Sinh lý các cơ quan chức năng - Chương 8: Sinh lý bài tiết

Nguyễn Bá Mùi 1 Nguyễn Bá Mùi Chương 8. SINH LÝ BÀI TIẾT PGS.TS. Nguyễn Bá Mùi Nguyễn Bá Mùi NỘI DUNG n Sơ lược về sự bài tiết n Đặc điểm cấu tạo thận và chức năng bài tiết của thận n Quá trình bài tiết và sản phẩm n Chức năng của thận trong việc điều tiết áp suất thẩm thấu của cá biển n Chức năng của thận trong việc điều tiết pH máu Nguyễn Bá Mùi Sơ lược về sự bài tiết n Khái niệm Bài tiết là quá trình thải các sản phẩm cuối cùng của quá trình traođổi chất ra khỏi cơ thể, giúp cho cơ thể không bị nhiễm độc và luôn giữ được cân bằng nội môi. Ngoài ra các vật lạ theo thức ăn và nước uống vào cơ thể không tham gia traođổi chất như muối,một số chất độc,thuốccũng nhờ cơ quan bài tiết đưa ra ngoài Nguyễn Bá Mùi 2 Nguyễn Bá Mùi Sơ lược về sự bài tiết Con đường bài tiết: +Qua mang bài tiết CO2, H2O + Qua ruột già bài tiết phân + Qua da bài tiết một số chất + Qua thận bài tiết nước tiểu Tác dụng: + Duy trì ổn định pH, áp suất thẩm thấu, cân bằng nội môi (máu, bạch huyết) + Thải các chất độc (ure, uric), cặn bã bài tiết: phổi, tuyến mồ hôi, nước tiểu hoặc phân Nguyễn Bá Mùi Sơ lược về sự bài tiết nSản phẩm phân giải protein và axit nucleic Nguyễn Bá Mùi ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA THẬN Thận được hình thành từ lá trung bì. Trong quá trình phát triển chủng loại và cá thể thận phát triển qua 3 giai đoạn: + Nguyên thận là giai đoạn thấp nhất. Một số loài cá, lưỡng cư nguyên thận hoạt động ở giai đoạn ấu trùng. + Trung thận hay thận sơ cấp xuất hiện trong hầu hết bào thai của động vật có xương sống, khi trưởng thành trung thận chỉ tồn tại ở động vật có xương sống bậc thấp. + Hậu thận hay là thận thứ cấp tồn tại và hoạt động ở động vật bậc cao và người. Nguyễn Bá Mùi 3 Nguyễn Bá Mùi ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA THẬN Nguyên thận Trung thận Hậu thận Nguyễn Bá Mùi ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA THẬN n Cấu tạo thận ở động vật bậc cao +Tiểu cầu thận:tiểu thể Malpighi và nang Baoman + Các ống thận: - Ống lượn gần - Quai Henler lên xuống - Ống lượn xa được đổ vào ống góp và vào bể thận n Cấu tạo thận ở cá + Quản cầu(tiểu cầu) + Phần ống Nguyễn Bá Mùi CẤU TẠO THẬN CỦA ĐỘNG VẬT BẬC CAO Ống lượn gần Ống lượn xa Quai Henle Ống góp Nguyễn Bá Mùi 4 Nguyễn Bá Mùi Thận ở một số loài động vật Nguyễn Bá Mùi ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO THẬN VÀ CHỨC NĂNG BÀI TIÊT Ở CÁ Nguyễn Bá Mùi ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO THẬN Thành ống trong quản cầu ManpighiQuản cầu thận Nguyễn Bá Mùi 5 Nguyễn Bá Mùi ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO THẬN VÀ CHỨC NĂNG BÀI TIÊT n Chức năng của ống: - Đoạn gần I: là phần nguyên thủy của vi quả thận, có vai trò tái hấp thu các chất như glucoza, axitamin, peptit, CL, Na cho cơ thể - Đoạn gần II: đây là miền lớn nhất của vi quản thận cá xương. tiết các ion hóa trị II, H+..,và axit hữu cơ, tái hấp thu Na -Đoạn trung gian: có nhiều vi nhung mao,có tác dụng như một bơm để đẩy hất dịch đi vào ống vi quản thận - Đoạn xa: tái hấp thu tích cực Na.ở cá xương nước ngọt,tính hấp thu nước thay đổi giúp cơ thể thải nước Chức năng quản cầu Lọc nước tiểu Tái hấp thumột số chất Nguyễn Bá Mùi BÀI TIẾT Ở CÁ Nguyễn Bá Mùi QUÁ TRÌNH BÀI TIẾT Ở MỘT SỐ ĐỘNG VẬT Nguyễn Bá Mùi 6 Nguyễn Bá Mùi THÀNH PHẦN NƯỚC TIỂU CỦA CÁ n Cá biển thải ít nước tiểu (VD: cá Lophius piscatorius thải 0,83 ml/kgh) n Thường xuyên có ure(các loài khác nhau có hàm lượng ure khác nhau:cá sụn hàm lượng ure 0,1- 0,6%;cá chép 0,7%) Ngoài ra còn chứa một lượng nhỏ axit uric Các chất chứa nito khác:chủ yếu là creatin(các chất này tồn tại trong nước tiểu với hàm lượng rất thấp) n Đặc biệt cá xương có trọng lượng TMO(trimethyamin oxyt) khá cao trong nước tiểu n Các chất vô cơ trong nước tiểu :Ca,Na ,Mg,muối SO4,CL,PO4,HCO3.khi các chất này tập trung với mật độ dày thì tất cả các sản vật trong nước tiểu và phân tăng lên rất nhanh làm cho cá chóng chết Nguyễn Bá Mùi THÀNH PHẦN NƯỚC TIỂU n Những chất dễ khuếch tán như amoniac, ure được thải ra ngoài cơ thể chủ yếu qua mang chứ không phải qua thận. Ví dụ ở các chép và cá vàng các chất nitơ do mang thải ra nhiều hơn do thận từ 5-9 lần. Chỉ các hợp chất chứa nitơ khó khuếch tán như creatin, axit uric... mới thải ra ngoài qua thận. n Áp suất thẩm thấu máu của cá xương nước ngọt luôn luôn cao hơn môi trường, nên nước không những vào cơ thể theo thức ăn mà còn bằng cách thẩm thấu. Do vậy cá cần phải tiết nước tiểu nhiều để thải nước n Cá xương biển có áp suất thẩm thấu của máu nhỏ hơn môi trường, do đó nước trong cơ thể có xu hướng thấm ra môi trường, nên cá xương biển tiết ít nước tiểu, đồng thời tăng cường bổ sung nước cho cơ thể. Nguyễn Bá Mùi Một số bộ phận khác tham gia QTBT n Ống niệu: là ống đi từ cơ quan tiết niệu thông với bên ngoài để dẫn các sản phẩm của quá trình TĐC ra bên ngoài. + ống có ba lớp: - Lớp màng nhày(ở trong cùng), có nhiều nếp gấp dọc - Ở giữa là lớp cơ dọc - Bên ngoài là thành cơ Nguyễn Bá Mùi 7 Nguyễn Bá Mùi Một số bộ phận khác tham gia QTBT n Bàng quang:do thành khoang niệu sinh dục lồi ra ở phần cuối ống trung thận,gồm hai loại + Bàng quang ống dẫn niệu:đa số cá có loại này + Bàng quang niệu sinh dục: có ở cá Phổi và cá Vây Tia - Ở một số loài cá:cá Bám không có bàng quang - Ở cá Toàn Đầu không có xoang bài tiết sinh dục mà trưc tiếp thông ra ngoài. - Ở cá xương không có xoang niệu sinh dục Nguyễn Bá Mùi CHỨC NĂNG CỦA THẬN CHỨC NĂNG CỦA THẬN BÀI TIẾT NƯỚC TIỂU ĐIỀU HÒA ÁP SUẤTTHẨM THẤU ĐIỀU HÒA ĐỘ pH Nguyễn Bá Mùi QÚA TRÌNH SINH NƯỚC TIỂU 1. Giai đoạn lọc: máu qua mao quản thận tất cả các TP (trừ protein) được lọc vào xoang bao manà nước tiểu đầu - P máu trong tiểu cầu cao (cấu tạo) - P lọc bị tiêu hao bởi 2 thành phần: P Thể dịch trong xoang bao man P thể keo do các protein k0 được lọc - Plọc có hiệu lực = Pmáu trong tiểu cầu– (Pttthể keo + Pthể dịch) Nguyễn Bá Mùi 8 Nguyễn Bá Mùi 2. GIAI ĐOẠN TÁI HẤP THU Nước tiểu đầu qua hệ thôngs ống lượn ® một số chất được tái hấp thu ® nước tiểu cuối + Đường, axit amin tái hấp thu hoàn toàn + [ure, uric] k0 được tái hấp thu + Nước: [SO4--] tiểu đầu = 0,002%; cu ối = 0,18% (gấp 90 lần)® tạo 1lít nước tiểu cuối phải có 90 lít nước tiểu đầu qua ống dẫn * N.nhân: + TB biểu ô thành ống thận tái hấp thu chủ động + P máu quanh ống thận ¯ thấp ® tạo tái hấp thu + Hấp thu bị động: = khuyếch tán, thẩm thấu Nguyễn Bá Mùi ĐIỀU TIẾT ÁP SUẤT TT n Nhóm cá Myxin: thuộc nhóm cá đẳng trương vì đơi sống của chúng là ký sinh vật chủ,do đó Ptt của thể dịch trong cơ thể bằng Ptt của môi trường nên không phải điều tiết Ptt n Nhóm cá xương nước ngọt: C muối trong thể dịch lớn hơn ngoài môi trường,do đó Ptt trong thể dịch lớn hơn môi trường,khi đó nước từ môi trường đi vào cơ thể cá,để đảm bảo cho cơ thể bình thường: - Tăng cường thải nước tiểu - Ống thận nhỏ tăng cường hút muối lại - Lấy muối ngoài môi trường qua thức ăn,qua mang, Nguyễn Bá Mùi Điều chỉnh của cá xương nước ngọt trong môi trường có muối n Ở một số cá xương nước ngọt có thể sống được trong môi trường có muối nhờ hoạt động của thận n Khi đi vào môi trường có muối, cá giảm việc tạo ra nước tiểu, đồng thời ngừng lấy NaCl qua mang. Đây là sự điều chỉnh tức thời, cá chỉ cần một thời gian ngắn để điều chính hoạt động này (vài phút đến 1-2 giờ) n Sau điều chỉnh tức thời, cá có sự điều chỉnh xa hơn từ các ống thận bằng cách giảm sự tái hấp thu các chất điện giải, tăng thải muối ra nước tiểu, điều chỉnh này cần thời gian dài hơn để hoàn thiện Nguyễn Bá Mùi 9 Nguyễn Bá Mùi ĐIỀU TIẾT ÁP SUẤT TT Nhóm cá xương biển n Những ion đã theo nước biển xâm nhập vào cơ thể ra nước tiểu - Quá trình điều hòa ptt thận đóng vai trò hết sức quan trọng: là tích cực thải các ion hóa trị 2 vào nước tiểu, còn các ion hóa trị 1 có thể thải ra ngoài qua mang(tế bào Willmer) - Sự bài tiết nito vô cơ ,NH3, ure được bài tiết qua mang, còn thận chỉ bài tiết creatin và axit uric - Khả năng tái hấp thu nước của ống lượn rất mạnh, làm cho lượng nước tiểu thải ra ngoài rất ít Vd: cá scopaen mỗi ngày chỉ thải ra từ 10- 12ml/kg, cá conger mỗi ngày chỉ thải 3- 5ml/kg cá Nguyễn Bá Mùi ĐIỀU TIẾT ÁP SUẤT TT n Thận của cá xương rộng muối - Loài này có khả năng chịu đựng được những thay đổi lớn về nồng độ muối của môi trường - Hệ thống quản cầu thận của loài này rất phát triển nên khả năng lọc nước tiểu và hấp thu một số chất rất tốt Nguyễn Bá Mùi Đối với cá sụn biển n Ptt máu cá sụn biển hơi cao hơn môi trường, trong đó 50% do muôi vô cơ tạo nên, do ure khoảng 30% vì thế lượng ure trong máu cá sụn biển cao hơn các cá khác. Cá càng tiến hoá thì lượng ure trong máu càng ít. Ngoài ra TMO (trimethylamin oxyt) cũng tham gia tạo nên Ptt của máu cá sụn (chiếm 20%), do đó nồng độ chất này trong máu cá sụn rất cao. n Khi nồng độ ure trong máu tăng, thì nước được hấp thu qua mang vào máu cũng tăng, lượng máu trong cơ thể cũng tăng, tuần hoàn tăng cường làm cho quá trình thải ure ra ngoài được đẩy mạnh. Nguyễn Bá Mùi 10 Nguyễn Bá Mùi Đối với cá sụn biển n Khi ure trong máu đạt tới nồng độ nhất định thì cá giảm bài tiết nước tiểu n Khi nồng độ muối trong môi trường tăng, sẽ kích thích cơ thể cá tăng cường trao đổi chất, đặc biệt là trao đổi protein sinh ra nhiều ure. Nhờ đó mà sự cân bằng tương đối giữa Ptt của máu cá với môi trường được duy trì n Do ure là một chất độc đối với cơ thể, không thể tăng cao vô hạn, để nâng cao Ptt của máu, cá phải tăng lượng TMO trong máu. n Để duy trì nồng độ ure trong máu tương đối cao, nên khả năng tái hấp thu ure của ống lượn cá sụn cũng khá mạnh và lượng ure thải ra ngoài qua mang, da rất ít. Nguyễn Bá Mùi Đối với cá di cư từ biển vào sông n Ví dụ như cá hồi đến mùa sinh sản chúng di cư vào sông n Khi cá di cư từ biển vào nước ngọt, do Ptt của máu quá cao so với môi trường nước ngọt, nên nước xâm nhập vào cơ thể rất mạnh. n Để khắc phục tình trạng này, khi mới vào nước ngọt cá phải thải bớt một lượng muối nhất định, để giảm bớt sự chênh lệch Ptt của máu với môi trường. Những cá thể nào ở giai đoạn này thích nghi được thì sống, nếu không sẽ bị chết. n Sau đó cá ngừng uống nước, tăng bài tiết nước tiểu n Dần dần cá điều chỉnh Ptt giống như cá xương nước ngọt Nguyễn Bá Mùi ĐIỀU HOÀ ÁP SUẤT THẨM THẤU CỦA GIÁP XÁC 1, Giáp xác biển n Hầu như giáp xác biển có Ptt của máu tương đương với nước biển. Tuy nhiên, máu giáp xác đẳng trương với môi trường bên ngoài, nhưng lại khác với môi trường bên ngoài về thành phần ion chính, đặc biệt là thành phần ion giữa dịch tế bào so với môi trường bên ngoài là rất lớn. n Để duy trì thành phần ion của máu và dịch tế bào, giáp xác biển cần tiêu hao năng lượng cho quá trình điều hoà. n Duy trì bằng các yếu tố: n + Liên kết các ion vói protein của máu Nguyễn Bá Mùi 11 Nguyễn Bá Mùi ĐIỀU HOÀ Ptt CỦA GIÁP XÁC n Thiết lập cân bằng theo hiệu ứng Gibbs-Donang n + Sự vận chuyển ion tích cực n + Bài thải ion qua nước tiểu n Vai trò của các protein trong máu rất đáng kể, các portein này liên kết với các ion. Thường là các protein âm, liên kết với các ion dương n Khi đặt giáp xác biển vào môi trường pha loãng, nồng độ bên trong có thể lớn hơn bên ngoài nên mất ion qua bề mặt cơ thể, dẫn đến thay đổi thành phần ion của tế bào, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất. n Giáp xác không có khả năng điều chỉnh hoạt động trong môi trường muối pha loãng, vì vậy nếu để lâu trong môi trường muối pha loãng giáp xác sẽ bị chết. Nguyễn Bá Mùi Đối với giáp xác rộng muối n Khi môi trường bị hạ thấp nồng độ muối, giáp xác điều chỉnh bằng cách: n + Giảm tính thấm của bề mặt cơ thể n + Giảm nồng độ thẩm thấu của dịch máu n + Thay đổi nồng độ thẩm thấu của dịch tế bào n + Tăng cường cơ chế vận động tích cực n Tôm rộng muối duy trì tính ưu trương đối với môi trường pha loãng bằng cách vận chuyển tích cực các ion, các muối vào cơ thể. n Khi tính thấm lớn, mất ion càng nhiều, cường độ vận chuyển tích cực cành tăng. n Để thích ứng, giáp xác rộng muối thường giảm tính thấm bề mặt cơ thể, giảm sự mất ionà tiết kiệm năng lượng cho quá trình vận chuyển tích cực Nguyễn Bá Mùi ĐIỀU TIẾT ĐỘ pH MÁU n K/n ®Öm cña m¸u Î dù tr÷ kiÒm (NaHCO3). Khi cã axÝt: n HA + NaHCO3 ® NaA + H2CO3 n n ® dù tr÷ kiÒm tiªu hao: NaA(®Õn thËn)® Na+(gi÷ l¹i) + A-(th¶i ra) n ThËn gi÷ Na+ ®Ó kh«i phôc dù tr÷ kiÒm = 3 ph­¬ng thøc: Nguyễn Bá Mùi 12 Nguyễn Bá Mùi Ph©n tiÕt H+ th¶i ra, hÊp thu Na+ Na HCO3 Na+ -à TĐCàCO2+H2OàH2 CO3à ß- H+ NaHCO3 à HCO3 H+ H2CO3 MáuTB ống thậnNước tiểu Nguyễn Bá Mùi Chuyển muối P kiềm thành muối axit Na+ HCO3 Na+ -à TĐCàCO2+H2OàH2CO3à ß- H+ Na2HPO4 -à NaHPO4- H+ à NaH2PO4 MáuTB ống thậnNước tiểu Nguyễn Bá Mùi Tạo ra muối amôn thải ra Na HCO3 a.amin Na+ -à TĐCàCO2+H2OàH2CO3à ß- H+ NH3 + a.h/cơ ß NaCL à Cl H+ NH3 NH4 NH4CL MáuTB ống thậnNước tiểu