- Trang chủ
- Sách y học
- Sinh lý y học
- Hiệu quả của hệ thống điều hòa cơ thể
Hiệu quả của hệ thống điều hòa cơ thể
Nếu xem xét sự tự nhiên của điều hòa ngược dương tính, rõ ràng điều hòa ngược dương tính dẫn đến sự mất ổn định chức năng hơn là ổn định và trong một số trường hợp, có thể gây tử vong.
Biên tập viên: Trần Tiến Phong
Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương
Mức độ hoạt động của một hệ thống điều hòa duy trì các điều kiện hằng định được xác định bởi hiệu suất của điều hòa ngược âm tính, tuy nhiên hiệu suất của quá trình này thường không đạt 100%. Ví dụ, nếu đưa một lượng máu đủ lớn vào một người mà hệ thống thụ cảm điều hòa về áp lực không hoạt động thì trị số huyết áp động mạch bình thường là 100mmHg sẽ tăng lên 175mmHg. Nhưng nếu hệ thống thụ cảm điều hòa áp lực này hoạt động thì lúc này huyết áp chỉ tăng lên 125mmHg. Như vậy, quá trình điều hòa ngược đã một ‘điều chỉnh’ giảm huyết áp đi một lượng là 50mmHg, từ 175mmHg xuống 125mmHg hay mức tăng huyết áp chỉ còn 25mmHg, được gọi là ‘giá trị sai lệch’,. Hiệu quả điều hòa của hệ thống được tình theo công thức sau:
Hiệu quả điều hòa = C/ E.
Trong đó C là giá trị điều chỉnh. E là giá trị sai lệch.
Theo như ví dụ nêu trên thi C= -50mmHg và E= +25mmHg. Do đó, hiệu quả của hệ thống thụ cảm điều hòa huyết áp động mạch ở người đó là -2. Hiệu quả của một số hệ thống điều hòa sinh lý lớn hơn của các hệ thống cảm giác. Ví dụ, hệ thống điều hòa nhiệt độbên trong cơ thể thể hiện ở một thời tiết lạnh vừa phải là khoảng -33. Do đó có thể thấy rằng hệ thống điều hòa nhiệt độ hoạt động hiệu quả hơn so với hệ thống điều hòa thụ cảm áp suất.
Hình. Hồi phục nhịp tim nhờ điều hòa ngược âm tính sau khi vòng tuần hoàn bị mất đi 1 lít máu. Cái chết gây ra bởi điều hòa ngược dương tính khi 2 lít máu bị lấy ra.
Điều hòa ngược dương tính đôi khi có thể gây ra các quá trình có hại và tử vong
Tại sao hầu hết các hệ thống điều hòa của cơ thể hoạt động bằng điều hòa ngược âm tính nhiều hơn điều hòa ngược dương tính? Nếu xem xét sự tự nhiên của điều hòa ngược dương tính, rõ ràng điều hòa ngược dương tính dẫn đến sự mất ổn định chức năng hơn là ổn định và trong một số trường hợp, có thể gây tử vong.
Hình là một trường hợp tử vong gây ra bởi điều hòa ngược dương tính. Hình ảnh mô tả hiệu quả co bóp của tim, cho thấy trái tim của người khỏe mạnh bơm khoảng 5 lít máu/phút. Nếu một người đột nhiên mất 2 lít, lượng máu trong cơ thể giảm xuống mức thấp đến mức không đủ máu để nhát bóp của tim còn hiệu quả. Hậu quả là huyết áp động mạch giảm và lượng máu qua động mạch vành đến nuôi dưỡng cơ tim bị suy giảt. Lâu dài sẽ dẫn đến tim bị mệt mỏi, nặng hơn là giảm nhịp tim và giảm lượng máu chảy trong các mạch và cuối cùng dẫn đến suy tim,chu trình cứ lặp lại cho đến khi gây tử vong. Nói cách khác, tác nhân kích thích phát sinh ra gây nhiều phản ứng tăng cường lẫn nhau gọi là điều hòa ngược dương tính. Điều hòa ngược dương tính biết đến nhiều hơn là ‘chu trình xấu’, tuy nhiên trong cơ thể bình thường các trường hợp điều hòa ngược dương tính rất ít khi gây hại cho cơ thể vì cơ chế này chỉ diễn ra trong một giới hạn nào đó thì sự điều hòa ngược âm tính lại xuất hiện để tạo lại sự cân bằng nội môi. Ví dụ , nếu người đã nói đến ở ví dụ trước chỉ mất 1 lít hay vì 2 lít máu,cơ chế điều hòa ngược âm tính điều hòa cung lượng tim và huyết áp động, mạch thông thường có thể cân bằng với điều hòa ngược dương tính và người đó có thể hồi phục trở lại.
Điều hòa ngược dương tính đôi khi có lợi
Trong cơ thể bình thường, sự điều hòa ngược dương tính rất có ý nghĩa cho cơ thể. Sự hình thành cục máu đông là một ví dụ về tác dụng của nó.Khi một mạch máu bị đứt thì cục máu đông sẽ được hình thành, các enzym hay các yếu tố đông máu được hoạt hóa trong cục máu đông đó. Các enzym này lại sẽ hoạt hóa các enzym khác, dẫn đến cục máu đông sẽ được hình thành nhiều hơn… quá trình này tiếp tục cho đến khi khi lỗ thủng của mạch máu được bị kín và sự chảy máu không xảy ra nữa. Trong nhiều trường hợp cơ thể mất kiểm soát với quá trình trên dẫn tới hình thành các cục máu đông không mong muốn.. thực tế, điều này gây ra phần lớn các cơn đau tim, điều mà có thể bị gây ra bởi bởi sự hình thành cục máu đông trên bề mặt mảng xơ vữa trong động mạch vành và tiếp tục phát triển đến khi động mạch bị tắc nghẽn hoàn toàn.
Sổ thai cũng là một trường hợp có sự góp mặt của điều hòa ngược dương tính. Khi các cơn co bóp tử cung trở nên đủ lớn để đẩy đầu thai nhi qua cổ tử cung. Sự căng cổ tử cung truyền tín hiệu về thân tủ cung làm cơ tử cung co bóp mạnh hơn. tử cung co bóp càng mạnh làm căng cơ ở cổ tử cung lại tạo thêm co bóp của thân tử cung hơn.
Khi co bóp này đủ mạnh, em bé sẽ được ra đời. nếu quá trình chưa đủ mnh, sự co bóp sẽ mất, và vài ngày sau đó chúng sẽ trở lại.
Một lợi ích quan trọng khác của điều hòa ngược dương tính là phát sinh các tín hiệu thần kinh. Đó là, khi kích thích vào màng tế bào của các sợi thần kinh gây ra sự di chuyển ion Na+ qua các kênh Na+ từ bên ngoài màng vào bên trong của các sợi thần kinh . và chính quá trình này làm thay đổi điện thế màng của sợi thần kinh, tiếp nữa làm mở thêm các kênh Natri. Càng nhiều sự thay đổi điện thế màng càng mở thêm các kênh, tiếp tục như vậy thì từ một kích thích nhỏ làm bùng nổ ion Na+ xâm nhập vào bên trong sợi thần kinh, gây ra điện thế hoạt động đủ lớn của dây thần kinh. Điện thế hoạt động này lại gây ra một điện trường đủ mạnh để tăng thêm sự di chuyển của các ion cả bên ngoài và bên trong sợi thần kinh, và phát sinh thêm điện thế hoạt động. Quá trình này sẽ tiếp diễn cho đến khi tín hiệu thần kinh được truyền đi đến tận cùng.
Trong mỗi trường hợp mà điều hòa ngược dương tính có ích thì điều hòa ngược dương tính là một phần của toàn bộ quá trình điều hòa ngược âm tính. ví dụ,trường hợp tạo cục máu đông, sự điều hòa ngược dương tính chỉ là một phần trong điều hòa ngược âm tính để duy trì dòng máu bình thường. cả hai đều gây các tín hiệu truyền theo các sợi thần kinh tham gia vào hàng ngàn các ccơ chế điều hòa theo con đường thần kinh
Càng nhiều hệ thống điều hòa phức tạp - điều khiển thích nghi
Sau chủ đề này, khi chúng ta nghiên cứu hệ thống thần kinh, ta có thể tháy có rất nhiều các cơ chế kiểm soát nối liền với nhau. Số ít là các hệ thống phản ứng đơn giản tương tự những cơ chế đã bàn luận còn phần lớn lại rất phức tạp. Ví dụ, một số cử động của cơ thể xảy ra quá nhanh không đủ thời gian để các tín hiệu thần kinh truyền từ các cơ quan ngoại biên của cơ thể đến não sau đó tư nãoquay trở lại để điều khiển các cử động cơ quan. Do đó, não bộ sử dụng một nguyên tắc gọi là phát động điều khiển để tao ra sự co cơ cần thiết. Đó là, các tín hiệu thần kinh cảm giác từ các cơ quan di chuyển truyền về cho não bộ biết các chuyển động có chính xác hay không Nếu không, não bộ sẽ chỉnh sửa các tín hiệu truyền đến các cơ trong cử động tiếp theo. Sau đó, nếu sự điều chỉnh vẫn cần thiết, quá trình sẽ thực hiện lại trong các cử động tiếp theo. Quá trình này gọi là điều khiển thích nghi.. điều khiển thích nghi xét trên một mặt nào đó có tác dụng làm chậm các feedback âm tính.
Theo đó, có thể thấy các hệ thống điều khiển phản hồi của cơ thể phức tạp như thế nào và ảnh hưởng của nó là rất quan trọng đối với sự sống của con người. Do đó, những thông tin được đề cập trong đề tài này sẽ là nền tảng trong thảo luận về các cơ chế hình thành sự sống.
Bài viết cùng chuyên mục
Vận chuyển acid béo tự do trong máu dưới dạng kết hợp với albumin
Ba phân tử acid béo liên kết với một phân tử albumin, nhưng nhu cầu acid béo dạng vận chuyển lớn thì có khoảng 30 phân tử acid béo có thể liên kết với một phân tử albumin.
Thể dịch điều hòa huyết áp: tầm quan trọng của muối (NaCl)
Việc kiểm soát lâu dài huyết áp động mạch được gắn bó chặt chẽ với trạng thái cân bằng thể tích dịch cơ thể, được xác định bởi sự cân bằng giữa lượng chất dịch vào và ra.
Tăng huyết áp: gây ra bởi sự kết hợp của tăng tải khối lượng và co mạch
Tăng huyết áp di truyền tự phát đã được quan sát thấy ở một số chủng động vật, bao gồm các chủng chuột, thỏ và ít nhất một chủng chó.
Chức năng sinh lý của hormone chống bài niệu (ADH)
Khi có mặt ADH, tính thấm của ống góp với nước tăng lên rất nhiều và cho phép hầu hết nước được tái hấp thu qua thành ống, do đó duy trì được lượng nước trong cơ thể và cô đặc nước tiểu.
Cơ bắp trong tập thể thao: sức mạnh, năng lượng và sức chịu đựng
Người đàn ông được cung cấp đầy đủ testosterone hoặc những người đã tăng cơ bắp của mình thông qua một chương trình tập luyện thể thao sẽ tăng sức mạnh cơ tương ứng.
Chức năng thính giác của vỏ não: cơ chế thính giác trung ương
Mỗi neuron riêng lẻ trong vỏ não thính giác đáp ứng hẹp hơn nhiều so với neuron trong ốc tai và nhân chuyển tiếp ở thân não. Màng nền gần nền ốc tai được kích thích bởi mọi tần số âm thanh, và trong nhân ốc tai dải âm thanh giống vậy được tìm thấy.
Chuyển hóa ô xy và chất dinh dưỡng của não
Phần lớn sự chuyển hóa của não xảy ra ở các neuron mà không phải ở các tế bào thần kinh đệm. Nhu cầu chuyển hóa chính của các neuron là để bơm các ion qua màng, chủ yếu là vận chuyển natri, canxi và kali.
Hệ thống đệm hemoglobin cho PO2 ở mô
O2 có thể thay đổi đáng kể, từ 60 đến hơn 500 mm Hg, nhưng PO2 trong các mô ngoại vi không thay đổi nhiều hơn vài mmHg so với bình thường, điều này đã chứng minh rõ vai trò "đệm oxy" ở mô của hệ thống hemoglobin trong máu.
Cung lượng tim: đánh giá qua lưu lượng kế điện tử hoặc siêu âm
Lưu lượng máu sẽ được tính thông qua tốc độ vận chuyển máu qua động mạch chủ, diện tích mặt cắt ngang động mạch chủ được đánh giá thông qua đo đường kính thành mạch dưới hướng dẫn siêu âm.
Giải phẫu chức năng của khu vực liên hợp hệ viền (Limbic)
Vỏ não Limbic là một phần của một hệ thống sâu rộng hơn, hệ Limbic, bao gồm một tập hợp các cấu trúc tế trong vùng trung tâm cơ bản của não bộ. Hệ Limbic cung cấp hầu hết sự điều khiển cảm xúc để kích hoạt các khu vực khác của não.
Khuếch tán qua màng mao mạch: trao đổi nước và các chất giữa máu và dịch kẽ
Khuếch tán các phân tử nước và chất tan có chuyển động nhiệt di chuyển ngẫu nhiên theo hướng này rồi lại đổi hướng khác. Các chất hòa tan trong lipid khuếch tán trực tiếp qua các màng tế bào ở lớp nội mạc của các mao mạch.
Sự trưởng thành và thụ tinh của trứng: quyết đinh giới tính thai nhi
Sau khi phóng tinh dịch vào trong âm đạo trong quá trình giao hợp, một số tinh trùng sẽ di chuyển trong vòng 5 đến 10 phút theo hướng đi lên từ âm đạo đến tử và vòi tử cung, đến đoạn bóng của vòi tử cung.
Giải phẫu sinh lý thành ống tiêu hóa
Thành ruột, từ ngoài vào trong bao gồm các lớp sau đây: lớp thanh mạc, lớp cơ trơn dọc, lớp cơ trơn vòng, lớp dưới niêm mạc, và lớp niêm mạc. Thêm vào đó, có rải rác các sợi cơ trơn nằm sâu ở lớp niêm mạc được gọi là lớp cơ niêm.
Giải phẫu và sinh lý cơ quan sinh dục nam
Hai túi tinh nằm ở 2 bên tuyến tiền liệt, dẫn tinh trùng vào tuyến tiền liệt và tận cùng ở bóng tinh. Niệu quản là nơi cuối cùng dẫn tinh trùng từ tinh hoàn ra bên ngoài.
Hấp thu các chất dinh dưỡng ở ruột non
Hấp thu carbohydrate, hấp thu glucose, hấp thu protein dưới dạng dipeptit, tripeptit hoặc axit amin, hấp thu chất béo và hấp thu các monosaccharide khác.
Vai trò của ion canxi trong co cơ
Nồng độ Ca nội bào tăng khi Ca++ đi vào trong tế bào qua kênh Ca trên màng tế bào hoặc được giải phóng từ lưới cơ tương. Ca++ gắn với camodulin (CaM) trở thành phức hợp Ca++-CaM, hoạt hóa chuỗi nhẹ myosin kinase.
Thích nghi của trẻ sơ sinh với cuộc sống ngoài tử cung
Sau khi đứa bé ra khỏi người mẹ không được gây mê, đứa bé thường bắt đầu thở trong vài giây và nhịp thở bình thường đạt được trong vòng 1 phút sau khi sinh.
Vùng dưới đồi bài tiết GnRH kích thích thùy trước tuyến yên tiết FSH và LH
Trung tâm sản xuất GnRH ở vùng dưới đồi. Hoạt động thần kinh điều khiển sự chế tiết GnRH diễn ra tại vùng mediobasal hypothalamus, đặc biệt ở phần nhân cung của khu vực này.
Vấn đề nội tiết ở trẻ sơ sinh
Thông thường, hệ nội tiết của trẻ sơ sinh thường rất phát triển lúc sinh, và đứa trẻ hiếm khi biểu hiện ngay bất cứ bất thường miễn dịch nào. Tuy nhiên, nội tiết của trẻ sơ sinh quan trọng trong những hoàn cảnh đặc biệt.
Thông khí thở: sự thích nghi của những người ở vùng cao
Cho dù những người ở đồng bằng có thể chuyển lên sống ở vùng cao trên 10 năm, nhưng vẫn không thể thích nghi tốt với độ cao băng những người bản xứ xét về mọi khía cạnh.
Mối quan hệ giữa huyết áp dòng chảy và lực cản
Dòng máu qua mạch được quyết định bởi chênh lệch áp lực máu giữa 2 đầu của đoạn mạch, và sức cản chống lại dòng máu qua mạch, hay còn được gọi là sức cản thành mạch.
Các yếu tố gây ra điện thế hoạt động
Sự khởi đầu của điện thế hoạt động cũng làm cho cổng điện thế của kênh kali mở chậm hơn một phần nhỏ của một phần nghìn giây sau khi các kênh natri mở.
Sự giải phóng năng lượng từ Glucose cho cơ thể theo con đường đường phân
Cách quan trọng nhất để giải phóng năng lượng từ glucose là khởi động con đường đường phân, sản phẩm cuối cùng sau đó được oxy hóa để cung cấp năng lượng.
Hệ thống Purkinje tâm thất của tim: dẫn truyền nhanh
Sự truyền tải nhanh điện thế hoạt động bởi các sợi Purkinje được cho là gây ra bởi một tính thấm rất cao của các khoảng trống tiếp giáp ở các đĩa xen kẽ giữa các tế bào kế tiếp cấu tạo nên các sợi Purkinje.
Cặp kích thích co cơ tim: chức năng của ion canxi và các ống ngang
Sức co bóp của cơ tim phụ thuộc rất lớn vào nống độ ion canxi trong dịch ngoại bào, một quả tim đặt trong một dung dịch không có canxi sẽ nhanh chóng ngừng đập.