TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT CHUYÊN ĐỀ: SINH LÍ MÁU A. MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Chương trình chuyên sinh nói chung và phần Sinh lý động vật nói riêng được thiết kế theo hướng tích hợp chương trình sinh học nâng cao và những nội dung bổ sung được mở rộng đi sâu. Vì vậy, việc dạy và học như thế nào để có hiệu quả là vấn đề then chốt luôn đặt ra đối với các GV dạy chuyên. Phần sinh lý động vật là nội dung khó, bao gồm các quá trình sinh lý phức tạp và có mối quan hệ mật thiết với nhau, trong đó “Chuyển hóa vật chất và năng lượng” là vấn đề trọng tâm có liên quan đến tất cả các quá trình sinh lý khác như sinh trưởng - phát triển, sinh sản… Sự chuyển hóa vật chất và năng lượng ở động vật được thực hiện nhờ hoạt động của các hệ cơ quan có quan hệ mật thiết với nhau trong đó hệ tuần hoàn là hoạt động trung tâm có mối quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp đến tất cả các hệ cơ quan trong cơ thể (hình 1). Hệ tuần hoàn có 2 nội dung chính là máu và tuần hoàn máu, đây là những nội dung cần được nghiên cứu kỹ nhưng trong các tài liệu giáo khoa dành cho HS chuyên chủ yếu quan tâm đến chuyên đề tuần hoàn máu chứ chưa thực sự quan tâm đến chuyên đề về máu. Vì vậy việc nghiên cứu làm rõ hơn và nâng cao các kiến thức về sinh lý máu là rất cần thiết. 2. Mục tiêu - Hệ thống được các KN trong “Sinh lý máu”. - Trình bày được các KN trong “Sinh lý máu”. - Vận dụng các kiến đã học để giải quyết được các câu hỏi và bài tập liên quan đến các KN trong “Sinh lý máu”. - Vận dụng được các kiến thức đã học trong việc phòng chữa các bệnh lien quan đến máu. - Rèn luyện được kĩ năng khai thác hình ảnh, kĩ năng sơ đồ hóa, kĩ năng làm bài tập, kĩ năng vận dụng… 1 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT B. NỘI DUNG I. HỆ THỐNG HÓA CÁC KHÁI NIỆM TRONG CHUYÊN ĐỀ Hệ thống là tập hợp nhiều yếu tố; đơn vị cùng loại hoặc cùng chức năng có quan hệ với nhau chặt chẽ làm thành một thể thống nhất, hệ thống hóa là làm cho lớp sự vật hiện tượng trở nên hệ thống, là biện pháp sắp xếp một cách logic các yếu tố, các nội dung thông tin về các đối tượng, hiện tượng nghiên cứu được chỉnh thể hóa theo một quan điểm nhất định nhờ đó phản ánh được đầy đủ đặc điểm bản chất về đối tượng đó. Hệ thống hóa kiến thức giúp HS chuyển các kiến thức từ tái hiện giáo khoa thành tri thức mang tính hệ thống, chế biến theo một qui trình cá nhân nhận thức phù hợp được chiết xuất từ năng lực của người học. Việc hệ thống hóa kiến thức còn giúp cho HS vừa chiếm lĩnh kiến thức, vừa hình thành phương pháp để đi tới chiếm lĩnh kiến thức cho bản thân, phát triển năng lực tiếp nhận và giải quyết vấn đề, năng lực tự học và thói quen tự học, sáng tạo, giúp cho HS có thể tự học suốt đời. Đây là một trong những yêu cầu căn bản của quá trình dạy học. Việc hệ thống hóa các KN trong “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở động vật” nhằm xác định được hệ thống kiến thức của toàn phần trong mối quan hệ với nhau và xác định được “sinh lý máu” thuộc ở vị trí nào của chương trình, nhờ đó HS dễ dàng hơn trong việc theo dõi hoặc tự ôn luyện kiến thức. Việc hệ thống hóa các KN của “Sinh lý máu” nhằm giúp HS hình dung được các KN sẽ được làm rõ trong chuyên đề với mối quan hệ mật thiết với nhau nhờ đó HS chủ động và thuận lợi hơn trong việc ôn luyện và tự học. Việc hệ thống hóa có thể sử dụng nhiều phương pháp trong đó hiệu quả hơn là sơ đồ hóa, bản đồ tư duy, bản đồ khái niệm (hình 1, hình 2). 2 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Hình 1. Bản đồ khái niệm về “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở động vật” trong mối quan hệ với các quá trình sinh lý khác trong cơ thể động vật 3 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Hình 2. Bản đồ khái niệm về “Máu” II. LÀM RÕ CÁC KHÁI NIỆM Để làm rõ các khái niệm,ngoài việc khai thác triệt để, có hiệu quả nội dung trong các tài liệu giáo khoa dành cho HS chuyên còn cần phải thu nhận và tinh lọc các thông tin bổ sung để làm rõ hơn, mở rộng hơn kiến thức cho HS theo hướng nâng cao và thiết thực. 4 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT 1. Máu và vai trò của máu Máu là một tổ chức liên kết đặc biệt gồm hai phần là huyết tương và các thành phần hữu hình. Huyết tương gồm nước và các chất hoà tan, trong đó chủ yếu là các loại protein, ngoài ra còn có các chất điện giải, chất dinh dưỡng, enzym, hormon, khí và các chất thải. Thành phần hữu hình gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Máu lưu thông trong hệ mạch và có các chức năng chính như sau : 1.1. Chức năng vận chuyển - Máu vận chuyển oxy từ phổi đến các tế bào của cơ thể và ngược lại vận chuyển khí carbonic từ tế bào về phổi để được đào thải ra môi trường bên ngoài. - Vận chuyển chất dinh dưỡng từ ống tiêu hoá đến các tế bào và vận chuyển các sản phẩm đào thải từ quá trình chuyển hoá tế bào đến cơ quan đào thải. - Vận chuyển hormon từ tuyến nội tiết đến các tế bào đích. - Ngoài ra máu còn vận chuyển nhiệt ra khỏi tế bào đưa đến hệ thống mạch máu dưới da để thải nhiệt ra môi trường. 1.2. Chức năng bảo vệ - Máu có khả năng bảo vệ cơ thể khỏi bị nhiễm trùng nhờ cơ chế thực bào, ẩm bào và cơ chế miễn dịch dịch thể, miễn dịch tế bào. - Máu cũng có khả năng tham gia vào cơ chế tự cầm máu, tránh mất máu cho cơ thể khi bị tổn thương mạch máu có chảy máu. 1.3. Điều hòa sự ổn định của môi trường trong - Điều hòa thân nhiệt, giữ thân nhiệt ổn định nhờ sự vận chuyển nhiệt và khả năng làm nguội của lượng nước trong máu. - Điều hòa pH, nhờ hệ thống đệm có trong máu. - Hoocmôn (do các tuyến nội tiết tiết vào máu) tham gia điều hòa thể dịch các quá trình sinh lí, như điều hòa áp suất thẩm thấu môi trường trong thông qua điều chỉnh lượng nước và các chất hòa tan bằng hoocmôn aldosteron và ADH. 2. Các thành phần của máu. 2.1. Huyết tương 5 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Máu gồm hai thành phần chính, đó là huyết tương và tế bào máu (hình 3). Hình 3. Thành phần chính của máu Huyết tương là dịch lỏng có màu vàng nhạt, gồm có nước và chất tan. Nước chiếm 92 % tổng lượng huyết tương, còn các chất tan chiếm 8 %. Các chất tan gồm nhiều thành phần (các ion, protein huyết tương…) với vai trò khác nhau (bảng 4). Bảng 1. Thành phần và chức năng của huyết tương HUYẾT TƯƠNG Thành phần Chức năng chính Nước (chiếm 92 % tổng lượng Dung môi cho các chất khác. huyết tương) Các ion (cation và anion):Na+, Cân bằng thẩm thấu, đệm pH, Ca2+, Mg2+ ,K+ ,Cl-, I-, HCO3-, PO4 3-.. điều hòa tính thấm màng. Các protein huyết tương (chiếm 7 - 9 % khối lượng huyết tương): - Albumin (chiếm 60 % tổng số protein Cân bằng thẩm thấu, đệm pH, huyết tương vận chuyển một số chất. - Globulin α và β. Vận chuyển một số chất. - Globulin γ (kháng thể) Bảo vệ cơ thể. - Fibrinogen (chiếm 4 % tổng số protein Tham gia đông máu. huyết tương). Các chất được máu vận chuyển: Chất dinh dưỡng (glucozơ, axit béo, vitamin…), Hoocmôn, Cholesteron, Các sản phẩm thải chuyển hóa, Các khí hô hấp (O2 và CO2 ) 2.2. Tế bào máu 6 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Tế bào máu (yếu tố hữu hình) gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu (hình 4). Hình 4. Các loại tế bào máu 2.2.1. Hồng cầu a) Hình thái và cấu tạo Hồng cầu (erythrocytes) của người và thú là tế bào mất nhân và ti thể, có hình đĩa lõm hai mặt, đường kính 7,5 μm, chiều dày 1 μm ở trung tâm và 2 μm ở ngoại vi (hình 5). Hình đĩa lõm làm tăng diện tích bề mặt, tăng cường độ khuếch tán của ôxi qua màng. Hình đĩa lõm còn làm hồng cầu trở nên mềm dẻo dễ đi qua các mao mạch nhỏ và khó bị vỡ. Không có nhân và ty thể có tác dụng giảm tiêu thụ ôxi khi vận chuyển. Hình 5. Hồng cầu người nhìn dưới kính hiển vi (a) và phóng to (b) ( a) (b) 7 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Hồng cầu chim, bò sát, lưỡng cư và cá có hình bầu dục và có nhân. Ở hầu hết các loài động vật có xương sống và nhiều loài động vật không xương sống, trong hồng cầu có chứa sắc tố hô hấp hemôglôbin. Hemôglôbin (Hb) cấu tạo từ globin và hem. Globin là một loại protein được cấu tạo từ 4 chuỗi polipeptit, trong đó có 2 chuỗi α (mỗi chuỗi có 141 axit amin) và 2 chuỗi β (mỗi chuỗi có 146 axit amin). Mỗi chuỗi polypeptit gắn với một nhân hem tạo thành một tiểu đơn vị. Như vậy, một phân tử hemoglobin được tạo thành từ bốn tiểu đơn vị (hình 6). Hì nh 6. Cấu trúc của phân tử hemoglobin Cấu trúc của hem giống nhau ở các loài động vật. Hem được cấu tạo bởi bốn vòng pyrol nối với nhau bằng các cầu nối metyl, ở giữa có nguyên tử sắt hóa trị hai (hình 7). Mỗi nguyên tử sắt có thể tạo liên kết không bền vững với một phân tử O2. Do phân tử hemoglobin có chứa sắt làm cho máu có màu đỏ. Hình 7. Cấu tạo hóa học của hem b) Chức năng Hồng cầu có chức năng vận chuyển O 2 và CO2. Khoảng 98 % O2 là do hồng cầu vận chuyển từ phổi cung cấp cho tế bào, phần còn lại 2 % hòa tan trong huyết tương. 8 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Ở động vật vật có xương sống, vận chuyển O 2 là nhờ sắc tố hemoglobin (Hb). Dù kích thước nhỏ, nhưng mỗi hồng cầu chứa khoảng 250 triệu phân tử hemoglobin. Một phân tử hemoglobin gắn tối đa với 4 phân tử ôxi, như vậy một hồng cầu có thể vận chuyển được khoảng một tỉ phân tử ô xi. * Sự vận chuyển Oxy của Hb Giống như tất cả các sắc tố hô hấp, Hb gắn với O 2 một cách thuận nghịch, Hb gắn với O2 ở phổi tạo thành HbO 2 và khi đến ở mô thì O 2 tách ra khỏi Hb cung cấp cho quá trình ôxi hóa ở tế bào. Phản ứng kết hợp và phân li giữa Hb và O 2 có thể viết dưới dạng sau: Hb + O2 HbO2 Sự kết hợp giữa oxy và Hb tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần của O2. Khi Po2 tăng lên 100mmHg (ở phổi) thì tỉ lệ HbO2 tạo ra đạt đến 97% ở mức bảo hoà, cho nên ở phổi gần như toàn bộ Hb kết hợp với oxy. Ở mô Po2 giảm còn 40mmHg, phản ứng phân ly theo chiều nghịch xảy ra, O2 được giải phóng để cung cấp cho tế bào. Sự kết hợp giữa Hb và O2 còn phụ thuộc vào pH và nhiệt độ của máu, khi pH nghiêng về kiềm sự kết hợp tăng còn khi nhiệt độ tăng sự kết hợp đó bị giảm. Phản ứng giữa Hb với oxy thường được viết tổng quát như sau: Hb + O2 HbO2 Thực chất là phản ứng Hb kết hợp với 4 phân tử O2 như sau: Hb4 + 4 O2 Hb4O8 Oxy khi liên kết với nguyên tử sắt được gắn một cách lỏng lẻo để tạo thành hợp chất oxyhemoglobin. Mỗi gam Hb có khả năng gắn tối đa là 1,34ml O2, mà trong 100ml máu có khoảng 15g Hb, do đó thể tích O2 ở dạng liên kết là: 1,34ml  15 = 20 ml O2 /100ml máu Như vậy khi áp suất riêng phần của oxy ở mức 100mmHg (ở phổi), số lượng O2 kết hợp với Hb là 20ml,còn khi áp suất riêng phần của O2 là 40mmHg (ở mô), số lượng O2 kết hợp là 15ml. Nghĩa là lượng O2 được giải 9 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT phóng từ 100ml máu khi đến mô là 5ml ( 20 – 15 = 5ml). Trong trường hợp khi hoạt động mạnh cơ thể cần nhiều oxy nên Po2 ở mô giảm còn 15mmHg, vì vậy mà lượng O2 kết hợp với Hb là khoảng 5ml, và như vậy 100ml máu động mạch cung cấp cho mô lượng O2 tăng gấp 3 lần (20 – 5 = 15ml O2). Mặc dù sự phân ly hợp chất HbO2 tăng lên do áp suất riêng phần của O2 giảm nhưng O2 vẫn không đủ cho cơ thể, khi hoạt động mạnh và kéo dài nhu cầu O2 của cơ thể tăng lên 15 lần. Trong trường hợp này nhờ lưu lượng tim tăng lên 5 lần nên nhu cầu O2 cơ thể vẫn được đảm bảo (3  5 = 15 lần). 2). Sự vận chuyển cacbonic của Hb - CO2 kết hợp với H2O trong hồng cầu, phản ứng xảy ra giống như ở huyết tương, có điều lượng CO2 được vận chuyển dưới dạng ion bicacbonát chiếm đến 70% tổng số CO2, tức là khoảng 3ml trong 100ml máu. Phản ứng kết hợp giữa CO2 hồng cầu với nhờ H2O một trong enzyme carbonicanhydrase của hồng cầu xúc tác. Lượng HCO3- trong hồng cầu tăng sẽ thấm huyết tương để vận chuyển về phổi và lúc đó sẽ có một lượng Cl- (do NaCl phân ly) đi vào hồng cầu để lập lại cân bằng điện tích cho hồng cầu. Còn lượng H+ sẽ kết hợp với Hb của hồng cầu tạo một acid yếu – acid hemoglobinic (HHb). Acid này là 10 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT hệ đệm quan trọng của máu để điều hoà độ pH cho máu. - CO2 kết hợp trực tiếp với Hb tạo ra carbohemoglobin (HbCO2). Đây cũng là phản ứng thuận nghịch. Phản ứng xảy ra cũng phụ thuộc vào áp suất riêng phần của CO2. Sự kết hợp xảy ra ở máu mao mạch của mô và phân ly ở mao mạch phổi. Tổng số khí CO2 vận chuyển theo dạng này chiếm khoảng 23%, tức là khoảng 1,5mlCO2 trong 100ml máu. Ngoài ra còn một lượng nhỏ CO2 được vận chuyển dưới dạng kết hợp với protein của huyết tương. 2. Bạch cầu a) Hình thái, cấu tạo và số lượng Bạch cầu là những tế bào không màu, có nhân, có hình dáng và kích thước khác nhau tùy theo từng loại. Bạch cầu không chỉ lưu thông trong máu mà còn có mặt ở nhiều nơi trong cơ thể như bạch huyết, dịch não tủy, hạch bạch huyết.. Bạch cầu có hệ thống enzim rất phong phú (oxidaza, peroxydaza, catalaza, lipaza...) và một số chất diệt khuẩn. Số lượng bạch cầu là khoảng 6.000 – 9.000 bạch cầu /mm3 máu. Số lượng bạch cầu có thể thay đổi, tăng lên khi nhiễm khuẩn, bị bệnh bạch cầu và giảm khi bị lạnh, bị đói, suy nhược tủy xương, nhiễm độc, già yếu... Số lượng bạch cầu của một số động vật là khác nhau. Xác định công thức bạch cầu và số lượng bạch cầu /mm3 máu là cần thiết trong chuẩn đoán bệnh. Ví dụ:- Bạch cầu trung tính tăng hơn 70 % trong các trường hợp nhiễm khuẩn cấp, viêm, nhồi máu cơ tim...và giảm khi suy nhược tủy, nhiễm độc, sốt rét...; Bạch cầu ưa axit tăng trong các bệnh giun sán, dị ứng... và giảm trong sốc, hội chứng Cushing; Bạch cầu ưa kiềm tăng trong các trường hợp viêm mãn tính; Bạch cầu đơn nhân tăng khi bị nhiễm trùng, bệnh bạch cầu và giảm trong một số trường hợp nhiễm độc; Bạch cầu limphô tăng trong nhiễm khuẩn, nhiễm virut... Một số loại bạch cầu như bạch cầu trung tính và đơn nhân bị thu hút bởi một số chất do mô bị viêm hoặc vi khuẩn sinh ra (hóa ứng động). Chúng có thể di 11 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT chuyển theo kiểu amip bằng các chân giả và có thể lách qua kẽ giữa các tế bào lót mao mạch tới nơi tổn thương. b) Các loại bạch cầu và chức năng của bạch cầu Các tế bào bạch cầu và vai trò chính của các loại bạch cầu có thể được tóm tắt theo bản đồ khái niệm (hình 9): 12 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Hình 9. Bản đồ khái niệm “Bạch cầu” Mặc dù có nhiều loại nhưng chức năng chung của bạch cầu là bảo vệ cơ thể chủ yếu qua khả năng thực bào, sản sinh kháng thể và một số chất kháng khuẩn lymphokin. 13 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT 3. Tiểu cầu Tiểu cầu (platelets) là mảnh tế bào chất, không nhân, có màng sinh chất bao bọc, đường kính khoảng 2 – 4 µm. Trên bề mặt màng tiểu cầu có lớp glicoprotein, có tác dụng ngăn cản tiểu cầu dính vào lớp tế bào lót thành mạch máu, nhưng lại dễ dính vào nơi thành mạch tổn thương có sợi colagen lộ ra. Tiểu cầu có yếu tố đông máu và serotonin tham gia vào chống mất máu. Số lượng tiểu cầu: dao động trong khoảng 150.000 – 300.000 tiểu cầu/ mm3 máu. Số lượng tiểu cầu tăng lên khi lao động, khi ăn uống, khi bị chảy máu và giảm trong nhiễm độc, nhiễm xạ, xuất huyết dưới da và niêm mạc, suy tủy. Sản sinh tiểu cầu: Tiểu cầu được tạo ra từ những tế bào có nhân khổng lồ (40 – 100 µm) trong tủy xương. Các tế bào có nhân khổng lồ biệt hóa từ tế bào gốc toàn năng của tủy xương. Các tế bào khổng lồ này hình thành các giả túc, tiếp đó các giả túc này đứt ra tạo thành các tiểu cầu lưu thông trong máu. Mỗi tế bào có nhân khổng lồ có thể tạo ra khoảng 6.000 tiểu cầu. Sự phát triển của tế bào có nhân khổng lồ được điều hòa bởi một số interleukin và thrombopoietin. Tiểu cầu tồn tại khoảng 1 – 2 tuần. Nếu không tham gia vào quá trình đông máu tiểu cầu bị các đại thực bào, gan và lách tiêu hủy. 4. Tế bào gốc và sự thay thế các thành phần tế bào Hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu đều phát triển từ 1 nguồn chung: Các tế bào gốc đa tiềm năng. Các tế bào gốc sinh ra các tế bào máu nằm ở phần tủy đỏ cuả xương, đặc biệt là xương sườn , xương sống, xương ức và xương chậu. Các tế bào gốc biệt hóa thành hai dòng tế bào: Tế bào gốc lymphô và tế bào gốc tủy. Các tế bào gốc lymphô tạo thành lymphô B và limpho T. Các tế bào gốc tủy tạo thành bạch cầu đơn nhân, bạch cầu trung tính, bạch cầu ưa axit và bạch cầu ưa kiềm, ngoài ra còn tạo ra hồng cầu và tiểu cầu (hình 10). 14 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Hình 10. Sơ đồ biệt hóa tế bào máu ở tủy xương Số lượng hồng cầu sản sinh và lưu hành trong máu được kiểm soát chặt chẽ nhằm cung cấp đủ ôxi cho tế bào. Yếu tố chính kiểm soát tốc độ sản sinh hồng cầu là lượng ôxi trong máu. Bất kì một nguyên nhân nào làm giảm lượng ôxi trong máu đều làm tăng quá trình sản sinh hồng cầu và ngược lại, tăng lượng ôxi trong máu cung cấp cho các mô làm giảm quá trình sản sinh hồng cầu. Erythropoietin là hoocmon điều hòa quá trình sản sinh hồng cầu. Khoảng 90% erythropoietin do thận sản xuất, phần còn lại là do gan. Chính vì vậy khi bị bệnh suy thận sẽ ảnh hưởng đến sản sinh hồng cầu. Khi lượng ôxi trong máu đến các mô giảm (Ví dụ: suy tim, bị bệnh hô hấp mạn tính hoặc lên sống ở vùng núi cao, nơi có nồng độ ô xi trong không khí thấp) sẽ kích thích thận sản sinh erythropoietin. Hoocmôn này theo máu đến tủy xương kích thích tủy xương tăng tốc độ sản sinh hồng cầu và tăng giải phóng hồng cầu vào máu (hình 11). 15 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Hình 11. Kiểm soát của erythropoietin trong sản sinh hồng cầu ( Nguồn: L.Sherwood, 2001) Những người thổ dân sống ở độ cao 4000 mét trở lên so với mực nước biển có số lượng hồng cầu cao hơn những người sống độ cao thấp gần với mặt nước biển. Số lượng hồng cầu của những người này là 6 – 8 triệu /mm3 máu. ? Hãy phân biệt hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu bằng cách hoàn thiện bảng sau: Hồng cầu Bạch cầu Tiểu cầu Hình dạng kích thước Đặc điểm nhân Nơi sản xuất Chức năng V. Đông máu Máu có vai trò rất quan trọng đối với cơ thể, vì vậy nếu bị mất máu có thể dẫn đến tử vong. Cơ thể có cơ chế chống mất máu, trong đó đông máu đóng vai trò chính trong chống mất máu. Quá trình chống mất máu khi bị thương chảy máu diễn ra theo ba giai đoạn sau: - Mạch máu nơi tổn thương co lại làm hạn chế dòng máu chảy đến. Co mạch máu thực hiện nhờ cơ chế thần kinh dựa trên thông tin đau từ nơi tổn thương và do serotonin giải phóng ra từ các tiểu cầu khi tiểu cầu tiếp xúc với vết thương. - Hình thành nút tiểu cầu: Các tiểu cầu bám dính vào các sợi colagen lộ ra từ thành mạch tổn thương và giải phóng ra chất hóa học làm các tiểu cầu lân cận dính 16 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT với nhau tạo thành một cái nút tạm thời bịt vết thương. Nút tiểu cầu hình thành rất nhanh nhưng lại rất yếu về chịu đựng lực cơ học. - Đông máu: Đông máu là giai đoạn cuối cùng chống mất máu nhưng hiệu quả nhất. Đông máu diễn ra theo một cơ chế rất phức tạp, trong đó có sự tham gia của khoảng 13 yếu tố đông máu. Phần lớn các yếu tố đông máu là do gan sản sinh. Khởi phát của quá trình đông máu là do tiểu cầu và các tế bào bị tổn thương giải phóng ra các yếu tố gây đông máu, đồng thời các yếu tố đông máu trong huyết tương trở nên hoạt hóa khi máu bị tổn thương. Quá trình đông máu là một chuỗi các phản ứng hóa học diễn ra kế tiếp nhau và cuối cùng là hình thành mạng lưới sợi huyết fibrin bao lấy các tế bào máu. Mạng lưới sợi huyết co dần lại tạo thành cục máu đông bịt chặt vết thương. *Cơ chế đông máu: thực hiện theo hai con đường nội sinh và ngoại sinh. Con đường nội sinh: là do các yếu tố đông máu có trong máu thực hiện. Khi máu tiếp xúc cơ học với bề mặt vết thương, tiểu cầu sẽ được hoạt hóa và giải phóng ra yếu tố tiểu cầu. Sự có mặt của yếu tố tiểu cầu khởi đầu cho sự kích hoạt một số yếu tố đông máu khác có trong máu (yếu tố VIII, IX , XI và XII), yếu tố đông máu bị kích hoạt trước sẽ xúc tác cho sự xuất hiện yếu tố sau và yếu tố cuối cùng của con đường nội sinh được tạo ra là trombokinaza hoạt hóa (yếu tố X). Con đường nội sinh thực hiện có sự tham gia của ion canxi (yếu tố IV). Con đường ngoại sinh: Mô tổn thương giải phóng ra yếu tố đông máu có tên là tromboplastin mô (yếu tố III). Sự có mặt của tromboplastin mô khởi đầu cho sự kích hoạt một số yếu tố đông máu khác có trong máu (yếu tố V và VII) và yếu tố cuối cùng của con đường ngoại sinh cũng là trombokinaza. Con đường ngoại sinh thực hiện có sự tham gia của ion canxi. Hai con đường đông máu nói trên hợp nhất lại thành một con đường chung kể từ trombokinaza (yếu tố X) để hoàn thành nốt quá trình đông máu. Khi trombokinaza hoạt hóa phối hợp với một số yếu tố khác xúc tác phản ứng biến đổi protrombin thành trombin. Tiếp đó, trombin xúc tác phản ứng biến đổi fibrinogen (yếu tố I) thành fibrin. Các sợi fibrin đan thành mạng lưới, giữ tế bào máu ở các mắt lưới và co lại tạo thành cục máu đông (hình 11), đồng thời đẩy chất 17 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT dịch có màu hơi vàng, trong suốt ra khỏi cục máu đông, dịch này gọi là huyết thanh. Như vậy huyết thanh chính là huyết tương mất đi các yếu tố đông máu. Hình 11. Đông máu Bảng 2. Các yếu tố đông máu. Danh pháp QT Tên thông thường Yếu tô I Fibrinogen Yếu tô II Protrombin Yếu tô III Tromboplastin mô Yếu tô IV Ion canxi Yếu tô V Proaccelerin (yếu tố không bền) Không có (Trước đây dạng hoạt hóa của yếu tố VI proaccelerin được coi là yếu tố VI) Yếu tô VII Proconvertin (yếu tố bền vũng) Yếu tô VIII Antihemophilia A Yếu tô IX Antihemophilia B (yếu tố Christmass) Yếu tô X Thrombokinaza (yếu tố Stuart-Prower) Yếu tô XI Antihemophilia C Yếu tô XII Hegeman Yếu tô XIII Yếu tố ổn định fibrin Yếu tô PF Yếu tô tiểu cầu Nguồn gốc Gan Gan Mô tổn thương Xương Gan Gan Gan Gan Gan Gan Gan, tiểu cầu Huyếttương, tiểu cầu Tiểu cầu VI. Nhóm máu và truyền máu 18 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Năm 1901, Landsteiner là người đầu tiên phát hiện ra sự có mặt của kháng nguyên trên màng hồng cầu và kháng thể trong huyết tương. Kháng thể của người này có thể làm ngưng kết hồng cầu của người khác và ngược lại. Đến nay đã tìm ra được rất nhiều kháng nguyên. Dựa trên sự có mặt của kháng nguyên trên bề mặt hồng cầu người ta phân chia thành các hệ thống nhóm máu AOB, Rh, Duffy, Kidd, Lewis, Kell, P, MNSs... Trong số này hệ thống nhóm máu AOB và Rh được quan tâm nhiều hơn cả vì chúng đóng vai trò quan trọng trong truyền máu. 1. Hệ thống nhóm máu AOB Trên màng hồng cầu có kháng nguyên A, kháng nguyên B, còn trong huyết tương có kháng thể α (chống A), kháng thể β (chống B). Kháng thể α làm ngưng kết hồng cầu mang kháng nguyên A, còn kháng thể β làm ngưng kết hồng cầu mang kháng nguyên B. Do kháng thể làm ngưng kết hồng cầu mang kháng nguyên tương ứng cho nên người ta gọi kháng thể là ngưng kết tố, còn kháng nguyên là ngưng kết nguyên. Do cơ thể dung nạp kháng nguyên của bản thân, nên trong huyết tương không bao giờ có kháng thể chống lại kháng nguyên có trên bề mặt hồng cầu của chính cơ thể đó. Dựa trên sự có mặt của ngưng kết nguyên có trên màng hồng cầu và ngưng kết tố có trong huyết tương, người ta phân chia hệ thống nhóm máu AOB thành 4 nhóm: Nhóm O, nhóm A, nhóm B và nhóm AB. Kí hiệu nhóm máu dựa trên sự có mặt của ngưng kết nguyên trên màng hồng cầu. Người có nhóm máu O không có ngưng kết nguyên trên bề mặt hồng cầu và có ngưng kết tố α và β trong huyết tương. Người có nhóm máu A có ngưng kết nguyên A trên bề mặt hồng cầu và có ngưng kết tố β trong huyết tương. Người có nhóm máu B có ngưng kết nguyên B trên bề mặt hồng cầu và có ngưng kết tố α trong huyết tương. Người có nhóm máu AB có ngưng kết nguyên A và B trên bề mặt hồng cầu và không có ngưng kết tố α và β trong huyết tương. 19 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Sự phân bố ngưng kết nguyên và ngưng kết tố trong hệ thống nhóm máu AOB như sau (bảng 10): Bảng 10. Các nhóm máu hệ AOB Nhóm máu Ngưng kết nguyên Ngưng kết tố O A B AB Không có Nhóm A lại có thể được chia thành hai phân nhóm A 1 và A2. Vì vậy số lượng nhóm máu có thể được chia thành 6 nhóm: O, A 1, A2, B, A1B và A2B. Trong thực tế, truyền máu có thể gây tai biến khi nhầm tưởng nhóm máu A 2 là nhóm máu O hoặc nhầm tưởng nhóm máu A2B là nhóm B. 2. Truyền máu 20 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Để đảm bảo an toàn trong truyền máu, phải tuân thủ nguyên tắc truyền máu sau: - Phải truyền cùng nhóm máu để tránh kháng nguyên và kháng thể tương ứng gặp nhau gây ra hiện tượng các hồng cầu kết dính với nhau (ngưng kết). - Ngoài việc xác định nhóm máu của người cho và người nhận máu, cần phải làm các phản ứng chéo: trộn hồng cầu người cho với huyết thanh người nhận và ngược lại trộn hồng cầu người nhận với huyết thanh người cho. Nếu không có hiện tượng ngưng kết hồng cầu thì máu đó mới được truyền cho người nhận. Nếu truyền máu không hòa hợp, ví dụ: truyền máu nhóm A, B hoặc AB cho người nhóm máu O, truyền nhóm máu A cho người nhóm máu B, truyền nhóm máu B cho người nhóm máu A thì có thể gây ra các tai biến nghiêm trọng cho người nhận máu, thậm chí gây ra tử vong sau vài ngày. Tuy nhiên, trong những trường hợp cấp cứu cần truyền máu mà lại không có máu cùng nhóm, khi đó bắt buộc phải truyền khác nhóm thì phải tuân theo nguyên tắc tối thiểu “hồng cầu người cho không bị ngưng kết bởi huyết thanh người nhận “ và chỉ được truyền lượng máu ít (khoảng 250 ml máu) và truyền với tốc độ rất chậm. Như vậy, sơ đồ truyền máu có thể như sau: 3. Hệ thống nhóm máu Rh Năm 1940, Lansteiner và cộng sự tìm ra kháng nguyên của hệ thống nhóm máu Rh trên loài khỉ Rhesus macaccus. Nhóm máu Rh là tên viết tắt của chữ Rhesus. Hệ thống nhóm máu Rh có nhiều loại kháng nguyên (C, D, E...), trong số đó kháng nguyên D có tính kháng nguyên mạnh nhất, nên kháng nguyên D được gọi là yếu tố Rh. 21 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Người có yếu tố Rh trên màng hồng cầu gọi là người Rh dương tính (kí hiệu là Rh+). Người không có yếu tố Rh trên màng hồng cầu gọi là người Rh âm tính (kí hiệu là Rh-). Nếu kết hợp cả hai hệ thống AOB và Rh thì có các kí hiệu nhóm máu sau đây: O+, A+, B+, AB+ và O-, A-, B-, AB- . Bình thường, trong huyết tương của người Rh + và người Rh- đều không có kháng thể chống Rh (kháng thể anti-D). Khi truyền máu của người Rh + cho người Rh- thì những người Rh- sẽ sản suất ra kháng thể chống yếu tố Rh. Sự tạo thành kháng thể chống Rh rất chậm, phải sau 2 – 4 tháng nồng độ kháng thể chống Rh mới đạt mức tối đa. Nếu lại truyền máu Rh + cho người Rh- này lần thứ hai hoặc nhiều lần tiếp theo sẽ gây ra tai biến truyền máu nghiêm trọng. Đó là lí do tại sao cần phải lưu ý đến người được truyền máu nhiều lần. Do thời gian tạo thành kháng thể chống Rh rất chậm, phải sau 2 – 4 tháng nồng độ kháng thể chống Rh mới đạt mức tối đa, nên lần truyền máu đầu tiên cho người nhận người ta chỉ quan tâm đến hệ nhóm máu AOB mà ít quan tâm đến hệ thống Rh. Khi truyền máu của người nhóm máu Rh - hoặc nhóm máu Rh+ cho người nhận có nhóm máu Rh+ sẽ không xảy ra hiện tượng ngưng kết hồng cầu. Một hậu quả khác rất được quan tâm khi người mẹ mang thai có nhóm máu Rh- và thai nhi có nhóm máu Rh+. Trong lần mang thai đứa con đầu tiên không có biến chứng nào về máu xảy ra nếu trước đó người mẹ chưa bao giờ nhận máu của người Rh+. Từ lần mang thai thứ hai trở đi, nếu thai nhi cũng có nhóm máu Rh + thì lượng kháng thể tạo ra trong cơ thể người mẹ sẽ lớn. Kháng thể đi qua nhau thai vào thai nhi gây ngưng kết và phá hủy hồng cầu thai nhi, hậu quả cuối cùng là sẩy thai hoặc thai chết lưu. 22 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT III. KIỂM TRA KIẾN THỨC 1. Câu hỏi và bài tập có hướng dẫn Câu 1. Nêu cấu trúc phù hợp với chức năng của hồng cầu của người? Hướng dẫn trả lời: * Hồng cầu của người là tế bào mất nhân và ti thể, có hình đĩa lõm hai mặt, đường kính 7,5 μm, chiều dày 1 μm ở trung tâm và 2 μm ở ngoại vi: - Hình đĩa lõm làm tăng diện tích bề mặt, tăng cường độ khuếch tán của ôxi qua màng. Hình đĩa lõm còn làm hồng cầu trở nên mềm dẻo dễ đi qua các mao mạch nhỏ và khó bị vỡ. -Không có nhân và ty thể có tác dụng giảm tiêu thụ ôxi khi vận chuyển * Trong hồng cầu có chứa sắc tố hô hấp hemôglôbin. Hemôglôbin (Hb) cấu tạo từ globin và hem. - Globin là một loại protein được cấu tạo từ 4 chuỗi polipeptit, trong đó có 2 chuỗi α và 2 chuỗi β. Mỗi chuỗi polypeptit gắn với một nhân hem tạo thành một tiểu đơn vị. Như vậy, một phân tử hemoglobin được tạo thành từ bốn tiểu đơn vị. Hem được cấu tạo bởi bốn vòng pyrol nối với nhau bằng các cầu nối metyl, ở giữa có nguyên tử sắt hóa trị hai. Mỗi nguyên tử sắt có thể tạo liên kết không bền vững với một phân tử O2 - thuận lợi cho chức năng liên kết và vận chuyển oxi. - Mỗi hồng cầu chứa khoảng 250 triệu phân tử hemoglobin. Một phân tử hemoglobin gắn tối đa với 4 phân tử ôxi, như vậy một hồng cầu có thể vận chuyển được khoảng một tỉ phân tử ô xi. Câu 2. Số lượng hồng cầu sản sinh và lưu hành trong máu được kiểm soát chặt chẽ nhằm cung cấp đủ ôxi cho tế bào. Vậy yếu tố nào là yếu tố chính kiểm soát tốc độ sản sinh hồng cầu? Hoocmon nào là hoocmon điều hòa sản sinh hồng cầu? điều hòa như thế nào? Tại sao suy thận lại có thể dẫn đến thiếu máu? Hướng dẫn trả lời: * Yếu tố chính kiểm soát tốc độ sản sinh hồng cầu là lượng ôxi trong máu. Bất kì một nguyên nhân nào làm giảm lượng ôxi trong máu đều làm tăng quá trình sản sinh hồng cầu và ngược lại, tăng lượng ôxi trong máu cung cấp cho các mô làm giảm quá trình sản sinh hồng cầu. 23 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT * Erythropoietin là hoocmon điều hòa quá trình sản sinh hồng cầu. Khi lượng ôxi trong máu đến các mô giảm (Ví dụ: suy tim, bị bệnh hô hấp mạn tính hoặc lên sống ở vùng núi cao, nơi có nồng độ ô xi trong không khí thấp) sẽ kích thích thận sản sinh erythropoietin. Hoocmôn này theo máu đến tủy xương kích thích tủy xương tăng tốc độ sản sinh hồng cầu và tăng giải phóng hồng cầu vào máu. * Khoảng 90% erythropoietin do thận sản xuất, phần còn lại là do gan. Chính vì vậy khi bị bệnh suy thận sẽ ảnh hưởng đến sản sinh hồng cầu. Bệnh suy thận làm giảm sinh ra hoocmôn erythropoietin. Câu 3. Sự tăng nồng độ CO2 nói riêng, H+ nói chung cũng như sự tăng thân nhiệt có ảnh hưởng như thế nào đối với sự phân li của HbO 2? (Hb Hêmôglôbin). Hướng dẫn trả lời: Ở các cơ quan đang hoạt động mạnh, các sản phẩm của quá trình hô hấp tế bào là CO2 và H+ có nồng độ tăng cao. Quá trình hô hấp tế bào tạo ra năng lượng ATP cần thiết cho mọi hoạt động sống của tế bào cơ thểm cuối cùng cũng biến thành nhiệt năng làm thân nhiệt tăng, đồng thời, nồng độ O 2 trong tế bào lúc này giảm, tất cả làm tăng phân li HbO2 để cung cấp ôxi cho tế bào đang hoạt động. (Đây chính là hiệu ứng Bohr) Câu 4. Lượng hêmôglôbin trong máu của động vật có xương sống ở nước phụ thuộc vào nhiệt độ của nước nơi chúng sống. Đường cong nào của đồ thị mô tả đúng sự biến đổi này? Giải thích. Hướng dẫn trả lời: Đường cong b - Giải thích: Nhiệt độ càng cao thì lượng oxi hòa tan trong nước càng giảm, do đó lượng hê môglôbin trong máu tăng. 24 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Câu 5. Trong Hội nghị Quốc tế về đông máu năm 1959, người ta qui định tên gọi cho các yếu tố gây đông máu bằng các chữ số La mã. Có 13 yếu tố, đó là những yếu tố nào? Hướng dẫn trả lời: Yếu tố I: Fibrinogen; Yếu tố II: Prothrombin; Yếu tố III: Thromboplastin; Yếu tố IV: Ion Ca++ ; Yếu tố V: Proaccelerin; Yếu tố VI: Accelerin; Yếu tố VII: Proconvertin; Yếu tố VIII: Antithemophilie A (chống chảy máu A); Yếu tố IX: Antithemophilie B (chống chảy máu B); Yếu tố X: Stuart; Yếu tố XI: Tiền thromboplastin; Yếu tố XII: Hageman; Yếu tố XIII: ổn định fibrin. Câu 6. a. Phân tích vai trò của gan đối với quá trình đông máu ở động vật có vú và người. b. Nguyên nhân và cơ chế xuất hiện triệu chứng vàng da và niêm mạc Hướng dẫn trả lời: a. Vai trò của gan đối với quá trình đông máu - Quá trình đông máu xảy ra được là nhờ hoạt động của các yếu tố đông máu. - Đa số các yếu tố đông máu có vai trò quan trọng do gan sản sinh ra bao gồm Fibrinogen, Prothrombin, Proacelerin... b. Nguyên nhân và cơ chế xuất hiện triệu chứng vàng da và niêm mạc - Nguyên nhân: do hồng cầu bị phá huỷ quá nhanh (sốt rét), do bị bệnh về gan hoặc tắc ống mật. - Cơ chế: Khi hồng cầu bị phá huỷ tạo ra sắc tố vàng (Bilirubin), sắc tố này được đưa vào máu làm cho huyết tương có màu vàng. Gan làm nhiệm vụ tách Bilirubin ra khỏi máu để chuyển nó xuống mật tạo sắc tố mật. Với 3 lí do trên làm cho Bilirubin còn lại trong máu với lượng lớn sẽ gây triệu chứng vàng da và niêm mạc. Câu 7. a) Hãy nêu nguyên tắc truyền máu, sơ đồ truyền máu và cho biết vì sao phải thực hiện theo nguyên tắc đó. b) Hiện nay ở Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới nhu cầu về máu là rất lớn, trong khi đó nguồn cung cấp máu chỉ có hạn. Để khắc phục tình trạng này, người ta thay việc truyền máu toàn phần bằng cách nào? Giải thích. Hướng dẫn trả lời: 25 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT a) Để đảm bảo an toàn trong truyền máu, phải tuân thủ nguyên tắc truyền máu sau: - Phải truyền cùng nhóm máu để tránh kháng nguyên và kháng thể tương ứng gặp nhau gây ra hiện tượng các hồng cầu kết dính với nhau (ngưng kết). - Ngoài việc xác định nhóm máu của người cho và người nhận máu, cần phải làm các phản ứng chéo: trộn hồng cầu người cho với huyết thanh người nhận và ngược lại trộn hồng cầu người nhận với huyết thanh người cho. Nếu không có hiện tượng ngưng kết hồng cầu thì máu đó mới được truyền cho người nhận. Nếu truyền máu không hòa hợp, ví dụ: truyền máu nhóm A, B hoặc AB cho người nhóm máu O, truyền nhóm máu A cho người nhóm máu B, truyền nhóm máu B cho người nhóm máu A thì có thể gây ra các tai biến nghiêm trọng cho người nhận máu, thậm chí gây ra tử vong sau vài ngày. Tuy nhiên, trong những trường hợp cấp cứu cần truyền máu mà lại không có máu cùng nhóm, khi đó bắt buộc phải truyền khác nhóm thì phải tuân theo nguyên tắc tối thiểu “hồng cầu người cho không bị ngưng kết bởi huyết thanh người nhận “ và chỉ được truyền lượng máu ít (khoảng 250 ml máu) và truyền với tốc độ rất chậm. Như vậy, sơ đồ truyền máu có thể như sau: b) Để khắc phục tình trạng này, người ta thay việc truyền máu toàn phần bằng truyền máu theo từng thành phần của máu. Máu được phân tách ra thành các thành phần riêng rẽ như hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu, huyết tương và các sản phẩm của huyết tương như albumin, kháng thể, các yếu tố đông máu...Như vậy, một đơn vị máu có thể truyền cho nhiều bệnh nhân tùy theo nhu cầu của từng người và cũng hạn chế được các tai biến truyền máu. Ví dụ, truyền hồng cầu cho bệnh nhân thiếu máu, truyền huyết tương cho bệnh nhân bị bỏng, truyền tiểu cầu cho bệnh nhân bị giảm tiểu cầu. Truyền máu toàn phần chỉ thực hiện đối với bệnh nhân mất máu cấp tính với khối lượng máu bị mất lớn (trên 30 % lượng máu cơ thể). 26 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT 2. Câu hỏi và bài tập tự luyện Câu 1. a. Tế bào hồng cầu ở người không nhân mang lại lợi thế gì? b. Một người sống ở đồng bằng chuyển lên vùng núi cao để sinh sống, sau một thời gian số lượng hồng cầu trong máu người này thay đổi như thế nào? Vì sao? Câu 2. Một người thường xuyên sử dụng thuốc aspirin để chữa bệnh. Thuốc này có tính axít và làm giảm pH máu. Hãy cho biết khi bệnh nhân dùng thuốc thì đường cong phân li ôxihêmôglôbin của bệnh nhân này sẽ khác biệt như thế nào so với khi không dùng thuốc? Giải thích. Câu 3. Sự tăng lên của nồng độ ion H + hoặc thân nhiệt có ảnh hưởng như thế nào đến đường cong phân li của ôxi - hêmôglobin (HbO 2)? Liên hệ vấn đề này với sự tăng cường hoạt động thể lực. Câu 4. Trong nhiệt độ của hạ nang (bìu), hemoglobin mang oxy tới tinh hoàn nhiều hay ít hơn lượng oxy do hemoglobin mang tới các cơ quan nội tạng có nhiệt độ cao hơn. Vì sao? Sự kiện đó có ảnh hưởng như thế nào đến sự sản sinh tinh trùng. Câu 5. a. Dựa vào các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân ly HbO 2 , giải thích tại sao khi lao động cơ bắp thì cơ vân nhận được nhiều O2 hơn so với lúc cơ thể nghỉ ngơi? b. Trong không khí có nhiều khí CO có ảnh hưởng đến khả năng cung cấp O 2 cho cơ vân không? Tại sao? Câu 6. Khi bị thương chảy máu, cục máu đông hình thành giúp cơ thể chống mất máu. Tuy nhiên, nếu cục máu đông hình thành khi máu đang lưu thông trong hệ mạch sẽ rất nguy hiểm. Tại sao máu không đông trong hệ mạch ? Câu 7. Trong y học, người ta cần phải chống máu đông trong những trường hợp nào? Những chất thường dùng trong chống đông máu là heparin, coumarin , Kali oxalat, amoni oxalat, Natri citrat và amoni citrat. Hãy cho biết tác dụng của những chất này trong việc chống đông máu. Câu 8. Hãy chọn phương án trả lời đúng 1. Chất nào dưới đây không hóa hợp được với Hb (hêmôglôbin): A. HCO3- B. CO2 C. NO D. H+ E. O2 2. Ái lực của hêmôglôbin đối với ôxi bị giảm trong điều kiện ______ 27 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT A. máu nhiễm axit. C. bị sốt. B. thiếu máu. D. thích nghi với môi trường ở vùng cao. E. Tất cả đều đúng 3. Phản ứng nào dưới đây chiếm ưu thế trong các tế bào hồng cầu đang di chuyển qua các mao mạch phổi ? (Hb = hêmôglôbin) A. CO2 + H2O → H2CO3 B. Hb + 4 O2 → Hb(O2)4 C.Hb + 4 CO2 → Hb(CO2)4 D.Hb(O2)4 → Hb + 4 O2 4. Sự chuyển đổi fibrinogen thành fibrin A. Xảy ra trong khi được giải phóng từ sự phân hủy tiểu cầu. B. Xảy ra bên trong tế bào hồng cầu C. Liên quan đến cao huyết áp và có thể làm tổn thương thành động mạch. D. là bước cuối cùng của quá trình đông máu, một quá trình có sự tham gia của nhiều yếu tố đông máu. Hướng dẫn trả lời câu hỏi và bài tập tự luyện: Câu 1. a. Tế bào hồng cầu không nhân để phù hợp chức năng vận chuyển khí: - Tăng không gian để chứa hêmôglobin. - Không thực hiện chức năng tổng hợp protein. - Giảm tiêu hao năng lượng khi vận chuyển. - Giảm dùng ôxi ở mức thấp nhất. b. Giải thích: - Số lượng hồng cầu tăng. - Vì: càng lên cao không khí càng loãng, nồng độ oxi thấp, khả năng vận chuyển oxi của hồng cầu giảm → thận tiết hoocmôn erythropoetin kích thích tuỷ xương tăng sản sinh hồng cầu để tăng vận chuyển oxi. Ngoài ra nồng độ oxi thấp cũng kích thích tăng sản sinh hồng cầu. Câu 2. - Đường cong phân li của ôxihêmôglôbulin sẽ dịch chuyển về phía phải so với đường cong phân li của người bình thường. - Vì pH máu giảm làm giảm ái lực của Hb với ôxi dẫn đến làm tăng phân li ôxi. Câu 3. -Sự tăng ion H+ và nhiệt độ máu làm đường cong phân li dịch về phía phải nghĩa là làm tăng độ phân li của HbO2, giải phóng nhiều O2 hơn. 28 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT - Sự tăng giảm về ion H + và nhiệt độ máu liên quan đến hoạt động của cơ thể. Cơ thể hoạt động mạnh sẽ sản sinh ra nhiều CO 2 làm tăng ion H+ và tăng nhiệt độ cơ thể cũng sẽ làm tăng nhu cầu oxi, nên tăng độ phân li HbO 2 giúp giải phóng năng lượng. Câu 4. Hạ nang như 1 cơ quan điều nhiệt, đảm bảo cho tinh hoàn ở một nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ trong khoang cơ thể khoảng 1,5 – 2 oC là điều kiện tối thích cho quá trình sinh tinh. Trong quá trình sinh tinh nhu cầu oxy không nhiều (đặc biệt là giai đoạn từ tinh bào 1 chuyển về sau) phù hợp với sự giải phóng oxy của hemoglobin ít trong điều kiện nhiệt độ thấp ở hạ nang. Còn trong cơ thể ở nhiệt độ cao hơn, hemoglobin giải phóng oxi lại nhiều hơn. Câu 5. a. Khi lao động cơ bắp thì cơ vân nhận nhiều ôxy hơn vì... - Phân áp O2 ở cơ vân giảm làm tăng phân ly - pH giảm làm tăng phân ly. - Nhiệt độ tăng làm tăng phân ly. - Hiệu ứng Bor. b. Trong không khí có nhiều khí CO... - CO làm giảm khả năng cung cấp O2 cho cơ vân. - CO gắn với Hb làm cho khả năng vận chuyển O2 của hồng cầu trong máu giảm. Câu 6. Máu không đông trong hệ mạch là do : - Bề mặt trơn nhẵn của lớp tế bào lót thành mạch không làm cho các yếu tố đông máu hoạt hóa khi tiếp xúc. - Thành mạch có protein chống bám dính ngăn cản bám dính của tiểu cầu. - Các chất chống đông máu được giải phóng ra từ gan, bạch cầu ưa kiềm và dưỡng bào (tế bào mast). Câu 7. *Trong thực tiễn cuộc sống, người ta cần phải chống máu đông trong hệ mạch khi tiến hành phẫu thuật hoặc cần phải giữ máu không đông sử dụng cho truyền máu. *Một số chất chống đông máu được sử dụng trong phẫu thuật như heparin, coumarin. Heparin làm tăng cường tác dụng của antitrombin (chất chống trombin) lên hàng trăm lần, do vậy gây bất hoạt đối với trombin. Coumarin ức chế tổng hợp các yếu tố đông máu II, VII, IX, X, đối ngược với vitamin K là chất kích thích gan sản xuất ra các yếu tố đông máu này. 29 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT * Natri citrat, amoni citrat khi đưa vào máu sẽ tạo ra hợp chất canxicitrat, như vậy máu bị mất canxi nên không đông được. Kali oxalat và amoni oxalat khi đưa vào máu cũng làm cho máu mất canxi (do tạo ra hợp chất canxioxalat) nên máu cũng không đông được. Tuy nhiên, hợp chất citrat thường được sử dụng rộng rãi hơn vì chúng không độc như hợp chất oxalat. Người ta sử dụng natri citrat làm chất chống đông trong các túi máu lưu trữ. Câu 8. 1. C, 2. E, 3.C, 4. D IV. “EM TẬP LÀM BÁC SĨ” Tình huống: Tại trạm xá của xã vào lúc 8h ngày 5/7/2013, có một bệnh nhân tên Nguyễn Văn An 37 tuổi đến khám bệnh. Anh An bị đau bụng dữ dội. Qua thăm khám ban đầu bác sĩ chẩn đoán người bệnh bị viêm ruột thừa. Để khẳng định có phải viêm ruột thừa không, bác sĩ kiểm tra nhiệt độ cơ thể và đo được 37,5 độ, xét nghiệm máu của bệnh nhân thấy số lượng bạch cầu 5.000- 8.000/ml máu. Nếu em là bác sĩ, với những chỉ số xác định trên, em hãy cho biết anh An có bị viêm ruột thừa không? Giải thích? Hướng dẫn giải quyết: Ruột thừa là một đoạn ruột nhỏ có hình ngón tay, một đầu dính vào đại tràng và thường nằm ở góc bên phải phía dưới của ổ bụng (hố chậu phải). Viêm ruột thừa là tình trạng ruột thừa bị nhiễm trùng và chứa đầy mủ. - Anh An không bị viêm ruột thừa vì kết quả xét nghiệm thấy bạch cầu là 5.000- 8.000/ml máu – đây là chỉ số bạch cầu của người bình thường. - Nếu viêm ruột thừa thì chắc chắn kết quả xét nghiệm máu của bệnh nhân phải thấy có ba bất thường, trong đó có số lượng bạch cầu lớn hơn nhiều so với chỉ 30 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT số của người bình thường. Vì viêm ruột thừa tức là đoạn ruột thừa bị nhiễm trùng số lượng bạch cầu sẽ tăng. C. KẾT LUẬN Chuyên đề “Sinh lý máu” đã được trình bày theo bốn nội dung: - Thứ nhất là hệ thống hóa các KN chủ chốt của phần của chương, của nội dung chuyên đề. Công việc này giúp HS hình dung được toàn bộ kiến thức cần ôn luyện và hình dung được nội dung mình sẽ học thuộc vị trí nào trong mối quan hệ với tổng thể kiến thức, điều này sẽ giúp người học chủ động hơn trong việc theo dõi cũng như ôn luyện. Việc hệ thống hóa các khái niệm sẽ giúp HS hình thành tư duy logic mạch lạc, giúp thuận lơi trong việc ghi nhớ, tái hiện và vận dụng kiến thức. - Thứ hai là làm rõ các khái niệm trong hệ thống khái niệm đã xác định thông qua việc phân tích cấu trúc phù hợp với chức năng; thông qua nghiên cứu mối quan hệ giữa các khái niệm; so sánh các khái niệm đó với nhau và với các khái niệm đã học; cần chỉ ra được sự tiến hóa thích nghi của các đối tượng: tiến hóa thích nghi giữa cấu trúc với chức năng; tiến hóa thích nghi giữa cấu trúc – chức năng với môi trường sống; sự tiến hóa thích nghi giữa các đại diện trong bậc phân loại từ thấp đến cao... - Thứ ba là đưa ra được những câu hỏi bài tập để luyện tập. Các câu hỏi có ở các mức độ khó khác nhau, đặc biệt là những câu hỏi mang tính vận dụng cao. - Thứ tư là đưa người học vào giải quyết các tình huống thực tế thông qua mục “Em tập làm bác sĩ”, điều này phù hợp với việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học. Do vậy không chỉ chú ý tích cực hoá HS về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắn hoạt động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn. Do vậy, cần bổ sung các tình huống thực tiễn liên quan đến chủ đề học tập. Như vậy, chuyên đề “Sinh lý máu” không những chỉ cung cấp nội dung tri thức cơ bản và nâng cao mà còn thể hiện được ý tưởng về mặt phương pháp dạy học là dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học. 31 [...]... (hình 9): 12 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Hình 9 Bản đồ khái niệm “Bạch cầu” Mặc dù có nhiều loại nhưng chức năng chung của bạch cầu là bảo vệ cơ thể chủ yếu qua khả năng thực bào, sản sinh kháng thể và một số chất kháng khuẩn lymphokin 13 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT 3 Tiểu cầu Tiểu cầu (platelets) là mảnh tế bào chất, không nhân, có màng sinh chất bao bọc,... 1 và A2 Vì vậy số lượng nhóm máu có thể được chia thành 6 nhóm: O, A 1, A2, B, A1B và A2B Trong thực tế, truyền máu có thể gây tai biến khi nhầm tưởng nhóm máu A 2 là nhóm máu O hoặc nhầm tưởng nhóm máu A2B là nhóm B 2 Truyền máu 20 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Để đảm bảo an toàn trong truyền máu, phải tuân thủ nguyên tắc truyền máu sau: - Phải truyền cùng nhóm máu để tránh kháng nguyên và. .. nguyên nhân nào làm giảm lượng ôxi trong máu đều làm tăng quá trình sản sinh hồng cầu và ngược lại, tăng lượng ôxi trong máu cung cấp cho các mô làm giảm quá trình sản sinh hồng cầu 23 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT * Erythropoietin là hoocmon điều hòa quá trình sản sinh hồng cầu Khi lượng ôxi trong máu đến các mô giảm (Ví dụ: suy tim, bị bệnh hô hấp mạn tính hoặc lên sống ở vùng núi cao, nơi có... hoạt động (Đây chính là hiệu ứng Bohr) Câu 4 Lượng hêmôglôbin trong máu của động vật có xương sống ở nước phụ thuộc vào nhiệt độ của nước nơi chúng sống Đường cong nào của đồ thị mô tả đúng sự biến đổi này? Giải thích Hướng dẫn trả lời: Đường cong b - Giải thích: Nhiệt độ càng cao thì lượng oxi hòa tan trong nước càng giảm, do đó lượng hê môglôbin trong máu tăng 24 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT... B và limpho T Các tế bào gốc tủy tạo thành bạch cầu đơn nhân, bạch cầu trung tính, bạch cầu ưa axit và bạch cầu ưa kiềm, ngoài ra còn tạo ra hồng cầu và tiểu cầu (hình 10) 14 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Hình 10 Sơ đồ biệt hóa tế bào máu ở tủy xương Số lượng hồng cầu sản sinh và lưu hành trong máu được kiểm soát chặt chẽ nhằm cung cấp đủ ôxi cho tế bào Yếu tố chính kiểm soát tốc độ sản sinh. .. sợi fibrin đan thành mạng lưới, giữ tế bào máu ở các mắt lưới và co lại tạo thành cục máu đông (hình 11), đồng thời đẩy chất 17 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT dịch có màu hơi vàng, trong suốt ra khỏi cục máu đông, dịch này gọi là huyết thanh Như vậy huyết thanh chính là huyết tương mất đi các yếu tố đông máu Hình 11 Đông máu Bảng 2 Các yếu tố đông máu Danh pháp QT Tên thông thường Yếu tô I... Người có nhóm máu B có ngưng kết nguyên B trên bề mặt hồng cầu và có ngưng kết tố α trong huyết tương Người có nhóm máu AB có ngưng kết nguyên A và B trên bề mặt hồng cầu và không có ngưng kết tố α và β trong huyết tương 19 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Sự phân bố ngưng kết nguyên và ngưng kết tố trong hệ thống nhóm máu AOB như sau (bảng 10): Bảng 10 Các nhóm máu hệ AOB Nhóm máu Ngưng kết... bệnh nhân thiếu máu, truyền huyết tương cho bệnh nhân bị bỏng, truyền tiểu cầu cho bệnh nhân bị giảm tiểu cầu Truyền máu toàn phần chỉ thực hiện đối với bệnh nhân mất máu cấp tính với khối lượng máu bị mất lớn (trên 30 % lượng máu cơ thể) 26 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT 2 Câu hỏi và bài tập tự luyện Câu 1 a Tế bào hồng cầu ở người không nhân mang lại lợi thế gì? b Một người sống ở đồng bằng chuyển... sản sinh hồng cầu Khi lượng ôxi trong máu đến các mô giảm (Ví dụ: suy tim, bị bệnh hô hấp mạn tính hoặc lên sống ở vùng núi cao, nơi có nồng độ ô xi trong không khí thấp) sẽ kích thích thận sản sinh erythropoietin Hoocmôn này theo máu đến tủy xương kích thích tủy xương tăng tốc độ sản sinh hồng cầu và tăng giải phóng hồng cầu vào máu (hình 11) 15 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Hình 11 Kiểm soát... pH máu giảm làm giảm ái lực của Hb với ôxi dẫn đến làm tăng phân li ôxi Câu 3 -Sự tăng ion H+ và nhiệt độ máu làm đường cong phân li dịch về phía phải nghĩa là làm tăng độ phân li của HbO2, giải phóng nhiều O2 hơn 28 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT - Sự tăng giảm về ion H + và nhiệt độ máu liên quan đến hoạt động của cơ thể Cơ thể hoạt động mạnh sẽ sản sinh ra nhiều CO 2 làm tăng ion H+ và tăng ... 100mmHg (ở phổi), số lượng O2 kết hợp với Hb 20ml,còn áp suất riêng phần O2 40mmHg (ở mô), số lượng O2 kết hợp 15ml Nghĩa lượng O2 giải TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT phóng từ 100ml máu đến... thời đẩy chất 17 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT dịch có màu vàng, suốt khỏi cục máu đông, dịch gọi huyết Như huyết huyết tương yếu tố đông máu Hình 11 Đông máu Bảng Các yếu tố đông máu Danh... nhân bị giảm tiểu cầu Truyền máu toàn phần thực bệnh nhân máu cấp tính với khối lượng máu bị lớn (trên 30 % lượng máu thể) 26 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT Câu hỏi tập tự luyện Câu a