Cơ chế điều hòa ngược

Cơ chế điều hòa ngược

Trong cơ thể toàn vẹn, điều hòa chức năng dù bằng con đường thần kinh hay thể dịch thì phần lớn đều tuân theo cơ chế điều hòa ngược, Có hai kiểu điều hòa ngược là điều hòa ngưọc âm tính và điều hòa ngược dương tính.

Thế nào là điều hòa ngược?

Điều hòa ngược là kiểu điều hòa mà mỗi khi có một sự thay đổi hoạt động chức năng nào đó, chính sự thay đổi đó sẽ có tác dụng ngược trở lại để tạo ra một loạt các phản ứng liên hoàn nhằm điều chỉnh hoạt động chức năng đó trở lại bình thường. Ví dụ: có một chuỗi phản ứng từ A – B – C – D…- Z, nồng độ của chất Z có tác dụng ngược trở lại điều khiển nồng độ chất A ở đầu chuỗi phản ứng để cuối cùng quay trở lại điều chỉnh nồng độ chất Z.

Cơ chế điều hòa ngược

Đây là một cơ chế điều hòa nhanh và nhạy để tạo ra trạng thái hoạt động ổn định của cơ thể.

Điều hòa ngược âm tính

Hầu hết các bộ điều khiển của cơ thể đều hoạt động theo kiểu điều hòa ngược âm tính.

Điều hòa ngược âm tính là kiểu điều hòa có tác dụng làm tăng nồng độ một chất hoặc tăng hoạt động của một cơ quan khi nồng độ chất đó hoặc hoạt động của cơ quan đó đang giảm và ngược lại sẽ giảm nếu nó đang tăng.

Ví dụ, trong trường hợp điều chỉnh nồng độ C02, nồng độ C02 trong dịch ngoại bào tăng sẽ kích thích làm tăng thông khí phổi kết quả là nồng độ C02 sẽ giảm trở lại bình thường vì phổi đã thải ra ngoài một lượng lớn C02. Ngược lại nếu nồng độ C02 quá thấp sẽ ức chế thông khí phổi và lại làm tăng nồng độ C02.

Cơ chế điều chỉnh huyết áp động mạch cũng vậy, khi huyết áp tăng sẽ có một loạt các phản ứng như giảm nhịp tim và giảm sức co bóp của cơ tim để điều chỉnh huyết áp trở về bình thường. Ngược lại khi mất máu, huyết áp hạ lại có phản xạ làm co mạch, tim đập nhanh để làm tăng huyết áp trở lại.

Điều hòa ngưọc âm tính càng được thể hiện rõ trong điều hòa hoạt động chức năng nội tiết. Khi nồng độ hormon tuyến dich tăng sẽ có tác dụng ngược trở lại ức chế hoạt dộng của tuyến chỉ huy và kết quả là làm giảm hoạt động của tuyến đích và nồng độ hormon đang tăng được điều chỉnh trở lại bình thường. Ngược lại trong trường hợp hormon tuyến đích giảm lại có cơ chế điều hòa để tăng nồng độ trở lại bình thường.

Như vậy nói chung khi một yếu tố nào đó quá tăng hoặc quá giảm, hệ thống điều khiển sẽ thực hiện cơ chế điều hòa ngược âm tính, một loạt các biến đổi sẽ xáy ra nhằm đưa yếu tố đó trở lại giới hạn bình thường. Với phương thức điều hòa này hằng tính nội môi luôn được duy trì. Tuy nhiên hiệu suất của cơ chế điều hòa này thường không đạt được 100%. Ví dụ bình thường huyết áp động mạch là 100mmHg, nếu chúng ta đưa thêm một lượng máu vào cơ thể đủ để huyết áp tăng lên 175mmHg nhưng trong thực tế huyết áp chỉ tăng ở mức 125mmHg. Nói một cách khác nhờ có cơ chế điều hòa ngược âm tính mà khi huyết áp tăng tới mức 175mmHg, huyết áp đã được điều chỉnh theo xu hướng trở về bình thường nhưng chưa thực sự trở về mức bình thường là 100mmHg. Như vậy khi các tác nhân bên ngoài có khuynh hướng gây tăng hoặc giảm huyết áp, nhờ có hệ thống điều khiến nó chỉ còn lại khoảng 1/3 tác dụng. Hiệu suất điều khiển cao hay thấp tuỳ thuộc vào đặc tính của từng loại hệ điều khiển, ví dụ: hiệu suất của hệ điều khiển nhiệt độ thường cao hơn hệ điều khiển áp suất.

Điều hòa ngược dương tính

Khi một yếu tố nào đó hoặc hoạt động chức năng của một cơ quan nào đó tăng, một loạt các phản ứng xẩy ra dẫn tới kết quả làm tăng yếu tố đó hoặc hoạt động chức năng của cơ quan đó. Ngược lại khi đã giảm lại càng làm giảm thêm. Cách điều hòa này được gọi là điều hòa ngược dương tính. Ví dụ: một người bị mất đột ngột 2 lít máu, lượng máu trong cơ thể giảm xuống tới mức không đủ máu đế tim bơm có hiệu quả, áp suất động mạch giảm và máu đến nuôi cơ tim cũng giảm. Kết quả này làm tim suy yếu và càng làm giảm hiệu suất bơm của tim vì lưu lượng máu đến mạch vành càng giảm và tim càng suy yếu. Chu trình này cứ tiếp diễn cho đến khi gây tử vong.

Như vậy bản chất của điều hòa ngược dương tính không dẫn tới sự ổn định mà ngược lại càng tạo ra sự mất ổn định hoạt động chức năng và có thể dẫn tới cái chết. Tuy nhiên trong cơ thể bình thường, các trường hợp điều hòa ngược dương tính thường có ích cho cơ thể. Những trường hợp ngược lại thường ít xảy ra vì cơ chế điều hòa ngược dương tính chỉ tác động đến một giới hạn nào đó thỉ xuất hiện vai trò của cơ chế điều hòa ngược âm tính để tạo lại sự cân bằng nội môi. Ví dụ hiện tượng đông máu, khi thành mạch bị vỡ, một loạt các men được hoạt hóa theo kiểu dây chuyền, các phản ứng hoạt hóa men ngày càng tăng thêm để tạo cục máu đông. Quá trình này cứ tiếp diễn cho đến khi lỗ thủng của thành mạch dược bít kín và sự chảy máu dừng lại.

Số thai cũng là trường hợp có vai trò của điều hòa ngược dương tính. Khi các cơn co bóp của tử cung trở nên đủ mạnh để đẩy đầu thai nhi ra khỏi cổ tử cung, sự căng của cổ tử cung truyền tín hiệu đến thân tử cung và làm cho cơ tử cung càng co bóp mạnh hơn. Tử cung co bóp càng mạnh làm cho căng cổ tử cung, cổ tử cung căng lại tạo thêm các co bóp mạnh của thân tử cung cho đến khi lực co bóp đủ mạnh thì đứa trẻ sẽ ra đời.

Từ những thí dụ trên chúng ta thấy cơ chế điều hòa ngược âm tính là cơ chế điều khiển cơ bản, nhờ nó mà cơ thể luôn tạo được tính ổn định và thích ứng với môi trường.

Trong một số trường hợp điều hòa ngược dương tính tuy không tạo ra sự cân bằng mà ngược lại càng làm tăng sự bất ổn nhưng lại rất cần thiết cho cơ thể. Tuv vậy ngay trong những trường hợp này điều hòa ngược dương tính cũng chỉ xảy ra trong một thời gian ngắn và chỉ là một phần của toàn bộ quá trình điều hòa ngược âm tính.

Kết luận:

Cơ thể là một tập hợp bao gồm nhiều cơ quan và hệ thống cơ quan. Một cơ quan lại bao gồm hàng triệu triệu tế bào. Nhiều cơ quan lại hợp thành một hệ thống cơ quan. Nhu vậy đơn vị cấu tạo của cơ thể chính là tế bào. Mỗi tế bào, mỗi cơ quan đều có những đặc tính riêng biệt và chức năng riêng biệt nhưng chúng đều có liên quan chặt chẽ với nhau trong một cơ thể thống nhất để đảm bảo cho sự tồn tại và phát triển của cơ thể. Bản chất các hoạt động sống của cơ thể được thực hiện ở các tế bào, những tế bào không tiếp xúc và trao đổi trục tiếp với môi trường bến ngoài mà thông qua môi trường trung gian là nội môi. Nhờ có nội môi mà các tế bào trong cơ thể luôn đươc sống trong một môi trường đồng nhất. Để đảm bảo cho sự tồn tại và phát triển, các tế bào phải luôn thực hiện quá trình chuyển hóa. Tự thân sự hoạt động của các tế bào đã luôn luôn làm thay đổi thành phần của nội môi. Hơn nữa sống trong môi trường cơ thể luôn chịu tác động của môi trường bên ngoài, để thích ứng với sự thay đổi của môi trường, các hoạt động chức năng của các cơ quan và hệ thống cơ quan luôn thay đổi, những thay đổi này cũng góp phần làm thay đổi thành phần cùa nội môi. Để đảm bảo cho tế bào có thể hoạt dộng bình thường cần phải có một cơ chế điều hòa nhằm đảm bảo sự ổn định hằng tính nội môi. Mỗi tế bào, cơ quan, hệ thống cơ quan đều có một chức năng riêng nhưng thực chất đều tham gia vào quá trình duy trì hằng tính nội môi — điều kiện để tế bào tồn tại, hoạt động và phát triển. Chức năng và sự điều hòa chức năng của tế bào, của từng cơ quan, hệ thống cơ quan sẽ được đề cập đến trong toàn bộ chương trình sinh lý học.