Học Sinh lý học người từ đầu
Trước bài này: Giải phẫu người
1Sinh lý học là gì: giữ mọi thứ ổn định
Sinh lý học là môn nghiên cứu cách cơ thể hoạt động. Giải phẫu học cho bạn biết tim ở đâu; sinh lý học cho bạn biết nó bơm thế nào và việc bơm được điều khiển ra sao.
Một ý tưởng xuyên suốt cả môn học: cân bằng nội môi. Cơ thể giữ các điều kiện bên trong, như nhiệt độ, huyết áp, đường huyết và pH, trong một khoảng hẹp.
Phần lớn sự điều khiển này hoạt động nhờ hồi tiếp âm. Một thay đổi được phát hiện và cơ thể đáp ứng theo chiều ngược lại, nên thay đổi trở nên nhỏ hơn. Một vòng hồi tiếp có ba phần:
- Một thụ thể (cảm biến) phát hiện thay đổi, chẳng hạn các đầu mút thần kinh nhạy với nhiệt.
- Một trung tâm điều khiển so sánh nó với giá trị đặt, chẳng hạn vùng dưới đồi ở khoảng 37 °C.
- Một cơ quan đáp ứng tạo ra phản ứng, chẳng hạn tuyến mồ hôi và việc giãn mạch máu ở da.
Hồi tiếp dương hiếm gặp. Nó làm một thay đổi lớn dần cho đến khi một sự kiện kết thúc. Ví dụ là các cơn co trong khi sinh (oxytocin), đông máu và đỉnh LH kích hoạt rụng trứng.
Tự kiểm tra Đường huyết tăng sau bữa ăn. Insulin được tiết ra và đường huyết giảm về bình thường. Đây là kiểu điều khiển nào?
- Hồi tiếp dương
- Hồi tiếp âm
- Không có hồi tiếp, vì không có dây thần kinh nào tham gia
- Một giá trị đặt đã dịch chuyển
Đáp số: Hồi tiếp âm. Đáp ứng (insulin) chống lại thay đổi (đường huyết cao), nên đó là hồi tiếp âm. Hồi tiếp dương sẽ đẩy đường huyết lên cao hơn nữa. Hormone có thể mang hồi tiếp mà không cần thần kinh.
2Các giá trị bình thường và các công thức chính
Nhiều câu hỏi bắt đầu từ một con số. Hãy học các giá trị lúc nghỉ này của người trưởng thành khỏe mạnh:
- Nhịp tim khoảng 60–100 nhịp mỗi phút; nhịp thở khoảng 12–20 nhịp mỗi phút.
- Huyết áp khoảng 120/80 mmHg. Số đầu là huyết áp tâm thu (khi tâm thất co), số thứ hai là huyết áp tâm trương (khi chúng giãn).
- Nhiệt độ lõi khoảng 37 °C; pH máu động mạch 7,35–7,45.
- Điện thế nghỉ màng của một neuron khoảng −70 mV.
Hai công thức liên hệ tim và mạch máu:
CO = HR × SV
MAP = CO × TPR MAP ≈ DBP + (SBP − DBP) / 3
CO là cung lượng tim, HR là nhịp tim và SV là thể tích nhát bóp, lượng máu được bơm mỗi nhịp. Ví dụ: 70 nhịp/phút × 70 mL = 4900 mL/phút, khoảng 4,9 L/phút.
MAP là huyết áp động mạch trung bình và TPR là tổng sức cản ngoại vi của các mạch máu. Ở 120/80 mmHg, MAP ≈ 80 + 40/3 ≈ 93 mmHg.
Các chất khí di chuyển bằng khuếch tán, từ áp suất riêng phần cao đến thấp. Oxy đi từ phế nang vào máu; carbon dioxide đi từ máu vào phế nang. Phần lớn CO₂ được vận chuyển trong máu dưới dạng bicarbonate.
Tự kiểm tra Nhịp tim là 80 nhịp/phút và thể tích nhát bóp là 60 mL. Cung lượng tim là bao nhiêu?
- 1,33 L/phút
- 140 mL/phút
- 4,8 L/phút
- 48 L/phút
Đáp số: 4,8 L/phút. CO = HR × SV = 80 × 60 = 4800 mL/phút = 4,8 L/phút. Cộng các số (140) hoặc chia chúng (1,33) là sai phép tính; 48 L/phút là lỗi khi đổi mL sang L.
3Các hệ chính được điều khiển thế nào
Nhịp tim. Mỗi nhịp bắt đầu ở nút xoang nhĩ (SA) trong tâm nhĩ phải, bộ tạo nhịp tự nhiên. Tín hiệu lan khắp hai tâm nhĩ, rồi bị làm chậm ở nút nhĩ thất (AV), để tâm nhĩ hoàn tất việc làm rỗng trước khi tâm thất co.
Trên điện tâm đồ, sóng P là khử cực tâm nhĩ, phức bộ QRS là khử cực tâm thất và sóng T là tái cực tâm thất.
Thần kinh. Trong điện thế hoạt động, các ion natri (Na⁺) chảy vào tế bào và gây khử cực. Sau đó các ion kali (K⁺) chảy ra và gây tái cực.
Thận. Đơn vị chức năng là nephron. Máu được lọc ở cầu thận, và ống lượn gần tái hấp thu phần lớn nước và natri đã lọc.
- ADH (hormone chống bài niệu) làm ống góp tái hấp thu nhiều nước hơn, nên nước tiểu trở nên đậm đặc.
- Aldosterone làm thận tái hấp thu natri và bài tiết kali. Nước đi theo natri.
- Huyết áp thấp ở thận giải phóng renin. Renin dẫn đến angiotensin II, làm co mạch và giải phóng aldosterone. Đây là hệ renin–angiotensin–aldosterone.
Glucose. Insulin làm giảm đường huyết bằng cách đưa glucose vào tế bào. Glucagon làm tăng nó bằng cách phân hủy glycogen ở gan và tạo glucose mới.
Acid–base. CO₂ hoạt động như một acid. Quá nhiều CO₂ (thở chậm) gây nhiễm toan hô hấp; quá ít (thở nhanh) gây nhiễm kiềm hô hấp. Thay đổi bicarbonate gây nhiễm toan hoặc nhiễm kiềm chuyển hóa.
Tự kiểm tra Vì sao tín hiệu bị làm chậm ở nút AV?
- Vì nút SA phát xung quá nhanh đối với tâm nhĩ
- Để nhịp tim luôn dưới 60 nhịp mỗi phút
- Để tâm nhĩ co xong trước khi tâm thất co
- Để tâm thất tái cực trước sóng P tiếp theo
Đáp số: Để tâm nhĩ co xong trước khi tâm thất co. Độ trễ ngắn cho phép tâm nhĩ đẩy máu vào tâm thất trước. Tái cực tâm thất là sóng T và không liên quan gì đến độ trễ này.
4Cách suy luận một câu hỏi sinh lý học
Hầu hết câu hỏi sinh lý học mô tả một thay đổi và hỏi điều gì xảy ra tiếp theo. Hãy lần theo như một chuỗi:
- Gọi tên biến thay đổi trước, như thể tích máu, CO₂ hay glucose.
- Hỏi thụ thể nào phát hiện nó, như thụ thể áp lực cho áp suất hay thụ thể hóa học cho CO₂ và oxy.
- Tìm đáp ứng và chiều của nó. Với hồi tiếp âm, đáp ứng chống lại thay đổi.
- Lần theo các tác động bằng các công thức, ví dụ CO = HR × SV và MAP = CO × TPR.
- Kiểm tra các cơ quan khác tham gia, như thận, hoạt động chậm hơn thông qua hormone.
Viết các mũi tên nhỏ khi làm: “thể tích ↓ ⇒ SV ↓ ⇒ CO ↓ ⇒ MAP ↓”. Cách này giữ rõ chiều của mọi thay đổi.
5Một ví dụ có lời giải
Lần theo chuỗi từng mắt xích một. Cố gắng dự đoán mắt xích tiếp theo trước khi mở nó ra.
Ví dụ có lời giảiMột người trưởng thành khỏe mạnh mất khoảng 1 L máu. Trước khi chảy máu, HR là 70 nhịp/phút và SV là 70 mL. Cơ thể làm gì trong những phút đầu, và bạn kỳ vọng những dấu hiệu nào?
1Thể tích máu giảm, nên ít máu trở về tim hơn. Tâm thất đầy ít hơn và thể tích nhát bóp giảm, chẳng hạn từ 70 mL xuống 50 mL.
2Với nhịp tim cũ, CO = 70 × 50 mL = 3500 mL/phút thay vì 4900 mL/phút. Cung lượng tim thấp hơn khiến MAP = CO × TPR bắt đầu giảm.
3Các thụ thể áp lực ở xoang cảnh và quai động mạch chủ cảm nhận áp suất thấp hơn và gửi ít tín hiệu hơn đến hành não.
4Hành não tăng hoạt động giao cảm và giảm hoạt động phế vị. Tim đập nhanh hơn và các mạch máu ở da và ruột co lại, làm tăng TPR.
Để đưa CO về 4900 mL/phút với SV = 50 mL, nhịp tim phải tăng lên 4900 / 50 = 98 nhịp/phút.
5Ít máu đến thận hơn, renin tăng, và angiotensin II, aldosterone và ADH tăng. Thận giữ natri và nước, nên tạo ra ít nước tiểu hơn.
6Mọi đáp ứng đều chống lại sự giảm áp suất, đúng như hồi tiếp âm phải làm. Vì vậy huyết áp ban đầu có thể vẫn gần bình thường, trong khi nhịp tim tăng.
Đáp số Nhịp tim nhanh (khoảng 98/phút), da lạnh và nhợt do co mạch và lượng nước tiểu thấp; huyết áp ban đầu được giữ gần bình thường.
6Lỗi thường gặp
- Nghĩ rằng hồi tiếp làm một thay đổi lớn hơn. Phần lớn sự điều khiển là hồi tiếp âm, làm nó nhỏ đi.
- Nhầm ADH (giữ nước) với aldosterone (giữ natri, mất kali).
- Đọc sóng T là hoạt động của tâm nhĩ. Nó là tái cực tâm thất; tái cực tâm nhĩ bị che trong phức bộ QRS.
- Hiểu ngược acid–base. Thở nhanh thải CO₂, nên pH tăng: nhiễm kiềm hô hấp.
- Mong đợi huyết áp giảm trước trong mất máu. Nhịp tim thường tăng trước, vì các phản xạ giữ áp suất lên.
- Nhầm chiều khuếch tán: chất khí luôn di chuyển từ áp suất riêng phần cao đến thấp.
Tự kiểm tra Trong cơn hoảng loạn, một người thở rất nhanh. Máu động mạch cho thấy gì?
- Bicarbonate thấp và pH thấp (nhiễm toan chuyển hóa)
- CO₂ bình thường và pH bình thường
- CO₂ cao và pH thấp (nhiễm toan hô hấp)
- CO₂ thấp và pH cao (nhiễm kiềm hô hấp)
Đáp số: CO₂ thấp và pH cao (nhiễm kiềm hô hấp). Thở nhanh loại bỏ CO₂, và ít CO₂ nghĩa là ít acid hơn, nên pH tăng. Chọn nhiễm toan hô hấp là chiều ngược lại: điều đó xảy ra khi thở chậm, nông.
7Các câu hỏi thi trông như thế nào
- Dễ (thuật ngữ và sự kiện chính): giá trị bình thường và chức năng. Ví dụ nhịp thở bình thường, tiểu cầu làm gì hoặc bộ tạo nhịp ở đâu.
- Trung bình (vận dụng khái niệm): cơ chế. Một hormone tác động thế nào, một sóng điện tâm đồ cho thấy gì, hoặc một công thức như CO = HR × SV thay đổi ra sao.
- Khó (ca bệnh và phân tích): một bệnh nhân hoặc một thí nghiệm. Bạn đọc khí máu, dự đoán dấu hiệu sốc, giải thích phù hoặc liên hệ một bệnh với cơ chế bị hỏng.
Với các câu khó, hãy vẽ chuỗi mũi tên. Bắt đầu từ thay đổi đầu tiên và để hồi tiếp âm cho bạn biết chiều của mỗi đáp ứng.
Học từng bước một trong ứng dụngHọc từng bước một trong ứng dụng