Mục lục bài họcĐang ở d03-b2
Transport in humans: heart, vessels and blood
Three kinds of vessel, defined by direction
| artery | vein | capillary | |
| direction | away from the heart | towards the heart | through tissues |
| wall | thick, muscular, elastic | thinner | one cell thick |
| lumen | narrow | wide | very narrow |
| valves | no | yes | no |
| pressure | high | low | falling |
An artery is defined by direction, not by the blood it carries. The pulmonary artery carries deoxygenated blood away from the heart to the lungs — it is still an artery. The pulmonary vein carries oxygenated blood back — it is still a vein. These two are the exceptions the examiner uses to test whether the definition has been learned properly.
Veins need valves because the blood in them is at low pressure and would otherwise flow backwards; the valves make sure it can only move towards the heart.
Double circulation
Blood passes through the heart twice for each complete circuit of the body:
- pulmonary circuit — heart → lungs → heart;
- systemic circuit — heart → rest of body → heart.
The advantage: blood can be re-pressurised after the lungs, so it reaches the body at high pressure and flows quickly. A single circulation (as in a fish) delivers blood to the body only after it has already lost most of its pressure in the gills.
The left ventricle has the thickest muscular wall, because it pumps blood to the whole body, against much greater resistance. The right ventricle only pumps to the lungs, which are nearby.
What blood is made of
- Red blood cells — contain haemoglobin to carry oxygen; no nucleus, leaving more room for haemoglobin; biconcave, giving a larger surface area;
- White blood cells — phagocytes engulf and digest pathogens; lymphocytes produce antibodies;
- Platelets — fragments involved in clotting;
- Plasma — the liquid, transporting dissolved food, carbon dioxide, urea, hormones and heat.
Ba loại mạch, phân biệt theo hướng.
- Động mạch — đưa máu đi khỏi tim. Thành dày, nhiều cơ và sợi đàn hồi; lòng hẹp; không có van; áp suất cao.
- Tĩnh mạch — đưa máu về tim. Thành mỏng hơn; lòng rộng; có van; áp suất thấp.
- Mao mạch — đi xuyên qua mô. Thành dày một lớp tế bào để trao đổi chất; lòng rất hẹp.
Động mạch được định nghĩa bằng hướng, không bằng loại máu nó chở. Động mạch phổi chở máu nghèo oxy đi khỏi tim tới phổi — nó vẫn là động mạch. Tĩnh mạch phổi chở máu giàu oxy về tim — nó vẫn là tĩnh mạch. Đây đúng là hai ngoại lệ mà người ra đề dùng để kiểm tra xem học viên có học đúng định nghĩa hay không.
Tĩnh mạch cần van vì máu trong đó ở áp suất thấp và sẽ chảy ngược nếu không có gì cản; van bảo đảm máu chỉ đi được về phía tim.
Tuần hoàn kép. Máu đi qua tim hai lần trong mỗi vòng tuần hoàn hoàn chỉnh:
- vòng phổi — tim → phổi → tim;
- vòng cơ thể — tim → phần còn lại của cơ thể → tim.
Ưu điểm: máu được tăng áp trở lại sau khi qua phổi, nên tới được cơ thể ở áp suất cao và chảy nhanh. Tuần hoàn đơn (như ở cá) đưa máu tới cơ thể sau khi nó đã mất phần lớn áp suất ở mang.
Tâm thất trái có thành cơ dày nhất, vì nó bơm máu đi khắp cơ thể, phải thắng sức cản lớn hơn nhiều. Tâm thất phải chỉ bơm tới phổi, ở ngay gần.
Máu gồm những gì.
- Hồng cầu — chứa hemoglobin để chở oxy; không có nhân, chừa thêm chỗ cho hemoglobin; hình đĩa lõm hai mặt, cho diện tích bề mặt lớn hơn;
- Bạch cầu — thực bào nuốt và tiêu hoá mầm bệnh; lympho bào tạo kháng thể;
- Tiểu cầu — mảnh tế bào tham gia đông máu;
- Huyết tương — phần lỏng, chở chất dinh dưỡng hoà tan, cacbon đioxit, urê, hoocmon và nhiệt.
Một học sinh viết: “Động mạch chở máu giàu oxy, tĩnh mạch chở máu nghèo oxy.” Chỉ ra vì sao câu này sai và nêu định nghĩa đúng.
Câu đó đúng với phần lớn mạch máu, nhưng nó dùng sai tiêu chí phân loại.
Định nghĩa đúng dựa vào hướng so với tim:
- động mạch đưa máu đi khỏi tim;
- tĩnh mạch đưa máu về tim.
Hai phản ví dụ trong chính cơ thể người.
Động mạch phổi chở máu nghèo oxy từ tâm thất phải tới phổi. Máu nghèo oxy, nhưng nó đi khỏi tim, nên nó là động mạch.
Tĩnh mạch phổi chở máu giàu oxy từ phổi về tâm nhĩ trái. Máu giàu oxy, nhưng nó đi về tim, nên nó là tĩnh mạch.
Vì sao định nghĩa theo hướng mới đúng về mặt cấu tạo. Đặc điểm của mỗi loại mạch bắt nguồn từ áp suất, mà áp suất lại do hướng quyết định.
Máu vừa rời tim ở áp suất cao — nên động mạch cần thành dày, nhiều cơ và đàn hồi để chịu được và để nhịp giãn ra rồi co lại đẩy máu đi tiếp.
Máu quay về tim ở áp suất thấp — nên tĩnh mạch có thành mỏng hơn, lòng rộng hơn để giảm ma sát, và cần van để máu không chảy ngược.
Động mạch phổi có đủ mọi đặc điểm cấu tạo đó, dù máu nó chở nghèo oxy — vì nó chịu đúng áp suất cao của một mạch vừa rời tim. Đó là bằng chứng cho thấy hướng, chứ không phải loại máu, mới là tiêu chí đúng.
Mô tả ba đặc điểm của hồng cầu giúp nó chở oxy hiệu quả, giải thích tác dụng của mỗi đặc điểm.
Đặc điểm một — chứa hemoglobin.
Hemoglobin là phân tử có chứa sắt, gắn thuận nghịch với oxy. Ở phổi, nơi nồng độ oxy cao, nó gắn oxy thành oxyhemoglobin. Ở mô, nơi nồng độ oxy thấp, nó nhả oxy ra.
Tính thuận nghịch mới là điểm mấu chốt: một phân tử gắn oxy quá chặt sẽ chở được nhưng không giao được.
Đặc điểm hai — không có nhân.
Hồng cầu trưởng thành mất nhân, và điều đó chừa thêm chỗ để chứa được nhiều hemoglobin hơn trong cùng một thể tích tế bào. Mỗi hồng cầu vì thế chở được nhiều oxy hơn.
Cái giá phải trả: không có nhân thì tế bào không phân chia được và không tự sửa chữa được, nên nó chỉ sống khoảng $120$ ngày rồi phải thay mới.
Đặc điểm ba — hình đĩa lõm hai mặt.
Hình dạng lõm ở cả hai mặt cho diện tích bề mặt lớn hơn so với một khối cầu cùng thể tích, nên oxy khuếch tán vào và ra nhanh hơn.
Nó còn làm mọi phân tử hemoglobin đều nằm gần bề mặt — không có phần nào bị kẹt sâu ở giữa mà oxy phải đi xa mới tới.
Ngoài ra hình dạng này giúp tế bào uốn dẻo để chui qua những mao mạch hẹp hơn cả đường kính của chính nó.
Nhận xét chung. Cả ba đặc điểm đều phục vụ đúng một mục tiêu: chở được nhiều oxy nhất và trao đổi nhanh nhất.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Transport in Plants and Animals gồm 14 câu trắc nghiệm và 3 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.