Cấu trúc, chức năng của cơ thể sống

Cấu trúc, chức năng của cơ thể sống Giải phẫu học là một bộ môn quan trọng của hình thái học và quan tâm đến cấu trúc và tổ chức của các hệ cơ quan trong cơ thể động vật. Đó là hệ thần kinh, hệ miễn dịch, hệ nội tiết, hệ hô hấp và hệ tuần hoàn... Hệ hô hấp Hệ hô hấp là một hệ cơ quan có chức năng trao đổi không khí diễn ra trên toàn bộ các bộ phận của cơ thể. Ở con người và các loài thú khác, các đặc điểm giải phẩu học của hệ hô hấp gồm có ống dẫn khí, phổi và hệ cơ hô hấp. Cơ quan hô hấp Cơ quan hô hấp được sử dụng bởi hầu hết, hoặc tất cả các loài Động vật để chuyển đổi loại khí cần thiết cho cuộc sống (được gọi là sự hô hấp). Những cơ quan đó tồn tại dưới nhiều hình thức như: • Da: một số thủy sinh, hay động vật sống trên mặt đất (một số loài nhện và rận , ví dụ) có thể hít thở một cách đơn giản bằng cách trao đổi khí qua bề mặt của cơ thể • Mang: nhiều thủy sinh, động vật sử dụng mang để thở. Ngay cả các động vật trên mặt đất cũng có thể làm được điều này, như với các loài mọt có thể tìm thấy được dưới những tảng đá trong sân nhà. Mang chỉ đơn giản là lớp tế bào điều chỉnh một cách cụ thể để trao đổi khí một cách phù hợp. • Mang phụ: một số loài nhện, bọ cạp, và vài loài chân khớp vẫn dùng mang phụ. Mang phụ, chủ yếu là mang được điều chỉnh cho sử dụng trên đất, trong quá trình hô hấp của chúng. Chúng là những tế bào đơn giản, với nhiều vết nhăn để tăng diện tích bề mặt • Một bộ phận trong tai: Một cơ quan thở phụ cho các loài cá thuộc họ Anabantoidei. Chủ yếu kèm theo các tế bào đan xen chằng chịt với nhau, phát triển từ một góc trong cấu trúc của mang • Khí quản: ống phát triển của nhiều loài chân khớp, có thể từ mang phụ, mà đơn giản chỉ dẫn trực tiếp vào các cơ quan thông qua các lỗ được gọi là lỗ mang, nơi mà các cơ quan nội bộ tiếp nhận với không khí. Chúng có thể rất đơn giản, như là với một số loài nhện, hoặc phức tạp hơn, kết thúc bằng một cái túi khí phức tạp, như với nhiều côn trùng. • Phổi: phổi được tạo bởi các mô cơ, các tế bào bên trong phổi thu oxy trong không khí và chuyển nó vào trong máu qua mao mạch và thải khí carbon dioxide ra. • Cơ hoành - một lớp cơ mỏng nằm ở dưới cùng của cơ quan hô hấp có trách nhiệm trong việc điều chỉnh khối lượng không khí hít thở. Hệ thần kinh Hệ thần kinh người: bộ phận trung ương được tô màu đỏ, bộ phận ngoại biên tô màu xanh. Hệ thần kinh là một hệ cơ quan phân hóa cao nhất trong cơ thể người, ở dưới dạng ống và mạng lưới đi khắp cơ thể, được cấu tạo bởi một loại mô chuyên biệt là mô thần kinh, gồm các tế bào thần kinh — nơ-ron và các tế bào thần kinh đệm (thần kinh giao). Cũng chính các nơ-ron đã tạo ra hai thành phần cơ bản của não, tủy sống và hạch thần kinh là chất xám và chất trắng. Về mặt cấu tạo, hệ thần kinh được chia ra làm 2 bộ phận là bộ phận trung ương (não, tủy sống) và bộ phận ngoại biên (các dây thần kinh, hạch thần kinh), trong đó bộ phận trung ương giữ vai trò chủ đạo. Về chức năng, hệ thần kinh được chia thành hệ thần kinh vận động (điều khiển cơ, xương) và hệ thần kinh sinh dưỡng (hệ thần kinh thực vật). Hệ thần kinh sinh dưỡng lại gồm 2 phân hệ là phân hệ giao cảm và phân hệ đối giao cảm. Hoạt động thần kinh cấp cao ở người hình thành nên nhiều phản xạ được tập quen (PXĐTQ) rất phức tạp mà không sinh vật nào có được. Vì vậy, việc "vệ sinh" hệ thần kinh có cơ sở khoa học là cần thiết để hệ thần kinh luôn đạt chất lượng hoạt động cao. Sơ lược về hệ thần kinh Nơ-ron, đơn vị cấu tạo của hệ thần kinh Một nơ-ron và cấu tạo của nó : sợi nhánh (dendrite), thân nơ-ron (soma), sợi trục (axon), bao mi-ê-lin (myelin sheath), eo răng-vi-ê (node of ranvier), xi-nap (synapse) Mỗi nơ-ron gồm một thân chứa nhân, hình sao nhiều cạnh hoặc bầu dục và các sợi. Từ thân phát đi nhiều tua (sợi) ngắn phân nhánh như cành cây gọi là sợi nhánh và một tua dài, mảnh gọi là sợi trục. Dọc sợi trục có thể có những tế bào xchoan bao bọc tạo nên bao mi-ê-lin. Sợi trục nối giữa trung ương thần kinh với các cơ quan, chúng đi chung với nhau thành từng bó gọi là dây thần kinh. Khoảng cách giữa các bao này có những đoạn ngắn gọi là eo răng-vi-ê, còn diện tích tiếp xúc giữa những nhánh nhỏ phân từ tận cùng sợi trục của nơ-ron này với sợi nhánh của nơ-ron khác hoặc cơ quan thụ cảm gọi là xi- náp. Nơ-ron có nhiều hình dạng: nơ-ron đa cực có thân nhiều sợi nhánh, nơ-ron lưỡng cực với một sợi nhánh và một sợi trục đối diện nhau; và nơ-ron đơn cực chỉ có một tua do sợi nhánh và sợi trục hợp lại mà thành. Chức năng cơ bản của nơ-ron là cảm ứng và dẫn truyền xung thần kinh dưới dạng các tín hiệu hóa học. Từ đó nơ-ron chia làm ba loại: • Nơ-ron hướng tâm (nơ-ron cảm giác) có thân nằm ngoài trung ương thần kinh dẫn xung thần kinh về trung ương thần kinh. • Nơ-ron trung gian (nơ-ron liên lạc) nằm trong trung ương thần kinh, gồm những sợi hướng tâm và li tâm, làm nhiệm vụ liên lạc. • Nơ-ron li tâm (nơ-ron vận động) có thân nằm trong trung ương thần kinh (hoặc ở hạch thần kinh sinh dưỡng), dẫn các xung li tâm từ bộ não và tủy sống đến các cơ quan phản ứng để gây ra sự vận động hoặc bài tiết. Nơ-ron là những tế bào dài nhất trong cơ thể, biệt hóa cao độ nên mất trung thể và khả năng phân chia, nhưng đổi lại nó có khả năng tái sinh phần cuối sợi trục nếu bị tổn thương. Các bộ phận của hệ thần kinh Bộ phận trung ương Bộ phận trung ương gồm có: bộ não nằm trong hộp sọ, gồm đại não (có rãnh chia thành hai bán cầu đại não), não trung gian, tiểu não và trụ não; tủy sống nằm trong ống xương sống. Phía ngoài tủy sống và bộ não có chung một màng bọc được gọi là màng não - tủy. Màng não - tủy gồm 3 lớp: màng cứng, màng nhện và màng nuôi. Màng cứng là một màng dày và dai, nằm ở ngoài cùng, có nhiệm vụ bảo vệ não, tủy sống; ở bộ não, màng cứng nằm sát với khối xương sọ, còn ở tủy sống nó nằm cách ống xương sống bởi một lớp mỡ mỏng. Màng nhện là một màng liên kết nằm ở phía trong màng cứng, sát màng nuôi. Màng này có những khoang chứa một chất dịch trong suốt gọi là dịch não - tủy; nhờ dịch não - tủy mà bộ não và tủy sống được bảo vệ khỏi những chấn thương mạnh gây hại. Trong cùng, màng nuôi cũng là một màng liên kết nhưng rất mỏng, bên trong có nhiều mạch máu đến nuôi mô thần kinh. Trong bộ não và tủy sống người ta phân biệt 2 thành phần cấu tạo chung của chúng là: chất xám và chất trắng. • Chất xám do thân và các sợi nhánh có màu nâu xám đặc trưng của các nơ-ron tạo nên. Ở bộ não, chất xám làm thành lớp vỏ não bao phía ngoài, còn ở tủy sống làm thành một dải liên tục ở phía trong, hoặc thành từng vùng rải rác (các nhân não) trong trụ não, đều là những trung khu thần kinh quan trọng. • Chất trắng do sợi trục của những nơ-ron có bao mi-ê-lin tạo nên, làm thành những đường thần kinh nối các miền của vỏ não với nhau và với các trung khu thần kinh ở các phần khác của thân não và tủy sống. Những sợi trục đi từ trong chất trắng ra khỏi bộ phận trung ương làm thành 43 dây thần kinh não - tủy. Bộ phận ngoại biên • Các dây thần kinh não - tủy: gồm 12 đôi dây thần kinh não, xuất phát từ trụ não và tỏa ra khắp các cơ quan ở mặt, cổ (riêng dây thần kinh X còn gọi là dây phế vị phân nhánh đến tận các cơ quan ở khoang ngực, khoang bụng); và 31 đôi dây thần kinh tủy xuất phất từ tủy sống phân bố ra tận các cơ quan ở thân, cổ và các chi. • Các hạch thần kinh là những khối nơ-ron nằm ngoài phần thần kinh trung ương. Tất cả các hạch thần kinh đều thuộc phần thần kinh ngoại biên của hệ thần kinh sinh dưỡng. Chúng có thể nằm ở xa hoặc ngay bên cạnh một số cơ quan. Trong số hạch này có 2 chuỗi hạch nằm hai bên cột sống và một hạch lớn nằm trong khoang bụng (gọi là hạch mặt trời). Hệ nội tiết Hệ nội tiết: 1. Tuyến tùng (épiphyse), 2. Tuyến yên (hypophyse), 3. Tuyến giáp (thyroïde), 4. Tuyến ức (thymus), 5. Tuyến thượng thận (surrénales), 6. Tuyến tụy (pancréas), 7. Buồng trứng, 8.Tinh hoàn. Hệ nội tiết là một hệ thống các tuyến không ống dẫn, với khả năng tiết các chất sinh hoá hormone theo máu chuyển đến và tạo tác động tại những cơ quan khác trong cơ thể. Những tuyến tiết chất sinh hóa theo ống dẫn gọi là ngoại tiết, điển hình là tuyến lệ, tuyến nước bọt, tuyến sữa trong vú, và các tuyến của bộ phận tiêu hoá. Sinh lý học Các tuyến nội tiết và hormone Nam và nữ Tuyến dưới đồi - Hypothalamus Tuyến yên Tuyến tùng Tuyến giáp trạng Tuyến cận giáp Tim Dạ dày và Ruột Gan Tuyến tụy Tuyến thượng thận Thận Da Mô mỡ • Leptin • Estrogen (hầu hết là estrone) Riêng nam • Tinh hoàn o Androgen (hầu hết là testosterone) Riêng nữ • Nang buồng trứng • Thể hoàng buồng trứng • Nhau (khi có thai) o Progesterone o Estrogens (hầu hết là estriol) Hệ tuần hoàn Hệ tuần hoàn của người. Màu đỏ là máu chứa ôxy, màu lam là máu đã hết ôxy. Hệ tuần hoàn là hệ cơ quan có chức năng tuần hoàn máu trong cơ thể của hầu hết các động vật. Lý do 1. Diện tích bề mặt cơ thể rất nhỏ so với thể tích cho nên sự khuyếch tán của các chất qua bề mặt cơ thể không đáp ứng được yêu cầu của cơ thể. 2. Khoảng cách bên trong rất lớn gây khó khăn cho sự khuếch tán. 3. Phần lớn bề mặt cơ thể của động vật sống trên cạn không thấm nước để giữ nước. Các cơ quan chuyên biệt như tiêu hóa, bài tiết,... có trách nhiệm khắc phục các khó khăn trên. Hệ thống tuần hoàn mang các chất từ nơi này đến nơi khác, giúp các cơ quan thực hiện tốt chức năng của chúng. Chức năng 1. Vận chuyển oxygen và chất dinh dưỡng đến các cơ quan trong cơ thể 2. Mang các chất thải của quá trình trao đổi chất đến các cơ quan bài tiết 3. Có vai trò trong hệ miễn dịch chống lại sự nhiễm khuẩn 4. Vận chuyển hormone Cơ quan 1. Dịch tuần hoàn: còn gọi là máu, dùng để vận chuyển oxygen và chất dinh dưỡng, khí O2 đến các tế bào cũng như mang chất thải từ tế bào trở về và thoát ra ngoài bằng các cơ quan bài tiết. 2. Tim: tạo sự chênh lệch về áp suất để làm cho máu lưu thông. 3. Mạch máu: dùng để vận chuyển máu. 4. Các van: đảm bảo dòng chảy của máu theo một hướng nhất định. Các dạng Hệ thống tuần hoàn mở Hệ tuần hoàn mở (có ở đa số Thân mềm, trừ mực ống và bạch tuộc có hệ tuần hoàn kín, và Chân khớp) là hệ tuần hoàn không có mạch máu. Gọi là "mở" vì máu có thể thoát ra khỏi hệ thống tuần hoàn. Máu được tim bơm vào một khoang chính gọi là "khoang máu" bao xung quanh các cơ quan, cho phép các mô trao đổi chất trực tiếp với máu. Sau đó máu quay lại tim bằng hệ thống mạch góp. Hệ thống này chỉ thích hợp với các động vật nhỏ như động vật chân đốt hoặc thân mềm. Hệ thống tuần hoàn kín Hệ thống tuần hoàn kín là hệ thống tuần hoàn ở đó máu lưu thông liên tục trong mạng lưới mạch máu. Trong hệ tuần hoàn này, máu được lưu thông dưới áp lực cao, và do đó, tốc độ chảy của máu sẽ nhanh hơn. Các tế bào của mô không tiếp xúc trực tiếp với máu nhưng tắm trong dịch mô. Dịch mô được hình thành từ máu nhờ quá trình lọc qua thành mao mạch. Ở động vật có xương sống, đa số dịch mô quay trở lại mao mạch với áp suất thấp hơn nhưng một số lại được gom lại vào một hệ thống dẫn riêng biệt gọi là các mạch bạch huyết. Chúng sẽ đem dịch mô trở lại vòng tuần hoàn với áp lực thấp hơn áp lực của dịch mô. Hệ thống tuần hoàn kiểu này hoạt động rất có hiệu quả và là nhân tố quan trọng trong quá trình tiến hóa của các loài động vật có xương sống cỡ lớn. Hệ thống tuần hoàn đơn Hệ thống tuần hoàn đơn là hệ thống tuần hoàn mà máu chỉ đi qua tim một lần trước khi đến các mô của cơ thể. Các loài cá thường có hệ thống tuần hoàn như thế này vì chúng có được đệm đỡ từ môi trường xung quanh và thân nhiệt thay đổi theo nhiệt độ môi trường. Trong hệ tuần hoàn đơn, máu từ tim đi ra dưới áp suất cao và chảy đến mang qua động mạch vào mang. Sau khi được ô-xy hóa, máu được tập trung vào động mạch ra mang, chúng gom lại để thành một mạch máu lớn duy nhất gọi là động mạch chủ lưng chảy dọc theo thân cá. Các nhánh của động mạch chủ lưng trực tiếp đi đến các cơ quan trong cơ thể. Sau khi được khử ô-xy, máu được tập trung dưới áp suất thấp vào một khoang chứa máu lớn gọi là xoang tĩnh mạch. Các xoang chứa máu có thể tích lớn, từ đó máu chảy đến tim. Hệ thống tuần hoàn kép Hệ thống tuần hoàn kép là hệ thống tuần hoàn trong đó máu sau khi được ô-xy hóa sẽ trở lại tim lần thứ hai trước khi được phân phối đến các mô trong cơ thể. Do đi qua tim hai lần nên áp lực của máu và tốc độ dòng chảy rất cao. Hệ thống tuần hoàn kép gồm hai vòng tuần hoàn nhỏ hơn là vòng tuần hoàn phổi và vòng tuần hoàn hệ thống. Lưỡng cư, Bò sát, Chim và Thú có hệ thống tuần hoàn kép như thế này. • Vòng tuần hoàn phổi: Máu sau khi bị khử ô-xy được đưa vào tâm nhĩ phải ở trong tim, từ đây máu được chuyển sang tâm thất phải và được bơm lên phổi qua động mạch phổi. Ở phổi, máu giải thoát khí CO2 và hấp thụ ô-xy rồi quay trở lại tim qua tĩnh mạch phổi. • Vòng tuần hoàn hệ thống: máu chảy dưới áp lực cao từ tâm thất trái qua động mạch chủ để phân phối đi khắp cơ thể. Sau khi trao đổi chất với các tế bào trong mô, máu trở lại tâm nhĩ phải qua tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới kết thúc vòng tuần hoàn. Hệ tiêu hóa Sơ đồ hệ tiêu hóa Hệ tiêu hóa là hệ thống các cơ quan của động vật đa bào với nhiệm vụ ăn, tiêu hóa thức ăn để tách lấy năng lượng và dinh dưỡng, và đẩy các chất thải còn lại ra ngoài. Thức ăn được vào đường tiêu hóa và trải qua sự tiêu hoá, là quá trình phân hủy những phân tử lớn thức ăn thành những phân tử nhỏ hơn. Tuy nhiên những phân tử dinh dưỡng nhỏ phải rời khỏi hệ tiêu hóa và đi vào cơ thể ngay trước khi chúng có thể được sử dụng. Điều này được hoàn thành bằng quá trình thứ hai được gọi là sự hấp thu, khi các phân tử thức ăn đi qua các màng huyết tương của ruột non vào máu. Quá trình tiêu hóa xảy ra trong đường tiêu hóa hoặc ống tiêu hoá, trải dài từ miệng đến hậu môn. Hệ tiêu hóa được chia thành từng phần, với mỗi phần thích nghi với từng chức năng riêng. Ống tiêu hóa: miệng, hầu, thực quản, dạ dày, ruột non, ruột già, trực tràng, ống hậu môn và hậu môn. Những cấu trúc phối hợp: răng, môi, má, tuyến nước bọt, tuỵ, gan và túi mật. Những phần của đường tiêu hóa có các chức năng chuyên biệt, nhưng tất cả đều được tạo bằng cùng những lớp mô cơ bản giống nhau. Thành của ống từ trong ra ngoài: niêm mạc, dưới niêm mạc, lớp cơ và lớp thanh mạc.