. Những phát hiện về hoạt động chức năng của các bộ phận trong cở thể của các nhà sinh lý học thông qua thực nghiệm ngày càng nhiều hơn, cụ thể hơn và bắt đầu tìm cách giải thích bản chất các hiện tượng của sự sống như bản chất của quá trình hô hấp và tiêu hóa là do hoạt động của hệ thống enzym hoặc là quá trình thiêu đốt. Hằng tính nội môi được thực hiện nhờ ba hệ thống đó là hệ thống tiếp nhận chất dinh dưỡng, tiêu hóa và chuyển hóa chất đỉnh dưỡng; các chất dinh dưỡng sẽ được chuyển đến các tế bào nhờ hệ thống vận chuyển mà chủ yếu là tuần hoàn mắu; trong quá trình chuyển hóa các tế bào sử dụng các chất đinh dưỡng và thải các sản phẩm chuyển hóa ra dịch ngoại bào và qua hệ thống bài tiết, các sản phẩm chuyển hóa không cần thiết cho cơ thể được thai ra ngoài.

Chính vì những đặc điểm đã trình bày về PXCĐK nên sau này các nhà sinh lý học đã đưa ra một khái niệm mới mang tính chất khái quát hơn đó là khái niệm "điểu kiện hóa " (condictioning) va PXCDK do Pavlov phat hién ra chi là một loại của điều kiện hóa (sẽ được trình bày ở bài chức năng cấp cao của hệ thần kinh). Chính nồng độ CO; tăng một mặt sẽ kích thích trực tiếp vào trung tâm hô hấp một mặt tác động thông qua các bộ phận cảm thụ hóa học tại quai động mạch chủ và xoang động mạch cảnh làm tăng thông khí để thải CO; ra ngoài và duy trì nồng độ 69; trong dịch ngoại bào ở mức ổn định. Ví dụ hormon tuyến giáp làm tăng hoạt động chuyển hóa của hầu hết các tế bào trong cơ thể và do đó nó có thể làm tăng tốc độ hoạt động của cơ thể, hormon insulin của tuyến tuy làm tăng thoái hóa glucose 6 té bao do đó nó có tác dụng điều hoà nồng độ glucose trong mau, hormon cận giáp điều hoà nồng độ lon Ca°" trong mau.: -.

Mỗi tế bào, mỗi cơ quan đều có những đặc tính riêng biệt và chức nang riéng biét nhưng chúng đều có liên quan chặt chẽ với nhau trong một cơ thể thống nhất để đảm bảo cho sự tổn tại và phát triển, Các hoạt động của cơ thể được thực hiện ở tế bào, nhưng các tế bào không tiếp xúc và trao đổi trực tiếp với môi trường bên ngoài mà thông qua môi trường trung gian là nội môi.

QUA MÀNG TẾ BÀO

• HIỆN TƯỢNG NHẬP BÀO, TIấU HểA CHẤT VÀ XUẤT BÀO

—— Khuếch tán thụ động là hình thức vận chuyển vật chất thuận chiều bậc thang điện hóa (electrochemical gradient), tức là vật chất đi từ nơi có nồng độ, áp suất, điện thế cao đến nơi có nồng độ, ấp suất, điện thế thấp. Nguyên nhân hạn chế tốc độ tối đa (Vmax) trong khuếch tán được thuận hóa là do số lượng các vị trí gắn (binding sites) trên phân tử protein mang có hạn, nên nếu tăng nồng độ chất khuếch tán thì cũng không còn chỗ gắn nữa. Tính thấm của màng đối với một chất (permeability: P) là tốc độ khuếch tán thực của chất đó qua một đơn vị điện tích màng, dưới tác dụng của một đơn vị chênh lệch nồng độ (khi không có chênh lệch áp suất và điện thế).

Do vận chuyển tích cực đi ngược chiểu bậc thang điện hóa nên nhất thiết cân phải có chất mang và cần 2 Củng cấp năng lượng từ bên ngoài (chứ không phar chr iaso nang lidng TẾ or ti CHUYỂN, động whiét cua phan tử \ và ion như trong khuếch tán). Lớp tế bào biểu mô long 6 ống có đặc điểm là khe giữa các tế bào rất sát nhau, đến mức bịt kín ở bờ lòng ống, nhưng ở bờ đáy thì những khe này lại mở rộng ra, tạo thành những kênh dẫn chỉ cho dịch kẽ đi theo một chiều từ lòng ống đến màng đáy, rồi vào dịch kẽ ở mô liên kết. Quá trình tiêu hóa chất trong tế bào bao gồm các giai đoạn: (1U Nhập bao (còn gọi là tế bào nuốt), có hai loại nhập bào là thực bào và ẩm bào; (2) tiêu hóa chất đã được nhập bào và (8) xuất bào là thải các chất cặn bã và các chất do tế bào tổng hợp ra ngoài tế bào.

(Endocytosis): nhập bào còn gọi là tế bao nuốt. Có hai loại nhập bào là ẩm bào và thực bào. Am bào xảy ra liên tục ở màng của hầu hết các tế bào, đặc biệt hiện tượng này xảy ra nhanh ở một số tế bào như ở đại thực bào. Ở màng tế bào đại thực bào cú khoảng 3% diện tớch màng bị lừm vào thành những tỳi nhỏ. trong một phút. Những túi này có ) kich thước rất nhỏ, đường kính chỉ khoảng.

SINH LÝ ĐIỆN THẾ MÀNG VÀ ĐIỆN THẾ HOẠT ĐỘNG

ĐIỆN THẾ HOAT DONG (Action Potential)

Từ các số liệu trên cho thấy do cả ba nguyên nhân là điện thế do khuếch tán ion bali, điện thế do khuếch tán ion natri, điện thế do hoạt động của bom Na*- Kt-ATPase tạo nên điện thế màng lúc nghỉ là -90 mV ở màng tế bào cơ tim, cơ vân, sợi trục lớn của tế bào thần kinh. Ngoài hai nguyên nhân trên, trong tế bào có các lon âm do có kích thước lớn nên không qua được màng tế bào ra ngoài (phân tử protein, phosphat ..). Những ion này cũng góp phần làm cho điện thế bên trong màng âm hơn so với. Ở những sợi thần kinh nhỏ hoặc thân nơron thì điện thế chỉ tăng gần mức trị số 0 mV, chứ không vượt quá được trị số 0 mV. Điện thế nghỉ. Bắt đầu khử cực. Ngưỡng tạo điện thế hoạt động. Các kênh Na” mở, Na ùa vào trong tế bào Kênh K” bắt đầu mở chậm. Na” vào nhanh tạo giai đoạn khử cực. K* vận chuyển ra ngoài tạo giai đoạn tái cực) Kênh K* vẫn mở. — Giai đoạn ưu phân cực: do sự mở các kênh kali chậm hơn và vẫn tiếp tục mở trong vài miligiây sau khi điện thế hoạt động chấm dứt, nên sau giai đoạn tái cực điện thế màng không chỉ trở về mức điện thế lúc nghỉ (-90 mV) mà còn âm hơn nữa (có thể tới khoảng -100 mV), sau đó mới trở về bình thường.

Như đã trình bày ở phần đặc điểm cấu trúc - chức năng của màng : tế bào (bài 3), kênh natri có hai cổng ở hai đầu kênh, cổng ở phía ngoài màng Ì là cổng hoạt hóa, cổng ở phía trong màng là cổng bhử hoạt. Ở trạng thái bình thường, điện thế màng lúc nghỉ là -90 mỸV, cổng hoạt hóa ở bên ngoài đóng nên ion natr1 không vào bên trong màng được, còn cổng khử hoạt ở bên trong màng thì mở (bành 4.3 A).

TRONG TẾ BÀO