Kế hoạch bài dạy Sinh học 11 - Bài: Cân bằng nội môi - Nguyễn Thị Hương

 CÂN BẰNG NỘI MÔI 
 GV: Nguyễn Thị Hương 
 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp 
 I. Khái niệm 
 - Nội môi là môi trường trong cơ thể, môi trường mà tế bào trao đổi chất. 
 Gồm: máu, bạch huyết, nước mô. 
 - Cân bằng nội môi là duy trì sự ổn định môi trường trong cơ thể. 
 Bao gồm: 
 + Cân bằng áp suất thẩm thấu 
 + Giữ thăng bằng axit – bazo (ổn định pH). 
 + Điều hòa nhiệt độ cơ thể (thân nhiệt ổn định). 
 + Giữ ổn định thành phần dịch mô. 
 II. Ý nghĩa của cân bằng nội môi 
 - Sự ổn định về các điều kiện lí hoá của môi trường trong đảm bảo cho các tế 
bào, cơ quan trong cơ thể hoạt động bình thường. 
 - Rất nhiều bệnh của người và động vật là hậu quả của mất cân bằng nội môi. Ví 
dụ: bệnh cao huyết áp, tiểu đường 
 III. Các yếu tố ảnh hưởng tới cân bằng nội môi: 
 1. Quá trình trao đổi chất của tế bào: Tế bào liên tục hấp thụ các chất dinh 
dưỡng hòa tan để sử dụng, quá trình hô hấp tế bào oxy hóa các chất dinh dưỡng tạo ra 
sản phẩm cuối cùng là CO2, H2O, axit lactic, ... làm giảm nồng độ các chất dinh dưỡng, 
tăng nồng độ các chất thải và giảm pH nội môi. 
 2. Hoạt động hô hấp của phổi: phổi loại bỏ CO2 cùng với việc hấp thu O2 làm 
giảm nồng độ H+ trong máu theo phản ứng. 
 - +
 HCO3 (từ máu) + H H2O + CO2 (CO2 được phổi thải ra bên ngoài). 
 3. Hoạt động hệ tiêu hóa: hấp thụ các chất dinh dưỡng hòa tan (đường, axit béo, 
glucozo) vào máu làm tăng áp suất thẩm thấu trong máu. 
 4. Hoạt động của gan: Mọi chất hấp thụ từ ống tiêu hóa và các sản phẩm trao 
đổi chất của tế bào đều theo máu qua gan điều chỉnh thành phần và hàm lượng: 
 + Sản phẩm độc với cơ thể được gan chuyển hóa, đào thải. 
 + Gan chuyển hóa các chất thành dạng dễ sử dụng. 
 + Chất dinh dưỡng dư thừa chuyển hóa thành dạng dự trữ. 
 5. Hoạt động của thận: Loại bỏ phần lớn các chất không cần thiết cho hoạt 
động của các tế bào, như urê, axit uric; hoặc các ion và nước dư thừa do ăn, uống quá 
nhiều. 
 1 
 Nồng độ photphat trong huyết tương thấp nên hệ đệm này chỉ tham gia một phần 
nhỏ vào cân bằng pH. Hệ đệm này đóng vai trò quan trọng ở hệ thống ống thận. 
 d. Hệ đệm hemoglobin và oxyhemoglobin: HHb/Hb và HHbO2/HbO2 
 2. Điều hòa cân bằng nội môi bởi thận 
 Thận điều hòa cân bằng nội môi thông qua bài tiết nước tiểu. 
 Hình 2.1. Cấu tạo giải phẫu thận người Hình 2.2. Cấu tạo một đơn vị thận 
 2.1. Tóm tắt quá trình bài tiết ở thận 
 - Máu từ động mạch thận chia thành các động mạch nhỏ đến, đi vào quản cầu 
Malpighi của cầu thận và đi ra khỏi quản cầu theo động mạch đi. 
 - Áp lực dòng máu đi vào quản cầu tạo nên áp suất lọc đẩy nước và các chất hòa 
tan ra khỏi mao mạch quản cầu vào xoang nang Bowman hình thành nước tiểu đầu. 
 - Lượng nước tiểu này chảy qua ống lượn gần, quai Henlê, ống lượn xa sẽ xảy ra 
quá trình tái hấp thu các chất cần thiết vào mạng lưới mao mạch bao quanh. 
 - Từ ống lượn xa, nước tiểu đổ vào các ống góp và tập trung vào bể thận đổ vào 
niệu quản, tích trữ vào bàng quang và thải ra ngoài qua niệu đạo. 
 2.2. Thận điều hòa cân bằng axit - bazo của máu 
 * Tác dụng cân bằng axit – bazo của máu là nhờ hệ đệm, quan trọng nhất là hệ 
 -
đệm bicacbonat (H2CO3/HCO3 ). 
 - Hệ đệm sẽ nhận H+ làm giảm mức axit nội môi. Các chất mang H+ này sẽ đưa 
H+ tới thận để bài tiết ra ngoài. Phần mang tính kiềm của hệ đệm sẽ được thận tái hấp 
thu để dự trữ. 
 * Sự bài tiết gốc axit: 
 - Quá trình trao đổi các chất trong tế bào sản sinh ra các chất axit (kí hiệu là HA) 
đi vào máu. Khi đó lượng dự trữ kiềm NaHCO3 được dùng để trung hòa axit và ổn 
định pH máu theo phản ứng: 
 HA + NaHCO3 NaA + H2CO3 
 H2O CO2 
 Đến thận Đến phổi thải ra ngoài 
 3 
 - Ở nhánh lên của quai Henle, và ống lượn xa, Na+ lại được vận chuyển tích ra 
dịch gian bào làm nồng độ chất tan giảm dần tạo điều kiện cho tái hấp thu nước ở ống 
lượn xa và ống góp. Ở ống lượn xa, sự tái hấp thu Na+ được điều hòa bởi hoocmon 
aldosteron do vỏ tuyến thượng thận tiết ra. 
 - Như vậy nồng độ chất tan cao nhất ở phần đỉnh quai Henle và phần tủy thận, 
điều này tạo điều kiện rút nước từ ống góp vào dịch gian bào, làm cô đặc nước tiểu. 
 - Tại ống lượn xa và ống góp nước được tái hấp thu mạnh do sự chênh lệch nồng 
độ dịch lọc trong ống thận với dịch gian bào và phần đỉnh của quai Henle. Đồng thời 
do sự có mặt của hoocmon ADH (tiết ra từ thùy sau tuyến yên) kích thích sự tái hấp 
thu nước. 
 Khoảng 80% nước được tái hấp thu ở ống lượn gần, 5% nước được tái hấp 
thu ở quai Henle, 15% nước được tái hấp thu ở ống lượn xa và ống góp. 
 b. Bài tiết các ion khác 
 * Ion K+: 
 - Được đưa vào cơ thể qua thức ăn, nước uống. 
 - K+ bị siêu lọc ở cầu thận và được tái hấp thu tích cực ở ống lượn gần và được 
bài tiết ở ống góp. 
 - Aldosteron kích thích sự tái hấp thu Na+ đồng thời tăng đào thải K+ ở ống góp 
vào nước tiểu. 
 * Ion Ca2+ và Mg2+: 
 - Sự bài tiết Ca2+ và Mg2+ phụ thuộc vào nồng độ các ion này trong máu, cân 
bằng axit-bazo của máu, quá trình hấp thu ở ruột, cơ chế tạo xương và có sự điều hòa 
của các hoocmon. 
 - Khi nồng độ Ca2+ trong máu tăng, tuyến cận giáp tổng hợp PTH 
(Parathoocmon) làm tăng sự đào thải Ca2+ ở thận. 
 - Sự có mặt Mg2+ và hoocmon calcitonin của tuyến giáp làm giảm đào thải Ca2+ 
qua nước tiểu nhờ tăng sự tái hấp thu ở ống lượn gần. 
 * Ion Cl-: 
 - Cl- chiếm ưu thế anion dịch ngoại bào. Cl- được tái hấp thu thụ động theo Na+ 
phần lớn ở ống lượn gần. 
 * Ion Photphat: 
 - Sau khi bị siêu lọc, ion photphat được tái hấp thu ở ống lượn gần khoảng 80% 
theo cơ chế vận chuyển tích cực. 
 - Tại ống lượn xa ion photphat lại được đào thải. Sự đào thải ion photphat nhiều 
hay ít liên quan chặt chẽ với PTH (hormon tuyến cận giáp) có tác dụng làm giảm 
ngưỡng photphat của thận, vì thế photphat tăng ở nước tiểu và giảm trong máu. 
 * Ion sulphat: 
 - Sự tái hấp thu ion sulfat ở ống lượn gần và ống lượn xa theo cơ chế vận chuyển 
tích cực. 
 - Thận điều hòa nồng độ ion sulfat máu bằng cơ chế tái hấp thu ion này nhiều 
hay ít ở ống thận sau khi nó đã lọc ra ở quản cầu thận. 
 c. Bài tiết các chất dinh dưỡng hòa tan: 
 - Glucozo: glucozo trong máu được bài tiết vào dịch lọc ở quản cầu Malpighi. 
 5 
3. Điều hòa cân bằng nội môi bởi gan 
 a. Điều hòa đường huyết: 
 - Nồng độ glucozo tối thiểu cần cho hoạt động bình thường của não và hệ thần 
kinh là 0,6 g/lít. 
 - Sau bữa ăn, gan nhận được nhiều glucozo từ tĩnh mạch cửa gan. Glucozo được 
chuyển hóa thành glycogen dự trữ trong gan và cơ dưới tác dụng của hoocmon Insulin 
do tuyến tụy tiết ra. Insulin có tác dụng làm tăng cường quá trình vận chuyển glucozo 
qua màng vào tế bào gan và cơ. 
 - Nếu lượng glucozo vượt quá ngưỡng dự trữ của gan và cơ sẽ được gan chuyển 
hóa thành các phân tử mỡ dự trữ dưới da. 
 - Xa bữa ăn, nồng độ glucozo trong máu giảm kích thích tuyến tụy giải phóng 
hoocmon glucagon và tuyến trên thận giải phóng hoocmon adrenalin. Glucagon kích 
thích quá trình chuyển hóa glycogen thành glucozo. Adrenalin kích thích chuyển hóa 
axit lactic giải phóng từ cơ và glyxerol sinh ra từ quá trình phân hủy mỡ thành glucozo. 
Khi nhịn đói lâu ngày, các axit amin cũng được sử dụng chuyển hóa thành glucozo 
cung cấp cho hô hấp tế bào. 
 b. Điều hòa protein huyết tương 
 - Các loại protein chủ yếu trong huyết tương gồm fibrinogen, globulin, albumin. 
Chúng có vai trò như hệ đệm pH và tạo nên áp suất keo của huyết tương. Áp suất keo 
có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất giữa máu và dịch mô. 
 - Hầu như tất cả các protein huyết tương được tổng hợp và phân hủy ở gan. 
 - Gan tăng cường hoặc giảm bớt tổng hợp protein huyết tương tùy nhu cầu cơ 
thể. Do đó, đảm bảo duy trì áp suất thẩm thấu và pH máu ổn định. 
 4. Điều hòa cân bằng nội môi nhờ hệ nội tiết: 
 a. Hoocmon điều hòa lượng nước trong máu: 
 - Hoocmon chống bài niệu ADH (hay vasopressin) tiết ra từ vùng dưới đồi, tích 
lũy ở thùy sau tuyến yên. ADH có tác dụng làm tăng sự tái hấp thu nước ở ống lượn xa 
và ống góp, giảm lượng nước tiểu thải ra. 
 - Sự tiết ADH được điều hòa bởi áp suất thẩm thấu của máu: 
 + Khi áp suất thẩm thấu của máu tăng sẽ tác động vào vùng dưới đồi kích thích 
vùng này tăng cường tiết ADH làm tăng sự tái hấp thu nước ở ống thận làm giảm áp 
suất thẩm thấu của máu. 
 + Khi áp suất thẩm thấu của máu giảm làm ngừng các tín hiệu kích thích sự bài 
tiết ADH. 
 - Sự bài tiết ADH còn được điều hòa bởi thể tích máu: 
 + Khi thể tích máu tăng kích thích nên các tế bào thụ cảm đặc biệt trên thành 
tâm nhĩ phải, tín hiệu được truyền về não làm ức chế sự bài tiết hoocmon ADH. 
 + Ngược lại, khi máu về tâm nhĩ ít, các thụ cảm thể này không bị kích thích nên 
quá trình bài tiết ADH lại diễn ra. 
 b. Các hoocmon điều hòa các chất điện giải trong máu: 
 * Hoocmon PTH (Parathoocmon) của tuyến cận giáp có tác dụng làm giảm sự 
bài tiết ion Ca2+ ở thận, tăng sự tái hấp thu Ca2+ và Mg2+ ở ống thận, giảm tái hấp thu 
 7 
 - Điều hòa tiết hoocmon: các tác nhân sau sẽ kích thích sự bài tiết hoocmon 
adrenalin và noradrenalin: sự giảm lượng đường trong máu, giảm huyết áp, cơ thể bị 
lạnh, các tác nhân stress... 
 5. Điều hòa thân nhiệt 
 - Động vật hằng nhiệt điều hòa nhiệt độ cơ thể nhằm duy trì nhiệt độ cơ thể ổn 
định ở mức phù hợp với các hoạt động sinh lý trong tế bào, cơ thể. 
 - Điều hòa thân nhiệt thực hiện bằng cách điều hòa quá trình thu nhiệt và quá 
trình tỏa nhiệt.- Các cơ quan thụ cảm nhiệt độ nằm ở da hoặc ở trung ương thần kinh 
thu nhận tín hiệu về nhiệt độ và báo về trung khu điều hòa nhiệt độ nằm ở vùng dưới 
đồi. 
 - Vùng dưới đồi có 2 trung khu điều hòa nóng và lạnh nằm riêng rẽ, trung khu 
này ức chế hoạt động của trung khu kia, do đó chúng không thể hoạt động cùng một 
lúc. Phụ thuộc vào tín hiệu gửi về từ các cơ quan cacsrm giác, hai trung tâm có thể tạo 
ra một loạt các phản ứng điều hòa thân nhiệt sau: 
 a. Sinh nhiệt: 
 - Khi cơ thể gặp lạnh, vùng dưới đồi sẽ điều khiển làm tăng sinh nhiệt làm ấm cơ 
thể bằng cách: 
 + Tăng tốc độ các phản ứng chuyển hóa tạo ra nhiệt lượng. 
 + Tăng co cơ để sinh nhiệt (gây phản ứng run khi cơ co nhanh và lặp lại liên hồi). 
 + Tủy thượng thận tăng tiết adrenalin làm huy động glucozo cho hoạt động của 
tế bào. 
 + Tuyến giáp tiết tiroxin làm tăng cường chuyển hóa cơ bản. 
 - Khi nóng, vùng dưới đồi điều khiển làm giảm tốc độ chuyển hóa cơ bản, giảm 
sinh nhiệt. 
 b. Giãn mạch và co mạch 
 - Khi gặp lạnh, có phản ứng co mạch dưới da để giảm lượng máu tới bề mặt da, 
giảm mất nhiệt. 
 - Khi gặp nóng, mạch máu dưới da giãn để tăng thải nhiệt, làm mát cơ thể. 
 c. Ra mồ hôi: 
 - Tuyến mồ hôi đổ ra bề mặt da, hơi nước bay hơi làm giảm nhiệt độ bề mặt da. 
 - Khi nóng, tuyến mồ hôi tăng tiết làm giảm nhiệt cơ thể về mức bình thường. 
 CÂU HỎI CỦNG CỐ 
 Câu 1: Cân bằng nội môi là gì ? 
 Gợi ý trả lời: 
 - Cân bằng nội môi là duy trì sự ổn định của môi trường trong. 
 Ví dụ: duy trì nồng độ glucozo trong máu người ở 0,1%; duy trì thân nhiệt người ở 
36,5oC. 
 - Sự ổn định về các điều kiện lí hóa của môi trường trong (máu, bạch huyết và dịch 
mô) đảm bảo cho động vật tồn tại và phát triển. Các tế bào, các cơ quan của cơ thể chỉ có 
thể hoạt động bình thường khi các điều kiện lí hóa của môi trường thích hợp và ổn định. 
 Câu 2: Tại sao cân bằng mội môi có vai trò quan trọng đối với cơ thể ? 
 Gợi ý trả lời: 
 9 
 Do Na+ có tác dụng giữ nước rất mạnh nên khi Na+ được trả về máu làm tăng hàm 
lượng nước trong máu dẫn đến duyết áp tăng dần và trở lại bình thường. 
 Câu 5: Trình bày vai trò của gan trong điều hòa nồng độ glucozo trong máu. 
 Gợi ý trả lời: 
 Vai trò của gan trong điều hòa nồng độ glucozo máu là: 
 - Khi nồng độ glucozo máu tăng lên, tuyến tụy tiết insulin. Insulin có tác dụng làm 
cho gan nhận và chuyển glucozo thành glycogen dự trữ, đồng thời làm cho các tế bào cơ 
thể tăng nhận và sử dụng glucozo. Do đó nồng độ glucozo trong máu ổn định trở lại. 
 - Khi nồng độ glucozo trong máu giảm, tuyến tụy tiết glucagôn. Glucagôn có tác 
dụng chuyển glycogen thành các glucozo đưa vào máu, nhờ đó glucozo trong máu tăng 
lên và ổn định trở lại. 
 Câu 6: Hệ đệm, phổi, thận duy trì pH máu bằng cách nào? 
 Gợi ý trả lời: 
 - Hệ đệm duy trì được pH ổn định do chúng có khản năng lấy đi H+ hoặc OH- khi 
các ion này xuất hiện trong máu. Trong máu có các hệ đệm sau: 
 + Hệ đệm Bicacbonat: H2CO3/NaHCO3. 
 -
 + Hệ đệm Photphat : NaH2PO4/NaHPO4 . 
 + Hệ đệm Proteinat (protein): Đây là hệ đệm mạch nhất. 
 - Phổi và thận cũng có vai trò quan trọng trong điều hòa và cân bằng pH nội môi: 
 + 
 + Phổi tham gia điều hòa pH máu bằng cách thải CO2 vì khí CO2 tăng lên làm H
trong máu tăng lên. 
 + + -
 + Thận tham gia điều hòa pH nhờ thải H , tái hấp thụ Na , HCO3 , thải NH3. 
 11