Lý thuyết Sinh học 11 Bài 10: Tuần hoàn ở động vật

- Cấu tạo: Hệ tuần hoàn của động vật cấu tạo từ các bộ phận sau:

+ Dịch tuần hoàn: là máu hoặc hỗn hợp máu – dịch mô.

+ Tim: là một bơm hút và đẩy máu chảy trong hệ thống mạch máu.

+ Hệ thống mạch máu: gồm động mạch, mao mạch và tĩnh mạch. Động mạch gồm các mạch máu từ lớn đến nhỏ, có chức năng đưa máu từ tim đến các cơ quan. Tĩnh mạch gồm các mạch máu từ nhỏ đến lớn, có chức năng đưa máu từ các cơ quan về tim. Mao mạch nối động mạch nhỏ nhất với tĩnh mạch nhỏ nhất, là nơi thực hiện trao đổi chất giữa máu và tế bào cơ thể.

- Chức năng: Hệ tuần hoàn có chức năng vận chuyển các chất từ bộ phận này đến bộ phận khác, đảm bảo các hoạt động sống của cơ thể.

Hệ tuần hoàn ở động vật bao gồm các dạng sau:

1. Hệ tuần hoàn hở

- Đại diện: Hệ tuần hoàn hở có ở đa số động vật thuộc ngành Chân khớp và một số loài Thân mềm.

- Đặc điểm:

+ Tim bơm máu vào động mạch với áp lực thấp, máu chảy vào xoang cơ thể trộn lẫn với dịch mô tạo thành hỗn hợp máu – dịch mô, gọi chung là máu.

+ Máu trao đổi chất trực tiếp với tế bào cơ thể, sau đó trở về tim theo các ống góp.

+ Máu chảy trong động mạch dưới áp lực thấp nên tốc độ máu chảy chậm, tim thu hồi máu chậm.

2. Hệ tuần hoàn kín

- Đại diện: Hệ tuần hoàn kín có ở Giun đốt, một số thân mềm và động vật có xương sống.

- Đặc điểm:

+ Tim bơm máu vào động mạch với áp lực mạnh, máu chảy liên tục trong mạch kín, từ động mạch qua mao mạch, tĩnh mạch và về tim.

+Máu trao đổi chất với tế bào thông qua dịch mô.

+ Máu chảy trong động mạch dưới áp lực cao hoặc trung bình nên tốc độ máu chảy nhanh, tim thu hồi máu nhanh.

- Phân loại: Hệ tuần hoàn kín có thể là hệ tuần hoàn đơn (ở Cá xương, Cá sụn) hoặc hệ tuần hoàn kép (ở động vật có phổi như Lưỡng cư, Bò sát, Chim và Thú).

+ Hệ tuần hoàn đơn là hệ tuần hoàn chỉ có một vòng tuần hoàn, máu từ tim đi ra phải qua 2 đường mao mạch là mao mạch mang (để nhận O₂ và thải CO₂) và mao mạch mô (để trao đổi các chất với tế bào) rồi mới trở về tim.

+ Hệ tuần hoàn kép là hệ tuần hoàn có 2 vòng tuần hoàn riêng biệt là vòng tuần hoàn phổi (để nhận O₂ và thải CO₂) và vòng tuần hoàn hệ thống (để trao đổi các chất với tế bào).

1. Cấu tạo tim

- Tim người có bốn buồng (ngăn), các buồng tim nối thông với động mạch hoặc tĩnh mạch:

+ Hai tâm nhĩ (tâm nhĩ trái, tâm nhĩ phải): nằm ở trên, có kích thước nhỏ hơn, có chức năng thu nhận máu từ tĩnh mạch vào tim.

+ Hai tâm thất (tâm thất trái, tâm thất phải): nằm ở dưới, có kích thước lớn hơn, có chức năng bơm máu ra khỏi tim.

- Thành các buồng tim được cấu tạo từ các tế bào cơ tim:

+ Thành tâm nhĩ mỏng hơn thành tâm thất do tâm nhĩ co bóp tống máu xuống tâm thất, còn tâm thất có vai trò co bóp tống máu ra động mạch.

+ Tâm thất phải có thành mỏng hơn vì nhiệm vụ của tâm thất phải là đẩy máu vào động mạch phổi để máu lên phổi (vòng tuần hoàn nhỏ). Đường đi của vòng tuần hoàn nhỏ không dài lắm nên áp lực đẩy máu của tâm thất phải không lớn, chỉ khoảng 30 mmHg. Tâm thất trái có thành dày hơn vì nhiệm vụ của tâm thất trái là đẩy máu vào động mạch chủ để máu đi nuôi cơ thể (vòng tuần hoàn lớn). Đường đi của vòng tuần hoàn lớn rất dài nên áp lực đẩy máu của tâm thất trái rất lớn, khoảng 120 mmHg.

- Giữa tâm nhĩ và tâm thất, giữa tâm thất và động mạch có các van tim. Van tim giúpcho máu đi theo một chiều.

+ Van nhĩ – thất: nằm giữa tâm nhĩ và tâm thất (van 3 lá giữa nhĩ – thất phải, van 2 lá giữa nhĩ – thất trái), van này luôn mở chỉ đóng khi tâm thất co đảm bảo cho máu chảy theo một chiều từ tâm nhĩ xuống tâm thất.

+ Van động mạch: nằm giữa tâm thất và động mạch (van động mạch phổi, van động mạch chủ), van này luôn đóng chỉ mở khi tâm thất co đảm bảo cho máu chảy theo một chiều từ tâm thất phải, trái vào động mạch phổi và động mạch chủ.

2. Hoạt động của tim

a. Tính tự động của tim

- Khả năng tự co dãn của tim gọi là tính tự động của tim.

- Tim co dãn được là nhờ hệ dẫn truyền tim.

+ Cấu tạo: Hệ dẫn truyền tim gồm nút xoang nhĩ, nút nhĩ thất, bó His và mạng lưới Purkinje.

+ Hoạt động: Nút xoang nhĩ tự động phát xung điện, cứ sau một khoảng thờigian nhất định, nút xoang nhĩ lại phát xung điện. Xung điện lan ra khắp cơ tâm nhĩ và làm 2 tâm nhĩ co, tiếp đó xung điện lan đến nút nhĩ thất, bó His, rồi theo mạng lướiPurkinje lan ra khắp cơ tâm thất, làm 2 tâm thất co.

b) Chu kì hoạt động của tim (chu kì tim)

- Tim co và dãn nhịp nhàng theo chu kì. Pha co của tim gọi là tâm thu, pha dãn của tim gọi là tâm trương.

- Chu kì tim bắt đầu bằng tâm nhĩ (phải và trái) co, đẩy máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Tâm nhĩ dãn có tác dụng thu nhận máu từ tĩnh mạch chủ và tĩnh mạch phổi. Tiếp đó tâm thất (phải và trái) co, đẩy máu từ tâm thất vào động mạch phổi và động mạch chủ. Tâm thất dẫn hút máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Chu kì tim mới lại bắt đầu bằng hai tâm nhĩ co.

- Ở người trưởng thành, mỗi chu kì tim kéo dài khoảng 0,8 s, trong đó tâm nhĩ co 0,1 s, tâm thất co 0,3 s, thời gian dãn chung là 0,4s, tương ứng với 75 chu kì tim trong một phút hoặc nhịp tim là 75 nhịp/phút.

1. Cấu tạo của hệ mạch

2. Hoạt động của hệ mạch

a. Huyết áp

- Huyết áp là áp lực của máu lên thành mạch.

- Do hoạt động co dãn của tim theo chu kì nên máu được bơm vào động mạch theo từng đợt và tạo ra huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương. Huyết áp tâm thu (còn gọi là huyết áp tối đa) ứng với tâm thất co, huyết áp tâm trương (còn gọi là huyết áp tối thiểu) ứng với tâm thất dãn.

- Huyết áp của người thường được đo ở cánh tay, gọi là huyết áp động mạch.

- Trị số bình thường của huyết áp tâm thu của người trưởng thành là 110 – 120 mmHg và huyết áp tâm trương là 70 – 80 mmHg.

- Sự biến động huyết áp trong hệ thống mạch máu:

+ Trong suốt chiều dài của hệ mạch, huyết áp cao nhất ở động mạch chủ, giảm dần ở các động mạch nhỏ, mao mạch và thấp nhất ở tĩnh mạch.

- Giải thích: Tim co bóp đẩy máu vào động mạch tạo ra huyết áp, huyết áp trong hệ mạch giảm dần do ma sát giữa máu với thành mạch và ma sát giữa các phân tử máu với nhau. Do đó, quãng đường di chuyển của máu càng xa thì huyết áp càng thấp mà trong hệ mạch, máu được vận chuyển từ động mạch, mao mạch đến tĩnh mạch. Bởi vậy, giá trị huyết áp giảm dần từ động mạch, mao mạch đến tĩnh mạch.

b. Vận tốc máu

- Vận tốc máu là tốc độ máu chảy trong một giây.

- Sự biến đổi vận tốc máu trong hệ mạch:

+ Vận tốc máu cao ở động mạch lớn, giảm dần ở động mạch nhỏ, thấp nhất ở mao mạch rồi tăng dần từ tĩnh mạch nhỏ đến tĩnh mạch lớn.

+ Giải thích: Biến động vận tốc máu trong hệ mạch liên quan đến tổng tiết diện mạch máu. Vận tốc máu chảy qua hệ mạch tỉ lệ nghịch với tổng tiết diện mạch máu.

- Vận tốc máu trong hệ mạch cũngcó thể thay đổi. Ví dụ: Khi huyết áp tăng thì vận tốc máu tăng và ngược lại, khi huyết áp giảm thì vận tốc máu cũng giảm.

c. Trao đổi chất ở mao mạch

Mao mạch là nơi thực hiện sự trao đổi chất giữa máu và tế bào cơ thể nhờ các đặc điểm:

- Số lượng mao mạch rất lớn, tạo ra diện tích trao đổi chất giữa máu và tế bào cơ thể khoảng 500 – 700 m².

- Thành mao mạch cấu tạo từ một lớp tế bào biểu mô dẹt và có các lỗ nhỏ cho phép các chất đi qua.

- Hoạt động tim mạch được điều hoà bằng cơ chế thần kinh và thể dịch, qua đó điều hoà tuần hoàn máu.

+ Cơ chế thần kinh theo nguyên tắc phản xạ: Dựa trên thông tin truyền về từ thụ thể áp lực hoặc thụ thể hoá học (thụ thể O₂ và CO₂) ở xoang động mạch cảnh và gốc cung động mạch chủ, trung khu điều hoà tim mạch tăng hay giảm xung thần kinh trên dây thần kinh giao cảm hoặc đối giao cảm, qua đó ảnh hưởng đến hoạt động của tim và mạch máu.

+ Cơ chế thể dịch thực hiện nhờ các hormone.

- Ví dụ:

+ Khi huyết áp giảm, thụ thể áp lựcở xoang động mạch cảnh và gốc cungđộng mạch chủ gửi xung thần kinh về trung khu điều hoà tim mạch ở hành não. Trung khu điều hoà tim mạch tăng tần số xung thần kinh trên dây giao cảm, làm tim đập nhanh, mạnh và các mạch máu nhỏ co lại. Xung thần kinh còn theo dây giao cảm đến tuyến trên thận, làm tuyến này tăng tiết adrenalin và noradrenalinvào máu. Hai hormone này làm tim đập nhanh, mạnh và các mạch máu nhỏ co lại. Tim đập nhanh, mạnh kèm theo mạch máu co làm huyết áp tăng trở lại.

+ Ngược lại, khi huyết áp tăng cao, trung khu điều hoà tim mạch lại tăng tần số xung thần kinh trên dây đối giao cảm, làm tim giảm nhịp và làm các mạch máu ngoại vi dãn, nhờ đó huyết áp trở lại bình thường.

1. Lợi ích của luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên đối với hệ tuần hoàn

Luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên tác động đến cấu tạo và chức năng của tim và mạch máu.

a. Đối với tim

- Cơ tim phát triển, thành tim dày, buồng tim dãn rộng hơn và co mạnh hơn, dẫn đến tăng thể tích tâm thu cả khi nghỉ ngơi và khi đang luyện tập.

- Nhịp tim khi nghỉ ngơi giảm (do thể tích tâm thu tăng). Nhịp tim 75 nhịp/phút có thể giảm xuống còn 50 nhịp/ phút nhưng lưu lượng tim vẫn giữ nguyên.

- Tăng lưu lượng tim: Khi lao động nặng, lưu lượng tim của người luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên cao hơn so với người ít vận động.

b. Đối với mạch máu và máu

- Mạch máu bền hơn và tăng khả năng đàn hồi, nhờ đó tăng lưu lượng máu khi lao động nặng.

- Tăng thêm mao mạch ở cơ xương, nhờ đó tăng khả năng điều chỉnh huyết áp.

- Tăng thể tích máu, tăng số lượng hồng cầu, nhờ đó tăng khả năng cung cấp O₂.

2. Tác hại của lạm dụng rượu, bia đối với tim mạch và sức khoẻ

- Đối với hệ tuần hoàn: Rượu, bia làm tim đập nhanh, mạnh dẫn đến huyết áp tăng cao. Về lâu dài, huyết áp cao kéo dài gây suy yếu cơ tim, rối loạn nhịp tim, tổn thương mạch máu, xuất huyết não,...

- Đối với hệ thần kinh: Uống nhiều rượu, bia trong thời gian dài gây trì trệ hoạt động thần kinh, não mất đi sự linh hoạt vốn có. Người uống nhiều rượu, bia không làm chủ được bản thân, dễ nổi nóng, có những hành động không nghĩ đến hậu quả, các động tác thiếu chính xác,...

3. Bệnh về hệ tuần hoàn

- Một số bệnh về hệ tuần hoàn: thiếu máu, huyết áp cao, xơ vữa động mạch,…

- Nguyên nhân gây bệnh: Bệnh ở hệ tuần hoàn do nhiều nguyên nhân khác nhau, có bệnh do di truyền, bẩm sinh (ví dụ: bệnh hở, hẹp van tim,..), có bệnh do lối sống (ví dụ: bệnh xơ vữa mạch máu do ăn nhiều chất béo,..).

- Một số biện pháp phòng:

+ Điều tiết chế độ ăn uống đủ chất và lành mạnh: giảm đồ dầu mỡ; tăng cường các loại thực phẩm có lợi cho hệ tuần hoàn bao gồm trái cây, rau quả, các sản phẩm từ sữa, ngũ cốc nguyên hạt;…

+ Tập luyện thể dục thể thao hợp lí, thường xuyên.

+ Giữ trọng lượng cơ thể ổn định.

+ Không sử dụng thuốc lá và các chất kích thích như rượu bia.

+ Giữ tâm trạng vui vẻ, thoải mái, tránh stress.

Một số biện pháp đề phòng bệnh về máu và hệ tuần hoàn

Hệ thống hoá các đặc trưng của hệ tuần hoàn hở và hệ tuần hoàn kín qua các lớp động vật: