Thayhienedu.com chia sẽ đến các em Lý Thuyết Sinh Học 11 thống nhất 1 bộ sách trên cả nước là Kết nối tri thức với cuộc sống.
LÝ THUYẾT MÔN SINH HỌC LỚP 11
BÀI 10: TUẦN HOÀN Ở ĐỘNG
VẬT
I. KHÁI QUÁT HỆ TUẦN HOÀN
- Khái niệm: Hệ vận chuyển ở động vật được gọi là hệ tuần
hoàn.
- Cấu tạo chung của hệ tuần hoàn gồm 3 bộ phận:
+ Dịch tuần hoàn: 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 (đưa máu từ tim đến
cơ quan), mao mạch (nơi trao đổi chất giữa máu và tế bào) và tĩnh mạch (đưa máu
từ cơ quan về tim).
- Chức năng: Vận chuyển các chất (dinh dưỡng, O₂, CO₂,
chất thải, hormone,...) từ bộ phận này đến bộ phận khác, đảm bảo các hoạt động
sống của cơ thể.
Ví dụ thực tế: Khi chúng ta vô tình bị đứt tay và
thấy máu chảy ra. Máu chính là dịch tuần hoàn giúp vận chuyển khí oxy
(O₂) từ phổi và chất dinh dưỡng từ hệ tiêu hóa đi nuôi toàn bộ tế bào của cơ thể,
đồng thời mang chất thải đến thận và CO₂ đến phổi để thải ra ngoài.
II. CÁC DẠNG HỆ TUẦN HOÀN
Hệ tuần hoàn ở động vật được chia
thành các dạng chính sau:
1. Hệ tuần hoàn hở
- Đối tượng: Có ở đa số động vật thuộc ngành Chân khớp
(côn trùng, tôm, cua) và một số loài Thân mềm (ốc sên, trai).
- Đặc điểm hoạt động:
+ Tim bơm máu vào động mạch với áp lực thấp, máu chảy
vào xoang cơ thể để 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
theo các ống góp để trở về tim.
+ Tốc độ máu chảy chậm, khả năng điều hòa và phân phối
máu đến các cơ quan thấp.
Ví dụ thực tế: Ở con cào cào hoặc tôm, khi bị tổn
thương, chúng ta không thấy hệ mạch máu màu đỏ phun ra thành tia như động vật
có vú, mà chỉ thấy dịch cơ thể (máu – dịch mô) có màu trong suốt hoặc hơi xanh
chảy ra rất chậm rãi do máu chảy tự do trong xoang cơ thể dưới áp lực thấp.
2. Hệ tuần hoàn kín
- Đối tượng: Có ở Giun đốt, một số Thân mềm (mực ống, bạch
tuộc) và tất cả Động vật có xương sống.
- Đặc điểm hoạt động:
+ 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 rồi về tim).
+ Máu trao đổi chất với tế bào cơ thể một cách gián tiếp
qua thành mao mạch và dịch mô.
+ Máu chảy trong động mạch dưới áp lực cao hoặc trung
bình, tốc độ máu chảy nhanh, khả năng điều tiết lưu lượng máu đến các cơ quan rất
hiệu quả.
- Phân loại hệ tuần hoàn kín:
+ Hệ tuần hoàn đơn (ở Cá xương, Cá sụn): Chỉ có 1 vòng
tuần hoàn, máu đi qua tim 1 lần trước khi đến các cơ quan.
+ Hệ tuần hoàn kép (ở động vật có phổi như Lưỡng cư, Bò
sát, Chim và Thú): Có 2 vòng tuần hoàn (vòng tuần hoàn phổi và vòng tuần hoàn hệ
thống), máu đi qua tim 2 lần trong mỗi chu kì.
Ví dụ thực tế: Con người chúng ta sở hữu hệ tuần
hoàn kép kín hoạt động cực kỳ hiệu quả. Khi chạy bộ, tim đập nhanh đẩy máu giàu
O₂ đi trong hệ mạch kín đến các cơ đùi, cơ chân với tốc độ rất nhanh, giúp
chúng ta không bị mỏi cơ ngay lập tức và có thể duy trì vận động mạnh.
III. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA TIM
1. Cấu tạo tim
- Tim người và thú có 4 buồng: 2 buồng nhỏ ở trên là tâm
nhĩ (nhận máu từ tĩnh mạch về tim) và 2 buồng lớn ở dưới là tâm thất
(bơm máu từ tim ra động mạch).
- Thành tim được cấu tạo từ các tế bào cơ tim hoạt
động bền bỉ.
- Các van tim giúp máu chảy theo một chiều nhất định:
+ Van nhĩ thất (van 3 lá bên phải, van 2 lá bên
trái): Cho máu đi từ tâm nhĩ xuống tâm thất.
+ Van bán nguyệt (van động mạch): Cho máu đi từ tâm
thất vào động mạch.
Ví dụ thực tế: Tiếng tim đập "bùm - tặc"
mà các em nghe thấy khi áp tai vào ngực hoặc qua ống nghe y tế thực chất là tiếng
đóng của các van tim. Tiếng "bùm" trầm dài là do van nhĩ thất đóng lại
khi tâm thất co; tiếng "tặc" ngắn, sắc là do van bán nguyệt đóng lại
khi tâm thất dãn ra để ngăn máu chảy ngược.
2. Hoạt động của tim
a. Tính tự động của tim
- Khái niệm: Là khả năng co dãn tự động nhịp nhàng của
tim theo chu kì ngay cả khi bị cắt rời khỏi cơ thể (nếu được cung cấp đầy đủ chất
dinh dưỡng, O₂ và nhiệt độ thích hợp).
- Hệ dẫn truyền tim bao gồm: Nút xoang nhĩ → Nút
nhĩ thất → Bó His → Mạng lưới Purkinje.
- Cơ chế hoạt động: Nút xoang nhĩ tự động phát xung điện
→ lan khắp cơ tâm nhĩ làm 2 tâm nhĩ co → xung điện truyền đến nút nhĩ thất → bó
His → mạng lưới Purkinje làm 2 tâm thất co.
Ví dụ thực tế: Trong y học, các ca phẫu thuật ghép
tim có thể thực hiện được là nhờ tính tự động của tim. Quả tim của người hiến tặng
khi lấy ra khỏi cơ thể vẫn tiếp tục đập nhịp nhàng trong dung dịch bảo quản đặc
biệt trước khi được ghép vào cơ thể người nhận.
b. Chu kì hoạt động của tim (chu kì
tim)
- Tim co dãn nhịp nhàng theo chu kì gồm các pha co (tâm
thu) và dãn (tâm trương).
- Ở người trưởng thành khỏe mạnh, mỗi chu kì tim kéo dài
khoảng 0,8 giây (tương ứng với nhịp tim sinh lý bình thường khoảng 75 nhịp/phút)
gồm 3 pha:
+ Pha co tâm nhĩ: 0,1 giây.
+ Pha co tâm thất: 0,3 giây.
+ Pha dãn chung: 0,4 giây.
Ví dụ thực tế: Các em có bao giờ thắc mắc vì sao
tim hoạt động suốt cả cuộc đời mà không hề mệt mỏi? Bí quyết chính là ở chu kì
tim 0,8s này. Trong một chu kì, tâm nhĩ làm việc 0,1s và nghỉ ngơi 0,7s; tâm thất
làm việc 0,3s và nghỉ ngơi 0,5s. Thời gian nghỉ ngơi hợp lý xen kẽ giúp cơ tim
kịp phục hồi năng lượng và nhận đủ O₂ để tiếp tục hoạt động bền bỉ.
IV. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ MẠCH
1. Cấu tạo của hệ mạch
- Hệ mạch gồm 3 loại mạch chính xếp theo chiều máu đi: Động
mạch → Mao mạch → Tĩnh mạch.
+ Động mạch và tĩnh mạch: Có cấu tạo 3 lớp
(lớp biểu mô dẹt, lớp cơ trơn và sợi đàn hồi, lớp mô liên kết). Động mạch có
thành dày và đàn hồi tốt hơn tĩnh mạch.
+ Tĩnh mạch lớn ở chân: Có các van một chiều hướng về tim để
ngăn máu chảy ngược do trọng lực.
+ Mao mạch: Chỉ gồm một lớp tế bào biểu mô dẹt,
thành mạch rất mỏng và có nhiều lỗ nhỏ.
Ví dụ thực tế: Những người có công việc phải đứng
quá lâu hoặc ngồi một chỗ như giáo viên, nhân viên văn phòng, cảnh sát giao
thông thường rất dễ bị bệnh "suy giãn tĩnh mạch chi dưới". Nguyên
nhân là do các van một chiều trong tĩnh mạch chân bị suy yếu, không thể ngăn
máu chảy ngược lại do trọng lực, khiến máu bị ứ đọng làm phình to các tĩnh mạch
dưới da.
2. Hoạt động của hệ mạch
a. Huyết áp
- Khái niệm: Là áp lực của máu tác dụng lên thành mạch
khi tim co bóp đẩy máu vào hệ mạch.
- Phân loại:
+ Huyết áp tâm thu (huyết áp tối đa): Ứng với lúc tâm
thất co (ở người lớn bình thường khoảng 110 – 120 mmHg).
+ Huyết áp tâm trương (huyết áp tối thiểu): Ứng với lúc
tâm thất dãn (ở người lớn bình thường khoảng 70 – 80 mmHg).
- Biến động của huyết áp trong hệ mạch: Huyết áp giảm dần
trong hệ mạch từ động mạch chủ đến tĩnh mạch chủ: Động mạch chủ > Động mạch
nhỏ > Mao mạch > Tĩnh mạch nhỏ > Tĩnh mạch chủ (gần bằng 0).
Ví dụ thực tế: Khi bác sĩ kiểm tra sức khỏe và đo
huyết áp cho các em ở cánh tay, chỉ số hiện lên là 120/80 mmHg. Chỉ số 120 đại
diện cho huyết áp tối đa (tâm thu) khi tim co bóp mạnh nhất, còn chỉ số 80 đại
diện cho huyết áp tối thiểu (tâm trương) khi tim dãn ra nghỉ ngơi.
b. Vận tốc máu
- Khái niệm: Là tốc độ máu chảy trong một giây
(cm/giây).
- Biến động của vận tốc máu: Vận tốc máu tỷ lệ nghịch với
tổng tiết diện của mạch:
+ Động mạch chủ có tổng tiết diện nhỏ nhất nên vận tốc
máu chảy nhanh nhất.
+ Mao mạch có tổng tiết diện lớn nhất (gấp hàng trăm lần
động mạch chủ) nên vận tốc máu chảy chậm nhất.
+ Tĩnh mạch có tổng tiết diện nhỏ hơn mao mạch nên vận tốc
máu tăng dần trở lại.
Ví dụ thực tế: Hãy tưởng tượng hệ mạch giống như một
dòng sông. Ở khúc sông hẹp (động mạch), nước chảy cực kỳ xiết và nhanh. Nhưng
khi dòng sông đổ vào một hồ nước rộng mênh mông (hệ mao mạch gồm hàng triệu mạch
nhỏ li ti), nước chảy vô cùng chậm chạp. Vận tốc cực kỳ chậm ở mao mạch (chỉ
khoảng 0,5 mm/s) giúp các tế bào có đủ thời gian để nhận O₂ và chất dinh dưỡng
từ máu.
c. Trao đổi chất ở mao mạch
- Diễn ra qua dịch mô nhờ sự chênh lệch áp suất và nồng
độ các chất:
+ Các chất dinh dưỡng và O₂ từ máu đi qua thành mao mạch
vào dịch mô rồi vào tế bào.
+ Khí CO₂ và các chất thải từ tế bào khuếch tán vào dịch
mô rồi đi vào mao mạch để đưa đến cơ quan bài tiết.
Ví dụ thực tế: Khi bị muỗi đốt, vùng da đó thường bị
sưng đỏ và ngứa. Đó là do chất độc từ muỗi làm tăng tính thấm của thành mao mạch
tại chỗ, khiến dịch từ máu thoát ra dịch mô nhiều hơn bình thường gây sưng phù
nề cục bộ.
V. ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG TIM MẠCH
Hoạt động tim mạch được điều hòa phối
hợp chặt chẽ bởi cơ chế thần kinh và thể dịch:
- Cơ chế thần kinh: Thực hiện theo nguyên tắc phản xạ.
Khi huyết áp thay đổi, các thụ thể áp lực và thụ thể hóa học ở xoang động mạch
cảnh và cung động mạch chủ gửi thông tin về trung khu điều hòa tim mạch ở hành
não.
+ Hệ thần kinh giao cảm: Làm tim đập nhanh, mạnh và co mạch
ngoại vi (tăng huyết áp).
+ Hệ thần kinh đối giao cảm: Làm tim đập chậm, yếu và dãn mạch
(giảm huyết áp).
- Cơ chế thể dịch: Nhờ các hormone trong máu. Ví dụ:
hormone Adrenalin và Noradrenalin do tuyến tủy trên thận tiết ra
làm tim đập nhanh, mạnh, co mạch và tăng huyết áp.
- Ngoài ra, hệ tuần hoàn bạch huyết giúp hấp thụ lipid từ
ruột non và thu hồi dịch mô dư thừa về hệ tuần hoàn máu.
Ví dụ thực tế: Khi các em đang đi đường bất ngờ gặp
một chú chó dữ xông ra sủa lớn, hệ thần kinh giao cảm lập tức bị kích thích mạnh,
tuyến trên thận giải phóng lượng lớn hormone Adrenalin vào máu làm tim đập
liên hồi dồn dập, huyết áp tăng vọt. Cơ chế này giúp cơ bắp được tiếp thêm năng
lượng cực đại để sẵn sàng ứng phó (chạy thật nhanh hoặc tự vệ).
VI. ỨNG DỤNG
1. Lợi ích của luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên đối với hệ tuần hoàn
a. Đối với tim
- Giúp cơ tim phát triển, thành tim dày dặn, buồng tim
dãn rộng hợp lý dẫn đến tăng thể tích tâm thu (lượng máu bơm ra trong một nhịp).
- Nhịp tim lúc nghỉ ngơi của người tập thể thao giảm đi
đáng kể nhưng lưu lượng tim vẫn được đảm bảo, giúp tim được nghỉ ngơi nhiều
hơn.
b. Đối với mạch máu và máu
- Làm tăng độ đàn hồi của mạch máu, kích thích tăng sinh
các mao mạch ở cơ xương, giúp điều hòa huyết áp tốt hơn.
- Tăng thể tích máu và số lượng hồng cầu, nâng cao khả năng vận chuyển O₂.
Ví dụ thực tế: Các vận động viên điền kinh hoặc
bóng đá chuyên nghiệp thường có nhịp tim lúc nghỉ ngơi rất thấp, chỉ khoảng 40
– 50 nhịp/phút (so với người bình thường là 75 nhịp/phút). Dù tim đập ít hơn
nhưng mỗi nhát bóp của họ đẩy đi lượng máu rất lớn, giúp cơ thể hoạt động dẻo
dai và bền bỉ phi thường.
2. Tác hại của lạm dụng rượu, bia đối với tim mạch và sức khỏe
- Rượu, bia kích thích hệ thần kinh giao cảm làm tim đập
nhanh, mạnh đột ngột dẫn đến tăng huyết áp tức thời.
- Về lâu dài, lạm dụng rượu bia gây suy yếu cơ tim, rối
loạn nhịp tim, tổn thương mạch máu, xơ vữa động mạch và tăng nguy cơ tai biến mạch
máu não (đột quỵ).
Ví dụ thực tế: Sau khi người lớn uống rượu bia,
chúng ta thường thấy mặt họ đỏ bừng lên và than phiền tim đập thình thịch. Đó
là do chất cồn (alcohol) làm giãn các mạch máu dưới da đồng thời ép tim phải
làm việc quá tải, rất nguy hiểm đối với những người có sẵn tiền sử cao huyết
áp.
3. Bệnh về hệ tuần hoàn
- Có hai nhóm nguyên nhân chính gây bệnh tuần hoàn:
+ Bẩm sinh, di truyền: Hẹp/hở van tim, thông liên nhĩ,
thông liên thất...
+ Lối sống thiếu khoa học: Ăn quá nhiều chất béo, lười vận động
dẫn đến xơ vữa động mạch (lòng mạch bị hẹp do mảng bám cholesterol), gây tăng
huyết áp, nhồi máu cơ tim.
Ví dụ thực tế: Thói quen ăn nhiều đồ ăn nhanh, đồ chiên rán nhiều dầu mỡ (chứa nhiều cholesterol xấu) tích tụ lâu ngày sẽ tạo ra các mảng xơ cứng bám vào thành động mạch. Hiện tượng này giống như ống nước bị đóng cặn rêu bên trong, làm lòng ống bị hẹp lại khiến nước chảy khó khăn và áp lực lên thành ống tăng cao (gây cao huyết áp và nguy cơ vỡ mạch).