Bài giảng Sinh lý: Phần 1 - Trường ĐH Võ Trường Toản (Năm 2022)

Chia sẻ: Lôi Vô Kiệt | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:140

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sinh lý là môn học thiết yếu trong quá trình đào tạo Dược sĩ, trình độ đại học. Bài giảng Sinh lý gồm 11 chương và được chia thành 2 phần, phần 1 này cung cấp cho sinh viên những nội dung, kiến thức về: sinh lý tế bào; sinh lý máu - tạo máu; sinh lý tuần hoàn; sinh lý hô hấp; sinh lý hệ tiêu hóa;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Sinh lý: Phần 1 - Trường ĐH Võ Trường Toản (Năm 2022)

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VÕ TRƢỜNG TOẢN KHOA Y Bài giảng SINH LÝ Biên soạn: BS.CK1 Nguyễn Hùng Trấn Hậu Giang – 2022 LƢU HÀNH NỘI BỘ i
LỜI GIỚI THIỆU ------------ Sinh lý là môn học thiết yếu trong quá trình đào tạo Dược sĩ, trình độ đại học. Trong chương trình giảng dạy tại Trường Đại học Võ Trường Toản, học phần có thời lượng 15 tiết tương ứng 1 tín chỉ. Mục tiêu học tập học phần Sinh lý giúp sinh viên ngành Dược trang bị kiến thức nền tảng và các ứng dụng trong lĩnh vực sinh lý. Bài giảng gồm 11 chương giới thiệu về sinh lý học i
LỜI TỰA ------------ Bài giảng Sinh lý được biên soạn và thẩm định theo các quy chế, quy định hiện hành. Khoa Y hy vọng sẽ cung cấp các nội dung kiến thức súc tích về học phần, hỗ trợ tốt nhất cho sinh viên trong quá trình học tập. Bên cạnh đó, bài giảng không thể tránh khỏi các thiếu sót ngoài ý muốn, Khoa Y rất mong nhận được các ý kiến đóng góp từ sinh viên và người đọc để bài giảng được hoàn thiện hơn. Hậu Giang, ngày … tháng … năm 2022 ii
DANH MỤC BẢNG Bảng 6.3 Bảng kết quả định nhóm máu hệ ABO Bảng 6.4 Trị số tuyệt đối các dòng bạch cầu trên người lớn DANH MỤC HÌNH Hình 5.1 Hệ thống dẫn truyền trong tim Áp suất thất trái, áp suất động mạch chủ, áp suất nhĩ trái liên quan Hình 9.3 đến lưu lượng động mạch chủ, tiếng tim, điện tâm đồ. iii
MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU .................................................................................................................. i LỜI TỰA .............................................................................................................................. ii DANH MỤC BẢNG................................................................................................................. iii DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................. iii CHƢƠNG I ........................................................................................................................... 1 SINH LÝ TẾ BÀO................................................................................................................. 1 CHƢƠNG II ..................................................................................................................... 144 SINH LÝ MÁU-TẠO MÁU ............................................................................................... 144 CHƢƠNG III ...................................................................................................................... 23 SINH LÝ TUẦN HOÀN ...................................................................................................... 23 CHƢƠNG IV ...................................................................................................................... 60 SINH LÝ HÔ HẤP .............................................................................................................. 60 CHƢƠNG V........................................................................................................................ 82 SINH LÝ HỆ TIÊU HÓA .................................................................................................... 82 CHƢƠNG VI .................................................................................................................... 118 SINH LÝ HỆ SINH DỤC .................................................................................................. 118 CHƢƠNG VII ................................................................................................................... 136 SINH LÝ HỆ NỘI TIẾT ................................................................................................... 136 CHƢƠNG VIII ................................................................................................................. 144 CHUYỂN HÓA NĂNG LƢỢNG VÀ ĐIỀU NHIỆT ........................................................... 186 CHƢƠNG IX .................................................................................................................... 211 SINH LÝ HỆ THẦN KINH ............................................................................................... 227 CHƢƠNG X ...................................................................................................................... 211 SINH LÝ HỆ CƠ .............................................................................................................. 211 iv
CHƢƠNG I SINH LÝ TẾ BÀO 1.1. Thông tin chung 1.1.1. Giới thiệu tóm tắt nội dung bài học Bài học cung cấp kiến thức tổng quát về thành phần, hoạt động và chức năng của tế bào. 1.1.2. Mục tiêu học tập 1. Trình bày chức năng của thành phần cấu trúc tế bào. 2. Giải thích các yếu tố ảnh hưởng hoạt động chức năng. 3. Mô tả các hoạt động chức năng cơ bản duy trì sự sống của tế bào. 1.1.3. Chuẩn đầu ra Nắm được kiến thức sinh lý tế tào 1.1.4. Tài liệu giảng dạy 1.1.4.1 Giáo trình sinh lý – Trường Đh Võ Trường Toản 1.1.4.2 Tài liệu tham khảo : 1. PGS. Trịnh Bỉnh Duy (2006), Sinh lý học Tập 1, NXB Y học. 2. Bộ môn sinh lý học ĐH Y Dược Tp Hồ Chí Minh, Sinh lý học Y khoa, (1991) 1.1.5. Yêu cầu cần thực hiện trƣớc, trong và sau khi học tập Sinh viên đọc trước bài giảng, tìm hiểu các nội dung liên quan đến bài học, tích cực tham gia thảo luận và xây dựng bài học, ôn tập, trả lời các câu hỏi, trình bày các nội dung cần giải đáp và tìm đọc các tài liệu tham khảo. 1.2. Nội dung chính 1.3. Nội dung thảo luận và hƣớng dẫn tự học 1.3.1. Nội dung thảo luận 1.3.2. Nội dung ôn tập và vận dụng thực hành Ôn tập các kiến thức nền tảng cần thiết từ bài học và chủ động vận dụng các kiến thức, chuẩn bị đầy đủ các kỹ năng trong quá trình thực hành lâm sàng. 1
1.3.3. Nội dung hƣớng dẫn tự học và tự nghiên cứu Đọc các tài liệu tham khảo có liên quan đến nội dung học tập, nghiên cứu thêm các ứng dụng bài học trong thực tế lâm sàng. SINH LÝ TẾ BÀO NỘI DUNG Đơn vị cấu trúc - chức năng của cơ thể đơn bào cũng như đa bào là tế bào. Mỗi tế bào là đơn vị sống, có khả năng trao đổi chất với dịch ngoại bào, sản xuất các sản phẩm của mình và phân chia sinh tế bào con. Ở các cơ thể đa bào có nhiều loại tế bào khác nhau về hình dáng cũng như chức năng. Các tế bào có cùng chức năng tập hợp lại thành cơ quan, hệ thống cơ quan như hệ tiêu hóa, tuần hoàn, hô hấp, bài tiết, nội tiết, thần kinh v.v… Tuy khác nhau về kích thước, hình dạng, chức năng, nhưng tất cả mọi tế bào đều có một cấu trúc chung, giống nhau. Dưới kính hiển vi quang học có thể thấy tế bào bao gồm các thành phần sau: màng bao quanh được gọi là màng tế bào, nhân tế bào, bào tương và bào quan. I. MÀNG TẾ BÀO Hiện nay người ta quan niệm tế bào không chỉ có lớp màng bao quanh tế bào, còn gọi là màng nguyên sinh chất hay đơn giản gọi là màng tế bào, mà gồm cả màng bao bọc các thành phần bên trong tế bào (màng nhân tế bào, màng ty thể, màng lysosom, màng của bộ Golgi và một cấu trúc màng được gọi là mạng lưới nội bào tương). 1.1 Thành phần hóa học của màng Màng tế bào có cấu trúc gồm các thành là: glucid, lipid và protein. Tỷ lệ các thành phần khác nhau tùy thuộc từng loại màng khác nhau. 1.1.1 Glucid 2
Glucid của màng thường được ở dạng kết hợp với protein và lipid, tạo thành các glucoprotein và glycolipid, trong đó có 9/10 là glycoprotein, 1/10 là glycolipid. Phần “glyco” của các phân tử glycoprotein và glycolipid nhô ra mặt ngoài tế bào. Nhiều hợp chất cacbohydrat khác được gọi là proteoglycan cũng nằm ở mặt ngoài màng. Chúng nối với nhau qua các lõi protein và gắn lỏng lẻo trên bề mặt tế bào tạo thành một lớp được gọi là lớp glycocalx. Trên màng tế bào có một glucid quan trọng nhất, đó là acid nitơ acetyl neuraminic, còn gọi là acid sialic. Acid sialic được hợp thành từ acid piruvic và nitơ acetyl manosamin hoặc nitơ acetyl galactosamin. Acid sialic là chất quan trọng vì nó liên quan với một số kháng nguyên, kháng thể và đặc điểm miễn dịch, dị ứng của tế bào. Thành phần glucid của màng có một số chức năng quan trọng sau: - Nhiều cabohydrat ở ngoài màng tích điện âm, nên có thể đẩy những vật khác cùng tích điện âm. - Glycocalyx của một số tế bào có thể gắn với glycocalyx của các tế bào khác, do đó có thể liên kết tế bào khác lại với nhau. - Nhiều glucid màng có tác dụng như những recetor tiếp nhận các hormon và một số chất khác, tham gia vào phản ứng miễn dịch. 1.1.2 Lipid Lipid màng chủ yếu là photphoslipid. Phospholipid chiếm khoảng 40-80% trọng lượng khô lipid của màng. Trong các phospholipid có phosphatidylcholin, phosphatidylethanolamin, sphingomyelin và một số lượng nhỏ các chất khác như phosphatidylserin, phosphatidylinositol, phosphatidylglycerol, diphosphatidylglycerol. Ngoài phospholipid màng tế bào còn có các lipid khác như cholesterol, triglycerid và glycolipid... Phospholid là dẫn xuất của glycerin (hoặc của shingosin), gồm một hay hai chuỗi acid béo và một phosphat gắn với gốc glycerin (hoặc gốc sphingosin) nhờ 3
các cầu nối este phức tạp hoặc amid. Các phospholipid màng là những phân tử lưỡng cực, có một đầu ưa nước và một đầu kỵ nước. Đầu ưa nước có gốc P-O. (mang điện tích âm) và N+ (mang điện tích dương) đều ở dạng ion hóa, nên phân tử phospholipid luôn mang điện tích và ở trạng thái phân cực. Đầu khác của phần tử phospholid, gồm hai chuỗi acid béo là đầu không phân cực, kỵ nước. Đặc điểm này của phospholipid có tính quyết định tính thấm của màng đối với các chất khác nhau. Lớp phospholipid của màng dễ dàng cho thấm qua các chất hòa tan trong mỡ như O 2,CO2, và cồn, trong khi đó không cho thấm qua các chất hòa tan trong nước như các ion, glucose, ure và một số chất khác. 1.1.3. Protein Protein của màng có hai loại: protein trung tâm và protein ngoại vi. Theo chức năng có thể chia làm 3 loại: protein cấu trúc ( protein trung tâm), protein receptor và protein enzym ( thuộc loại protein ngoại vi). Protein trung tâm một đầu cắm sâu vào lớp lipid kép hay xuyên qua suốt màng. Protein ngoại vi chỉ tiếp xúc trên mặt màng và trên đầu protein trung tâm. Protein cấu trúc rất khó tách khỏi màng, muốn tách chúng phải phá hủy màng. Protein enzym và protein receptor có thể tách khỏi màng một cách dễ dàng bằng cách thay đổi pH và bằng lực ion của dung môi. Nhiều protein cấu trúc hay protein trung tâm tạo trên màng những kênh dẫn (còn gọi là lỗ màng), qua đó các chất hòa tan trong nước, đặc biệt là các ion, có thể khuyếch tán qua màng. Nhiều protein trung tâm còn đóng vai trò của chất tải để vận chuyển các chất ngược dòng khuyếch tán. Một số protein trung tâm khác có tác dụng như các enzym. Thành phần và số lượng protein màng phụ thuộc vào từng loại mô. Ví dụ: ở màng ty thể có 20 loại protein có trọng lượng phân tử 9.000 đến 14.000; ở màng tiểu cầu có hơn 20 loại protein có trọng lượng phân tử từ 30.000 đến 100.000; ở màng hồng cầu có 27 loại protein có trọng lượng phân tử từ 23.000 đến 157.000. 4
Để đảm bảo hoạt động bình thường cho tế bào, màng của nó phải được duy trì ở trạng thái ổn định. Có nhiều yếu tố (chất phóng xạ, hóa chát độc...) gây thay đổi thành phần màng, làm cho màng bị tổn thương bằng cách các quá trình oxy hóa, peroxy hóa trên khắp các màng nhân, màng ty thể, mạng lưới nội bào, màng lysosom và màng bao quanh tế bào. hậu quả tế bào bị hủy diệt. 1.2 Mô hình cấu trúc màng Năm 1935, Dawson và danielli dựa trên cơ sở nghiên cứu thế năng của màng tế bào đã đưa ra một mô hình cấu trúc màng. Theo mô hình này thì phần lõi (phần giữa) của màng là một lớp lipid hai phân tử, được cấu tạo từ các phân tử nằm sát nhau, chúng nằm song với nhau và được định hướng: phần không phân cực của hai lớp hướng vào nhau, còn các đầu phân cực thì hướng ra hai phía của màng. Ở hai phía của lớp lipid hai phân tử này được phủ bởi lớp protein. Chúng kết với các đầu phân cực của lớp lipid bằng các lực tích điện và bảo vệ các lipid khỏi tiếp xúc trực tiếp với nước. Các phân tử protein phủ trên lớp lipid hai phân tử từ hai phía chỉ kéo dài trên bề mặt của màng, chứ không xuyên qua lớp này. Màng có hai lớp lipid kép ở giữa được gọi là màng cơ. Giữa hai lớp phân tử protein bên ngoài và bên trong có chiều dày mỗi lớp là 3nm là một lớp phân tử phospholipid kép có chiều dày 6 nm. 1 - phân tử protein, 2- phần ưa nước của phân tử phospholipid, 3- các chuỗi acid béo,4 -lớp phân tử phospholipid kép. Về sau nhờ những áp dụng những kỹ thuật mới trong nghiên cứu màng tế bào, người ta đã phát hiện được các phân tử protein nằm sâu trong lipid kép và biết được lipid của màng ở trạng thái lỏng (chính trạng thái này mới tạo điều kiện cho các phân tử protein di chuyển được dễ dàng qua màng bào). Dựa trên cơ sở những phát hiện mới này,Singer, Lenard và Nicolson (1972) đã đưa ra mô hình cấu trúc màng mới và gọi là màng khảm lỏng ( hình 2.4). Theo mô hình này thì màng tế bào được cấu tạo từ lớp lipid kép cùng với các protein cắm sâu và lớp này. Theo cách phân bố của các protein trên màng có thể chia chúng thành protein trung tâm và ngoại vi. Protein trung tâm được gọi là protein cấu 5
trúc, còn protein ngoại vi là các protein receptor và protein enzym. Như trên đã nói ( mục 1.1.3), các protein trung tâm hoặc một đầu cắm sâu vào lớp lipid, đầu khác nhô ra tự do, hoặc xuyên suốt qua màng va cả hai đầu đều nhô ra. Trong khi đó các protein ngoại vi chỉ tiếp xúc trên mặt màng và trên đầu các protein trung tâm. Các protein màng tạo trên màng các lỗ màng. Tùy trạng thái của các protein này mà lỗ màng có thể có kích thước khác nhau, do đó, cho phép hay không cho phép các chất qua màng. Mô hình màng khảm lỏng cho thấy rõ cách phân bố các thành phần cấu trúc trên màng và cho phép hiểu được sự tác dụng tương hỗ có tính đặc hiệu giữa các thành phần của màng, cũng giải thích được nhiều chức năng của màng. Mô hình khảm lỏng được sự thừa nhận của nhiều nhà khoa học và được xem là mô hình gần đúng thực tiễn nhất. 1.3. Chức năng của màng tế bào 1.3.1. Chức năng chia ngăn Màng có nhiệm vụ chia ngăn tế bào này với tế bào khác và chia ngăn các thành phần bên trong tế bào. Nhờ việc chia ngăn này mà màng đảm bảo cho sự tồn tại và hoạt động của tế bào cũng như trao đổi thông tin, trao đổi chất và năng lượng, phân chia.v... Màng còn làm nhiệm vụ bảo vệ tế bào, ví dụ màng lysosom bọc trong nó các protease - các chất phân hủy mọi vật lạ. Nếu không có màng này thì protease sẽ phân tán khắp trong tế bào và sẽ phân hủy chính tế bào . Các màng nội bào tàng trữ các chất được tổng hợp trong tế bào, các túi chứa các chất trung gian hóa học ở synap... 1.3.2. Chức năng vận chuyển các chất qua màng Sự tồn tại của màng phụ thuộc vào sự thấm của các chất cần thiết từ môi trường bên ngoài vào trong tế bào và đào thải các chất chuyển hoá, cặn bã từ trong tế bào ra ngoài. Sự thấm hay vận chuyển các chất qua màng tế bào được thực hiện theo các hình thức sau đây: vận chuyển trực tiếp, thực bào, ẩm bào và xuất bào. 6
Trong vận chuyển các chất trực tiếp qua màng có thể chia thành 3 loại: khuyếch tán, vận chuyển thụ động và vận chuyển tích cực. 1.3.2.1 Khuyếch tán đơn thuần Khuyếch tán đơn thuần là quá trình vận chuyển vận chất trong môi trường hoặc qua màng nhờ vận động do nhiệt năng của các phân tử, các ion. Các chất được khuyếch tán diễn ra từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp và diễn ra sự cân bằng nồng độ các chất trong môi trường. Khuyếch tán các chất qua màng không tiêu tốn năng lượng, nhưng hạn chế của nó là sự cân bằng nồng độ các chất ở hai bên màng được thiết lập, thì quá trình sẽ dừng lại. Dòng khuyếch tán của các chất qua màng được biểu thị bằng phương trình Fick có dạng như sau: Ở đây: dm/ dt là lượng các chất m đi qua bề mặt s sau thời gian t, D là độ khuyếch tán C là nồng độ x là khoảng cách, dC/dx là gradient nồng độ gây di chuyển vật chất. Như vậy dòng khuyếch tán một chất nào đó qua màng sẽ tỷ lệ thuận với nồng độ của chất đó và hệ số thấm của màng đối với từng chất. Hệ số thấm của các chất qua màng phụ thuộc vào tốc độ vận động của các phân tử trong dung dịch, vào sự va chạm của các phân tử vào màng và kích thước của các phân tử. Các chất hào tan trong lipid như O2,N, CO2, có hệ số thấm cao, dễ dàng khuyếch tán qua màng. Nước cũng khuyếch tán được qua lớp lipid kép, cũng như xuyên qua các lỗ màng. Các phân tử nước thấm được qua màng vì kích thước của chúng nhỏ, trong khi động năng của chúng lại lớn, nên có thể thấm qua phần lipid như những “viên đạn” trong khi phần kỵ nước của lớp lipid kịp ngăn chúng lại. 7
Các phân tử ure, glucose có đường kính lớn, nên không thấm được qua màng. Các ion H+, Na+, K+ mang điện tích, dễ bị bám bởi phân tử nước làm cho kích thước của chúng tăng lên, do đó cũng khó thấm qua màng tế bào. 1.3.2.2 Vận chuyển thụ động Vận chuyển thụ động hay còn gọi là khuyếch tán có chất tải là hình thức vận chuyển trung gian giữa khuyếch tán đơn thuần và vận chuyển tích cực. Vận chuyển thụ động giống với khuyếch tán đơn thuần ở chỗ là không cần năng lượng và sự hạn chế là không chuyển hết các chất qua màng. Nó giống với vận chuyển tích cực là có sự tham gia của chất tải. Vận động thụ động diễn ra như sau: Khi chất được vận chuyển tiếp xúc với màng, nó sẽ được gắn với chất tải trên màng và được chất tải chuyển sang phía đối diện của màng. Ở đây chất được vận chuyển tách khỏi chất tải để vào trong hoặc ra ngoài tế bào. Quá trình này có thể hình dung như sau: C + X → CX → C +X Trong đó: C là chất được vận chuyển qua màng. X là chất tải CX là phức hợp chất tải và chất được vận chuyển. Do lực gắn giữa chất được vận chuyển với chất tải yếu, nên khi được chuyển sang phía bên đối diện của màng bằng chuyển động nhiệt của mình chất được vận chuyển sẽ tách khỏi chất tải. Những chất được vận chuyển qua màng bằng hình thức vận chuyển thụ động là glucose và đa số acid amin. Trong trường hợp vận chuyển glucose thì chất tải có trọng lượng phân tử là 45.000. Chất này có thể vận chuyển một số monosacarid có cấu trúc tương tự glucose như mannose, galactose, xylose và arabinose. Isulin có tác dụng làm tăng tốc độ vận chuyển glucose qua màng lên 10-20 lần. Đây là cơ chế chủ yếu để insulin điều hoà hàm lượng đường máu. Vận chuyển thụ động có những đặc điểm sau: 8
+ Dòng vật chất về một phía (vào trong hay ra ngoài tế bào) phụ thuộc vào nồng độ của chất đó ở hai bên màng và vào hằng số phân ly phức tạp giữa chất tải - chất được vận chuyển. + Các chất tải đặc hiệu có sẵn ở trên màng và dòng vật chất được vận chuyển qua màng phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của chất tải. + Số lượng kênh của hệ thống chất tải hạn chế, nên sự vận chuyển các chất bởi hệ thống chất tải có sự cạnh tranh. Đối với hệ thống các chất tải lại có chất tải linh hoạt và tạo được hiệu quả ngược dòng, nghĩa là sự vận chuyển chất này qua màng có sự vận chuyển qua màng một chất khác theo hướng ngược lại. 1.3.2.3 Vận chuyển tích cực Đặc điểm của vận chuyển tích cực là mang các chất qua màng (từ ngoài vào trong tế bào và ngược lại) diễn ra ngược gradien nồng độ và kèm theo là sự tiêu hao năng lượng. Có hiện tượng như vậy, vì khi vận chuyển các chất vào trong tế bào ở trạng thái tĩnh thì C i> Ce, còn khi đưa các chất từ trong tế bào ra thì Ci< Ce ( Ci là chất trong tế bào, Ce là chất ngoài tế bào). Các chất tải ở hai bên bề mặt màng không giống nhau. Do đó, trên sơ đồ vận chuyển các chất qua màng người ta sử dụng 2 chất tải X và Y (hình 2.5). Hình 2.5 Sơ đồ vận chuyển tích cực các chất qua màng. X và Y là chất tải, Ci và Ce là chất được tải. Để chuyển chất tải sang dạng X và Y cần có năng lượng của ATP cung cấp cho sự chuyển dạng này. Trong quá trình vận chuyển các chất qua màng chất tải lần lượt thực hiện các bước sau: + Nhận biết và gắn chất được vận chuyển. Khi liên kết với chất được vận chuyển, chất tải có thể thay đổi hình dạng. + Tự di chuyển cùng với chất được vận chuyển. 9
+ Giải phóng chất vận chuyển ở bề mặt khác của màng tế bào. + Trở lại vị trí ban đầu. Các chất tải có ở trên màng tế bào là các protein màng, chúng chiếm 5-10 % các protein màng. Chúng dễ bị biến dạng và dễ dàng trở về hình dạng ban đầu sau khi kết thúc quá trình vận chuyển. Trong vận chuyển tích cực người ta phân ra làm hai dạng: vận chuyển tích cực nguyên phát và vận chuyển tích cực thứ phát. + Vận chuyển tích cực nguyên phát Vận chuyển các ion Na+, K+,Ca++ qua màng là quá tình vận chuyển tích nguyên phát, vận chuyển được thực hiện nhờ các bơm Na+- K+ và bơm Ca++. Bơm Na+- K+ là một protein mang, gồm hai phân tử protein dạng cầu, trong đó protein lớn có trọng lượng phân tử 100.000 và protein có trọng lượng phân tử nhỏ có trọng lượng phân tử là 55.000. Phân tử protein lớn có 3 đặc điểm quan trọng sau: 1) có 3 vị trí tiếp nhận để liên kết với 3 ion Na + nằm ở trên phần protein nhô lên ở mặt trong màng tế bào; 2) có hai vị trí tiếp nhận để liên kết với 2 ion K+ nằm trên phần protein nhô ra ở mặt ngoài của màng tế bào và 3) protein nhô lên ở mặt trong màng, chỗ gần vị trí liên kết với Na + có hoạt tính ATPase. Bơm Na+- K+ hoạt động như sau: Khi 3 ion Na+ được gắn vào đầu trong và 2 ion K+ được gắn vào đầu ngoài của protein mang, thì hoạt tính của ATPase được phát động để chuyển một phân tử ATP thành ADP và giải phóng năng lượng. Năng lượng này có tác dụng làm thay đổi cấu hình của protein mang , đẩy ion Na+ ra ngoài và đưa ion K+ vào trong tế bào. Nhờ có bơm ion Na+- K+ mà tránh được tích tụ quá nhiều ion, đặc biệt là ion Na+ trong tế bào, không tạo ra áp suất thẩm thấu hút nước vào tế bào làm tế bào phình ra và vỡ.Bơm Na+- K+ được xem là cơ chế tạo ra điện tích màng, do đẩy được nhiều ion mang điện tích dương (ion Na+) ra mặt ngoài màng, tạo cho màng ở trạng thái phân cực. Một tác dụng nữa của bơm Na +- K+ là bảo đảm cho 10
quá trình hưng phấn ở màng tế bào, nghĩa là tạo trạng thái khử cực và cuối cùng là tái cực màng. Bơm calci cũng là một bơm protein mang nằm xuyên qua màng, có các vị trí để gắn với Mg+, Ca++và có hoạt tính ATPase. Có hai loại bơm Ca ++: một loại nằm trên màng tế bào làm nhiệm vụ bơm Ca++ từ trong tế bào ra ngoài, một nằm trong bào tương làm nhiệm vụ bơm Ca++ vào trong bào quan, ví dụ vào mạng nội bào tương hoặc và ty lạp thể. *Vận chuyển tích cực thứ phát. Vận chuyển tích cực thứ phát là vận chuyển dùng năng lượng gián tiếp, nghĩa là mượn thế năng khuyếch tán của sự chênh lệch nồng độ đã được tạo lập trước do đó vận chuyển tích cực nguyên phát. Glucose và acid amin được vận chuyển bằng hình thức này. Có hai cách vận chuyển tích cực thứ phát, đó là đồng vận chuyển với ion Na+ và vận chuyển đổi chỗ với ion Na+. Đồng vận chuyển với ion Na+. Glucose và acid amin qua màng tế bào do cơ chế đồng vận chuyển với ion Na+. Protein mang trong trường hợp này có hai trung tâm tiếp nhận nằm trên phần nhô ra ngoài tế bào: một trung tâm tiếp nhận Natri, một tung tâm tiếp nhận glucose. Đặc điểm của protein mang này nó chỉ thay đổi cấu hình để chuyển Na+ và glucose vào trong tế bào khi cả hai trung tâm của nó được liên kết đồng thời với Na+ và glucose. Đồng vận chuyển acid amin diễn ra cũng giống như đồng vận chuyển glucose và có các protein vận chuyển khác nhau tương ứng với từng loại acid amin. Sự vận chuyển ion Cl- cũng được thực hiện theo cơ chế đồng vận chuyển. Có hai cách vận chuyển ion Cl -, một ion Na+ và một ion Na+ và một ion K+ từ ngoài cùng vào trong tế bào. Cách thứ hai là đưa ion Cl- và một ion K+từ trong tế bào cùng ra ngoài. Các ion I-, Fe-, urat cũng được vận chuyển theo cơ chế đồng vận chuyển. 11
Vận chuyển đổi chỗ với Na+. Có một chất, ví dụ ion Ca++ và H+ được vận chuyển đổi chỗ cho ion Na+. Trong trường hợp vận chuyển đổi chỗ natri và calci, ion Na+ đi và trong tế bào đổi chỗ cho ion Ca++đi ra khỏi tế bào. ion Ca++gắn vào trung tâm nằm ở mặt trong của protein mang, còn ion Na+ gắn vào trung tâm nằm ở mặt ngoài của protein mang. Protein mang thay đổi cấu hình theo phương thức đổi chỗ (ví dụ quay 180o). Phương thức vận chuyển đổi chỗ natri - hydro diễn ra trong một số mô, đặc biệt là trong ống lượn gần của thận. ở đây các ion Na+ từ lòng ống đi vào tế bào ống, đổi chỗ cho các ion hydro từ tế bào ống đi ra dịch ở lòng ống. 1.3.2.4 Ẩm bào (pynocystose), thực bào (phagocytose), xuất bào (exocytosse). Trong những trường hợp các chất có kích thước lớn hơn lỗ màng, việc vận chuyển chúng qua màng được thực hiện theo kiểu ẩm bào,thực bào và xuất bào. ẩm bào là nuốt các cao phân tử. Khi tiếp với các vật thể có kích thước lớn màng tế bào lõm vào tạo ra các túi để bọc lấy vật thể đó. Tiếp theo túi tách rời khỏi màng đi vào bao tương, còn màng thì khép lại như cũ. Túi chứa vật lạ vào bào tương sẽ bị dẫn đến tiếp xúc với lysosom. Tại điểm tiếp xúc sẽ diễn ra hiện tượng hòa màng, sự tác động của các enzym chứa trong lysosom lên vật thể lạ và tạo thành túi lysosom thực bào. ở người chức năng thực bào được thực hiện bởi các bạch cầu hạt. Chức năng này cũng quan sát được trong hệ nội võng mô. ẩm bào qua sát được ở nhiều loại tế bào khác nhau, đặc biệt ở những tế bào biểu mô thuộc các cơ quan thường xảy ra các quá trình hấp thu, thực bào, trong các tế bào Schwann, các tế bào ở các khối u ác tính... Nhờ ẩm bào mà các hợp chất cao phân tử, các phân tử AND, các enzym có thể đi qua màng tế bào và vẫn giữ nguyên được hoạt tính của chúng. Thực bào và ẩm bào là những quá trình vận chuyển tích cực, vì khi thực hiện chúng, tế bào phải tiêu hao năng lượng. 12
Hình 2.7 Các giai đoạn kế tiếp nhau(1,2,3,4) của các quá trình ẩm bào (A),thực bào (B) và xuất bào (C). Ngược với hiện tượng thực bào và ẩm bào là xuất bào. xuất bào đảm bảo cho việc đào thải ra khỏi tế bào các chất cao phân tử và các chất do tế bào tiết ra, ví dụ các hormon, các chất trung gian hóa học được tổng hợp trong tế bào cũng như các chất không cần thiết cho tế bào. Trong trường hợp xuất bào, các túi được chuyển đến sát màng, cũng diễn ra sự “hòa màng” để dẫn chất đào thải ra ngoài và cũng có sự thay đổi của màng tế bào tại nơi sảy ra quá trình xuất bào. 1.3.3. Chức năng tiếp nhận Trên màng tế bào có nhiều loại receptor khác nhau. Chúng có thể là các emzym, các protein vận chuyển, các glycprotein, các phân tử mang ion. Nhờ có các receptor mà tế bào có thể nhận dạng được tế bào khác, có thể tiếp nhận các hóa chất, các mediator, các hormon, các vius, vi khuẩn, các vật lạ. Trên mặt ngoài màng của các lympho bào có các receptor có khả năng nhận dạng các kháng nguyên, các vật lạ từ bên ngoài vào cơ thể. Sau khi gặp các kháng nguyên hay vật lạ, thông tin từ màng được chuyển vào bên trong tế bào để sản xuất kháng thể tương ứng. Receptor màng có thể nhận thông tin từ các hormon. Ví dụ adenylatcyclase nhận tin từ các hormon có bản chất protein. Sự tiếp xúc giữa hormon và adenylatcyclase sẽ dẫn đến tạo AMPC vòng - chất gây ra các phản ứng tiếp theo trong tế bào. Khi thực hiện chức năng tiếp nhận, màng tế bào còn khả năng sản xuất các chất có tác dụng kích thích như prostaglandin khi màng tiếp nhận một kích thích đặc hiệu. 1.3.4. Chức năng thông tin Giữa các tế bào trong cơ thể luôn diễn ra quá trình truyền thông tin cho nhau. Chức năng này được thực hiện nhờ các kháng nguyên, các điện thế phát 13
sinh từ màng. Chức năng thông tin biểu hiện rõ nhất trên màng các tế bào thuộc hệ miễn dịch và hệ thần kinh. Nghiên cứu chức năng của đại thực bào trong miễn dịch người ta nhận thấy trong giai đoạn cảm ứng miễn dịch có một số đại thực bào làm nhiệm vụ bẫy, bắt và sử lý các kháng nguyên. Sau khi sử lý các kháng nguyên, các đại thực bào đến tiếp xúc và trình diện kháng nguyên (truyền tin) cho các lympho bào T. Đại thực bào còn tiết ra interleukin 1 để hoạt hóa lympho bào T. Tiếp theo (trong giai đoạn miễn dịch qua trung gian tế bào) các lympho bào T được hoạt hóa trong giai đoạn cảm ứng miễn dịch lại truyền tín hiệu (đó là các lymphokin) cho các đại thực bào nhằm tập trung, kìm giữ và hoạt hóa đại thực bào để chúng trở thành thành phần tế bào chủ yếu của phản ứng viêm tại nơi xảy ra đáp ứng miễn dịch tế bào. Các tế bào truyền thông tin bằng cách các xung động thần kinh, còn gọi là các điện thế động. Thông tin được mã hóa theo số lượng xung động trong từng khoản thời gian. Các xung động thần kinh được tạo ra do sự thay đổi trạng thái các ion ở hai bên màng.Lúc yên nghỉ màng ở trạng thái phân cực, mặt ngoài màng mang điện tích dương, mặt trong màng mang điện tích âm. Khi nhận được một kích thích nào đó, tính thấm của màng đối với ion thay đổi. Dòng ion Na+ từ dịch ngoại bào xuyên qua màng, ùa vào trong tế bào, gây ra trạng thái khử cực rồi đảo cực của màng. Bây giờ có sự phân bố lại điện tích màng , mặt ngoài mang điện tích âm, mặt trong mang điện tích dương. Hiệu quả của quá tình khử cực là làm xuất hiện điện thế hoạt động. điện thế này được truyền theo các sợi trục (Axon) đến các tế bào thần kinh khác hoặc đến các địa chỉ nằm dưới sự chi phối của thần kinh. Thông tin từ các nơi truyền đến các tế bào thần kinh trong hệ thống thần kinh trung ương sẽ được giữ lại và có thể duy tì suốt cuộc sống của một cá thể. Các tế bào ung thư cũng có khả năng truyền thông tin cho các tế bào khác. Ung thư di căn là do các tế bào ưng thư từ một điểm nào đó được phát tán vào truyền thông tin từ chúng cho các tế bào ở các nơi khác trong cơ thể. 14
II. NHÂN TẾ BÀO. Nhân tế bào là bộ phận to nhất trong tế bào, có hình tròn hoặc hình bầu dục. Nhân có chức năng dập khuôn AND, tổng hợp các loại ARN và đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa các quá tình diễn ra trong tế bào. Nhân tế bào ngăn cách với tế bào chất bao quanh bởi màng nhân, bên trong có hạch nhân và nhiễm sắc thể. 2.1 Màng nhân Màng nhân được cấu tạo từ hai màng cơ bản giống như màng tế bào. Màng ngoài nối với mạng lưới nội bào tương và với bộ golgi. Trên màng có những hạt ribosom. Màng trong tiếp xúc với chất nhiễm sắc thể (Chromatin). Màng trong dày hơn và chắc chắn hơn màng ngoài. Thỉnh thoảng hai màng có chỗ gặp nhau và ở đó có các lỗ thông với đường kính khoảng 500A0. Đây là nơi để các chất trong nhân có thể thông thương với tế bào chất. Chức năng của màng là điều hòa sự vận chuyển các chất từ nhân và tế bào chất và nguợc lại. 2.2 Hạch nhân Hạch nhân là một thể hình tròn, đông đặc . Hạch nhân thay đổi hình dạng, cấu trúc , lúc xuất hiện (khi tế bào đã phân chia xong), lúc biến mất ( khi tế bào chuẩn bị phân chia). Hạch nhân gồm các cấu túc hình sợi hoặc hình hạt giàu ARN, ARN hạch nhân là tiền thân của 3 loại ARN khác, Đó là ARN thông tin, ARN vận chuyển và ARN ribosom. Hạch nhân tham gia vào việc tổng hợp acid ribonucleic được vận chuyển ra bào tương và ở đay chúng qua lại với ARN ribosom trong quá trình tổng hợp protein. 2.3 Nhiễm sắc thể Nhiễm sắc thể nằm trong nhân. Trên lát cắt đã nhuộm màu ( trong thời kỳ giữa các lần phân chia) không phân biệt được các nhiễm sắc thể, thay vào đó thấy rõ các sợi sẫm màu và các hạt nhỏ được gọi là chất nhiễm sắc ( chromatin). Khi tế bào chuẩn bị phân chia cá nhiễm sắc thể đông đặc lại và xoắn chặt thành 15