- 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
Những hệ thống kiểm soát hằng số nội môi ở trẻ sinh thiếu tháng
Những hệ thống cơ quan khác nhau chưa hoàn thiện chức năng ở trẻ sơ sinh thiếu tháng làm cho các cơ chế hằng định nội môi của cơ thể không ổn định.
Ảnh hưởng của gradients áp lực thủy tĩnh trong phổi lên khu vực lưu thông máu phổi
Động mạch phổi và nhánh động mạch của nó vận chuyển máu đến các mao mạch phế nang cho khí trao đổi, và tĩnh mạch phổi rồi máu trở về tâm nhĩ trái để được bơm bởi tâm thất trái thông qua tuần hoàn toàn thân.
Cảm giác tư thế: cảm giác cảm thụ bản thể
Sự nhận thức về tư thế, gồm cả động và tĩnh, phụ thuộc vào nhận biết về mức độ gập góc của tất cả các khớp trong các mặt phẳng và sự thay đổi tốc độ của chúng.
Vòng phản xạ thần kinh: với các tín hiệu đầu ra kích thích và ức chế
Các sợi đầu vào kích thích trực tiếp lên đường ra kích thích, nhưng nó kích thích một nơ-ron ức chế trung gian (nơron 2), là nơ-ron tiết ra một loại chất dẫn truyền thần kinh khác để ức chế đường ra thứ hai từ trạm thần kinh.
Kiểm soát lưu lượng máu đến cơ vân
Ngoài cơ chế giãn mạch mô cục bộ, các cơ xương còn được cung cấp các dây thần kinh co mạch giao cảm và (ở một số loài động vật) cũng như các dây thần kinh giãn mạch giao cảm.
Block nhĩ thất không hoàn toàn điện thế thay đổi: chặn đường truyền tín hiệu điện tim
Những nguyên nhân gây giảm dẫn truyền như thiếu máu cơ tim, viêm cơ tim, độc digitalis cũng có thể gây ra block thất không hoàn toàn biểu thị nên điện thế thay đổi.
Sinh lý nhóm máu
Trên màng hồng cầu người, người ta đã tìm ra khoảng 30 kháng nguyên thường gặp và hàng trăm kháng nguyên hiếm gặp khác. Hầu hết những kháng nguyên là yếu, chỉ được dùng để nghiên cứu di truyền gen và quan hệ huyết thống.
Hormon điều hòa hoạt động của não
Bên cạnh điều khiển điều hòa hoạt động của não bởi xung động thần kinh, còn cơ chế sinh lý khác. Cơ chế này là tiết các hormon kích thích hay ức chế chất dẫn truyền thần kinh đến bề mặt não.
Đám rối thần kinh cơ ruột và đám rối thần kinh dưới niêm mạc
Đám rối thần kinh cơ ruột không hoàn toàn có tác dụng kích thích vì một số neuron của nó có tác dụng ức chế; tận cùng của các sợi đó tiết ra một chất ức chế dẫn truyền, có thể là “polypeptide hoạt mạch ruột”.
Trí nhớ dài hạn của con người
Không có một ranh giới rõ ràng giữa loại kéo dài hơn của trí nhớ trung hạn và trí nhớ dài hạn thực sự. Sự khác biệt chỉ là một mức độ. Mặc dù, trí nhớ dài hạn thông thường được cho rằng là kết quả của sự thay đổi cấu trúc.
Kiểm soát lưu lượng mạch vành
Điều hòa lưu lượng máu. Lưu lượng máu trong động mạch vành thường được điều chỉnh gần như chính xác tương ứng với nhu cầu oxy của cơ tim.
Bài tiết chất nhầy ở đại tràng
Chất nhày ở đại tràng bảo vệ thành ruột chống lại sự xây xát, nhưng thêm vào đó, chúng là một chất kết dính giúp gắn kết các phần của phân lại với nhau.
Ảnh hưởng của gia tốc tuyến tính lên cơ thể
Vấn đề cũng xẩy ra trong quá trình giảm tốc, khi tàu không gian trở vào khí quyển. Một người di chuyển ở Mach 1 (tốc độ âm thanh và của máy bay nhanh) có thể giảm tốc an toàn trong khoảng cách tầm 0.12 dặm.
Hình thành acid acetoacetic trong gan và sự vận chuyển trong máu
Các acid acetoacetic, acid β-hydroxybutyric, và acetone khuếch tán tự do qua màng tế bào gan và được vận chuyển trong máu tới các mô ngoại vi, ở đây, chúng lại được khuếch tán vào trong tế bào.
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.
Sự lắng đọng và hấp thu canxi và phosphate ở xương cân bằng với dịch ngoại bào
Mặc dù cơ chế làm lắng đọng các muối canxi ở osteoid chưa được hiểu đầy đủ, sự kiểm soát của quá trình này dường như phụ thuộc phần lớn vào pyrophosphate, chất làm ức chế tạo thành tinh thể hydroxyapatite và lắng canxi của xương.
Vai trò của vùng dưới đồi điều hòa nhiệt độ cơ thể
Nhiệt độ của cơ thể được điều chỉnh hầu như hoàn toàn bởi cơ chế điều khiển thần kinh, và hầu hết mọi cơ chế này tác dụng thông qua trung tâm điều hòa nhiệt nằm ở vùng dưới đồi.
Ngừng tim trong rối loan nhịp tim
Giảm oxy máu khiến cho sợi cơ tim và sợi dẫn truyền mất điện thế màng bình thường và tính dễ kích thích này làm cho nhịp tự động biến mất.
Thùy trước và thùy sau tuyến yên
Hai thùy tuyến yên có nguồn gốc khác nhau, thùy trước từ túi Rathke, là một vùng lõm vào của lớp thượng bì hầu họng, và thùy sau từ một mô thần kinh phát triển ra từ vùng dưới đồi.
Chất giãn mạch: kiểm soát thể dịch của tuần hoàn
Vì kallikrein trở nên hoạt động, nó hoạt động ngay tức thì trên alpha Globulin để giải phóng kinin tên kallidin, sau đó được chuyển dạng bởi enzyme của mô thành bradykinin.
Hoạt động tình dục của phụ nữ
Tính chất của sự kích thích tại chỗ diễn ra nhiều hoặc ít hơn so với nam giới bởi vì xoa bóp và những loại kích thích khác như âm hộ, âm đạo hay một số vùng ở đáy chậu có thể tạo ra khoái cảm tình dục. Vị trí đầu âm vật là nơi rất nhạy cảm với sự kích thích.
Giai đoạn thể tích và áp lực của tuần hoàn động mạch và tĩnh mạch
Sự duy trì trương lực là một trong những cách hệ tuần hoàn tự động thích nghi trong thời gian khoảng vài phút đến vài giờ nếu lượng máu bị mất sau một xuất huyết nặng.
Cân bằng dinh dưỡng trong cơ thể
Ngay lập tức sau một bữa ăn gồm cả carbohydrates, protein và chất béo, phần lớn thức ăn được chuyển hóa là carbohydrates, vì thế thương số hô hấp tại thời điểm đó tiệm cận một.
Các chuyển đạo đơn cực chi: các chuyển đạo điện tâm đồ
Chuyển đạo đơn cực chi tương tự như các bản ghi chuyển đạo chi tiêu chuẩn, ngoại trừ bản ghi từ chuyển đạo aVR bị đảo ngược.
Sự bài tiết cholesterol của gan và sự hình thành sỏi mật
Muối mật được hình thành trong các tế bào gan từ cholesterol trong huyết tương. Trong quá trình bài tiết muối mật, mỗi ngày khoảng 1 - 2 gam cholesterol được loại bỏ khỏi huyết tương và bài tiết vào trong mật.