Cơ chế điều hòa thân nhiệt?

Đáp án:

Giải thích các bước giải:Quá trình chuyển hóa năng lượng ở tế bào sản sinh ra nhiệt , nhiệt được tỏa ra môi trường qua da,qua hô hấp và bài tiết . Vì vậy ,đảm bảo thân nhiệt ổn định chính là tạo ra sự cân bằng giữa quá trình sinh nhiệt và quá trình tỏa nhiệt.

Nhiệt độ cơ thể được điều hoà bởi cơ chế feedback thần kinh.

1. Khái niệm về điểm chuẩn (set-point) 

Điều hoà thân nhiệt là quá trình cơ thể điều chỉnh, cân đối cường độ sinh nhiệt và thải nhiệt sao cho nhiệt độ trung tâm duy trì gần điểm chuẩn 37^oC. Khi nhiệt độ cơ thể tăng cao hơn mức này, tốc độ thải nhiệt cao hơn sinh nhiệt để đưa thân nhiệt trở về 37^oC. Ngược lại, khi thân nhiệt giảm dưới điểm chuẩn, tốc độ sinh nhiệt sẽ cao hơn thải nhiệt.

2. Các nơ-ron vùng trước chéo thị giác-dưới đồi trước

Vùng trước chéo thị giác-dưới đồi trước có nhiều nơ-ron nhạy cảm nóng và một ít nơ-ron nhạy cảm lạnh. Những nơ-ron này có chức năng như những cảm biến nhiệt để kiểm soát thân nhiệt.

Khi vùng này bị kích thích nóng sẽ gây tăng tiết mồ hôi và giãn mạch da giúp chống nóng, đồng thời các quá trình sinh nhiệt cũng bị ức chế. Vì vậy, nó cũng được xem là một trung tâm điều nhiệt.

3. Các receptor nhiệt ở da và tổ chức

Các receptor nhiệt ở da bao gồm receptor nhận cảm lạnh và nóng, trong đó receptor nhận cảm lạnh nhiều hơn gấp 10 lần.

Các receptor nhiệt còn tìm thấy ở các tổ chức bên trong cơ thể như tuỷ sống, khoang bụng và quanh tĩnh mạch lớn. Nó cũng phát hiện lạnh là chủ yếu. Tuy nhiên khác với receptor ở da, nó tiếp xúc với nhiệt độ trung tâm hơn là nhiệt độ ngoại vi.

4. Vùng dưới đồi sau - Tích hợp các tín hiệu

Các tín hiệu nhận cảm nhiệt ngoại biên tham gia điều nhiệt chủ yếu là thông qua vùng dưới đồi. Vùng mà các tín hiệu này kích thích nằm ở hai bên rìa của vùng dưới đồi sau. Các tín hiệu nhiệt trung ương từ vùng trước chéo thị giác-dưới đồi trước cũng được truyền về vùng dưới đồi sau. Tại đây, tất cả các tín hiệu nhận cảm nhiệt được tổng hợp lại để kiểm soát quá trình sinh nhiệt và giữ nhiệt của cơ thể giúp điều hoà thân nhiệt.

5. Các cơ chế đáp ứng

Khi các trung tâm điều nhiệt của vùng dưới đồi phát hiện được thân nhiệt quá nóng hoặc quá lạnh, nó sẽ điều khiển các quá trình sinh nhiệt và thải nhiệt sao cho thích hợp.

5.1. Cơ chế chống nóng

-   Giãn mạch da : Có thể xảy ra ở nhiều vùng của cơ thể làm da đỏ ửng. Giãn mạch xảy ra do sự ức chế trung tâm giao cảm (gây co mạch) ở vùng dưới đồi sau.

-   Bay hơi mồ hôi : Khi nhiệt độ cơ thể cao hơn 37^oC, tốc độ thải nhiệt do bay hơi mồ hôi sẽ tăng nhanh. Sự bài tiết mồ hôi được điều khiển bởi thần kinh giao cảm (nơ-ron giao cảm này tiết acetylcholine thay vì norepinephrine).

-   Giảm sinh nhiệt : Ức chế sự run cơ và sự sinh nhiệt hoá học.

5.2. Cơ chế chống lạnh

-   Co mạch da : Do trung tâm giao cảm ở vùng dưới đồi sau bị kích thích. Co mạch có tác dụng giảm mức mang nhiệt từ trung tâm cơ thể ra da nên giảm thải nhiệt.

-   Phản xạ dựng lông : Kích thích giao cảm gây nên phản xạ dựng lông có giá trị chống lạnh ở loài thú. Con người không thể dựng lông nhưng khi lạnh sẽ có hiện tượng sởn da gà. Hiện tượng này không có giá trị chống lạnh, nó là vết tích của phản xạ dựng lông.

- Tăng sinh nhiệt :

+ Run cơ : được điều khiển bởi trung tâm run cơ nằm ở phần sau vùng dưới đồi. Bình thường nó bị ức chế bởi các tín hiệu từ vùng trước chéo thị giác-dưới đồi trước nhưng trở nên hoạt động khi nhận tín hiệu lạnh từ da và tuỷ sống.

+ Sinh nhiệt hoá học do tác dụng giao cảm : sự kích thích giao cảm hoặc norepinephrine và epinephrine trong máu có thể làm tăng ngay lập tức tốc độ chuyển hoá tế bào. Đó là sự sinh nhiệt hoá học, xảy ra do tác dụng khử song hành quá trình phosphoryl hoá-oxy hoá, kết quả là chỉ tạo nhiệt mà không hình thành ATP. Sự sinh nhiệt hoá học còn liên quan chặt chẽ với một loại mỡ nâu chịu sự chi phối của thần kinh giao cảm.

+ Sinh nhiệt hoá học do tăng tiết thyroxine : thyroxine làm tăng sinh nhiệt hoá học do tăng chuyển hoá tế bào. Trong thực nghiệm, người ta nhận thấy sự tăng chuyển hoá này không xảy ra ngay mà phải cần vài tuần để tuyến giáp phì đại và tiết nồng độ thyroxine thích ứng. Sự đáp ứng của tuyến giáp đối với lạnh ở người vẫn chưa được biết rõ. Tuy nhiên, những người vùng địa cực có chuyển hoá cơ bản cao bất thường.

VI. Một số rối loạn thân nhiệt

1. Sốt

Sốt là trạng thái tăng thân nhiệt xảy ra do điểm chuẩn bị nâng lên cao hơn bình thường. Khi đó, các đáp ứng tăng thân nhiệt xuất hiện và đưa thân nhiệt tăng lên bằng điểm chuẩn mới gây nên sốt.

Chất gây sốt ngoại sinh bao gồm các sản phẩm giáng hoá, độc tố của vi khuẩn hoặc toàn bộ một vi sinh vật.

Chất gây sốt nội sinh là các cytokin được tiết ra từ bạch cầu mono, đại thực bào, bạch cầu hạt trung tính, bạch cầu lympho... Các chất gây sốt nội sinh thường được tiết ra khi các tế bào trên thực bào hoặc nhận diện các chất gây sốt ngoại sinh. Chất gây sốt nội sinh thường gặp là interleukin-1. Interleukin-1 thúc đẩy nơ-ron vùng dưới đồi tiết prostaglandin E2, và chính chất này đã tác động làm tăng điểm chuẩn của vùng dưới đồi. Bản thân nội độc tố vi khuẩn cũng có thể trực tiếp gây tăng tạo prostaglandin E2 ở vùng dưới đồi.

Khi bắt đầu cơn sốt sẽ có các biểu hiện như ớn lạnh, co mạch, run. Khi hết cơn sốt thì giãn mạch, ra mồ hôi.

2. Say nóng

Là tình trạng tăng thân nhiệt khi nhiệt độ môi trường quá cao, vượt quá khả năng thải nhiệt. Nếu môi trường không khí khô và có gió đối lưu thì thải nhiệt do bay hơi còn thuận lợi. Nếu độ ẩm 100% thì với nhiệt độ không khí 34^oC đã có thể làm tăng thân nhiệt.

Khi bị say nóng, thân nhiệt lên đến 40,5-42^oC. Triệu chứng là hoa mắt, choáng váng, da nóng và đỏ, có thể mê sảng và bất tỉnh. Nặng thì có thêm sốc tuần hoàn.

Say nắng là một dạng của say nóng có thêm tia bức xạ của mặt trời.

3. Sự tiếp xúc của cơ thể với môi trường cực lạnh

Một người bị rơi vào nước có băng trong vòng 20-30 phút sẽ chết do rung thất, ngừng tim. Khi đó, thân nhiệt  giảm xuống còn 25^oC.

Khi thân nhiệt giảm xuống dưới 34^oC thì khả năng điều nhiệt của vùng dưới đồi sẽ bị suy yếu và khi thân nhiệt còn 29^oC khả năng này sẽ bị mất hoàn toàn. Đầu tiên, nạn nhân sẽ buồn ngủ và sau đó là hôn mê.

-   Lạnh cóng : những phần thân thể phơi ra lạnh có thể bị đông lại gọi là lạnh cóng, hay gặp ở dái tai, đầu ngón tay, chân. Có thể đưa đến tổn thương vĩnh viễn là hoại tử.

-   Giãn mạch do lạnh : khi nhiệt độ tổ chức giảm xuống mức có thể gây đông, mạch máu đột nhiên giãn ra biểu hiện bằng đỏ da. Hiện tượng này giúp bảo vệ khỏi bị lạnh cóng.