Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
I. Khái niệm và vai trò của bài tiết
Bài tiết là quá trình loại bỏ ra khỏi cơ thể các chất sinh ra từ quá trình chuyển hóa mà cơ thể không sử dụng, các chất độc hại và các chất dư thừa.
Nhờ có bài tiết, các chất sinh ra từ quá trình chuyển hóa, các chất độc hại, các chất dư thừa được đào thải ra khỏi cơ thể, qua đó giúp giải độc cho cơ thể và duy trì cân bằng nội môi. Nếu các chất này tích tụ lại trong cơ thể sẽ gây mất cân bằng nội môi, gây tổn thương tế bào, cơ quan, dẫn đến bệnh tật hoặc tử vong.
Các chất bài tiết như CO₂, urea, uric acid, creatinin, bilirubin,… được thải ra ngoài nhờ các cơ quan bài tiết.
Các cơ quan bài tiết chủ yếu và sản phẩm bài tiết ở người:
| Cơ quan bài tiết | Sản phẩm bài tiết chính |
|---|---|
| Phổi | CO₂ |
| Thận | Nước tiểu (gồm nước, urea, uric acid, creatinin, chất vô cơ dưới dạng ion như Na⁺, K⁺, H⁺, Ca²⁺, Cl⁻, HCO₃⁻…) |
| Da | Mồ hôi (gồm nước, một ít chất vô cơ và urea) |
| Hệ tiêu hóa | Bilirubin (được tạo ra do sự phá hủy hồng cầu già) |
Trong đó, thận là cơ quan bài tiết quan trọng nhất, thải khoảng 90% các sản phẩm bài tiết hòa tan trong máu (trừ CO₂).
Lưu ý: Tim không phải cơ quan bài tiết. Tim thuộc hệ tuần hoàn, có chức năng bơm máu, không tham gia trực tiếp vào quá trình loại bỏ các chất thải ra khỏi cơ thể.
II. Thận và chức năng tạo nước tiểu
1. Cấu tạo của thận
Ở người, hai quả thận thuộc hệ tiết niệu có chức năng lọc máu tạo nước tiểu. Mỗi thận được cấu tạo bởi khoảng một triệu đơn vị chức năng, gọi là nephron hay đơn vị thận. Các nephron tạo nên phần vỏ và phần tủy thận.
Cấu tạo hệ tiết niệu gồm: thận (nơi tạo thành nước tiểu), niệu quản (dẫn nước tiểu xuống bàng quang), bàng quang (nơi chứa nước tiểu trước khi thải ra ngoài) và niệu đạo (đưa nước tiểu ra ngoài).
Cấu tạo mỗi nephron gồm hai phần chính:
- Cầu thận: Là một búi mao mạch dày đặc, nằm bên trong nang Bowman. Máu đi vào cầu thận qua tiểu động mạch đến và đi ra qua tiểu động mạch đi.
- Ống thận: Gồm ống lượn gần, quai Henle, ống lượn xa. Xung quanh ống thận có hệ thống mao mạch bao quanh.
Mỗi ống góp thu nhận nước tiểu từ một số nephron, hấp thụ bớt nước và chuyển nước tiểu chính thức vào bể thận, sau đó qua niệu quản vào bàng quang.
2. Chức năng tạo nước tiểu của thận
Nước tiểu được tạo thành trong quá trình máu chảy qua các nephron. Mỗi ngày có khoảng 1700 – 1800 L máu chảy qua thận và tạo ra khoảng 180 L dịch lọc cầu thận (còn gọi là nước tiểu đầu). Dịch lọc cầu thận có thành phần tương tự như máu, nhưng không có tế bào máu và protein huyết tương. Nhờ quá trình tái hấp thụ chất dinh dưỡng và tiết chất thải của các tế bào ống thận và ống góp nên chỉ còn 1,5 – 2 L nước tiểu chính thức được tạo thành và thải ra ngoài mỗi ngày.
Quá trình tạo nước tiểu ở nephron gồm các giai đoạn:
| Giai đoạn | Vị trí | Nội dung chi tiết |
|---|---|---|
| (1) Lọc | Cầu thận → nang Bowman | Huyết áp đẩy nước và các chất hòa tan từ máu qua lỗ lọc của mao mạch cầu thận vào lòng nang Bowman, tạo ra dịch lọc cầu thận (nước tiểu đầu) |
| (2) Tái hấp thụ | Ống thận | Nước, các chất dinh dưỡng, các ion cần thiết như Na⁺, HCO₃⁻… trong dịch lọc được các tế bào ống thận hấp thụ trả về máu |
| (3) Tiết | Ống thận | Chất độc, một số ion dư thừa như H⁺, K⁺… được các tế bào thành ống thận tiết vào dịch lọc |
| (4) Cô đặc | Ống góp | Nước tiểu được ống góp hấp thụ bớt nước và chảy vào bể thận, qua niệu quản vào lưu trữ ở bàng quang trước khi thải ra ngoài |
Nhờ chức năng lọc máu, tái hấp thụ các chất dinh dưỡng, điều tiết lượng nước và muối hấp thụ, loại bỏ các chất độc hại và các chất dư thừa ra khỏi cơ thể nên thận có vai trò quan trọng trong việc ổn định thể tích và thành phần của thể dịch, qua đó duy trì sự sống của người và động vật.
III. Cân bằng nội môi
1. Khái niệm nội môi, cân bằng nội môi
Nội môi là môi trường bên trong cơ thể được tạo bởi máu, bạch huyết và dịch mô. Nội môi giúp tế bào thực hiện quá trình trao đổi chất.
Lưu ý: Mồ hôi là sản phẩm bài tiết ra bên ngoài cơ thể, không thuộc nội môi.
Cân bằng nội môi là trạng thái trong đó các điều kiện lí, hóa của môi trường trong cơ thể duy trì ổn định (áp suất thẩm thấu của máu trung bình 300 mOsm/L, pH máu động mạch là 7,35), đảm bảo cho các tế bào, cơ quan hoạt động bình thường.
Cân bằng nội môi là trạng thái cân bằng động, nghĩa là các chỉ số của môi trường trong cơ thể có xu hướng thay đổi và dao động xung quanh một khoảng giá trị xác định — chứ không phải giữ nguyên cố định ở một giá trị duy nhất. Sở dĩ như vậy là do ảnh hưởng từ sự thay đổi liên tục của các kích thích bên ngoài hoặc bên trong cơ thể. Ví dụ: Nồng độ glucose trong máu người luôn dao động trong khoảng 3,9 – 6,4 mmol/L (tương ứng 70 – 110 mg glucose/100 mL).
Trạng thái cân bằng nội môi được duy trì nhờ các hệ thống điều hòa cân bằng nội môi.
Mỗi hệ thống điều hòa cân bằng nội môi gồm ba thành phần:
| Thành phần | Bản chất | Chức năng |
|---|---|---|
| Bộ phận tiếp nhận kích thích | Thụ thể hoặc cơ quan thụ cảm | Tiếp nhận kích thích từ môi trường trong hoặc ngoài cơ thể, truyền thông tin về bộ phận điều khiển |
| Bộ phận điều khiển | Trung ương thần kinh hoặc tuyến nội tiết | Xử lí thông tin, chuyển tín hiệu thần kinh hoặc hormone đến bộ phận thực hiện |
| Bộ phận thực hiện (đáp ứng) | Các cơ quan như thận, gan, phổi, tim, mạch máu… | Thực hiện các đáp ứng để điều chỉnh chỉ số về mức bình thường |
Kết quả đáp ứng của bộ phận thực hiện lại gây tác động ngược trở lại bộ phận tiếp nhận kích thích. Sự tác động ngược như vậy gọi là liên hệ ngược.
Khi một bộ phận của hệ thống điều hòa cân bằng nội môi hoạt động không bình thường hoặc bị bệnh sẽ dẫn đến mất cân bằng nội môi. Ví dụ: Khi bị suy tim, lượng máu bơm lên động mạch giảm, dẫn đến huyết áp và vận tốc máu giảm.
Ví dụ minh họa về 3 bộ phận (điều hòa huyết áp):
| Bộ phận | Ví dụ cụ thể |
|---|---|
| Bộ phận tiếp nhận | Các thụ thể áp lực ở mạch máu |
| Bộ phận điều khiển | Trung khu điều hòa tim mạch ở hành não |
| Bộ phận thực hiện | Tim và hệ thống mạch máu |
2. Một số cơ quan tham gia điều hòa cân bằng nội môi
Có thể nói hầu hết các mô, cơ quan trong cơ thể đều tham gia điều hòa cân bằng nội môi, tuy nhiên thận, gan và phổi là những cơ quan quan trọng hàng đầu.
a) Vai trò của thận trong điều hòa cân bằng nội môi
Thận điều hòa cân bằng muối và nước, qua đó duy trì áp suất thẩm thấu của dịch cơ thể.
Cơ chế điều hòa áp suất thẩm thấu của thận:
Khi áp suất thẩm thấu của máu tăng (do mất nước, ăn mặn, tăng glucose máu…):
- Vùng dưới đồi kích thích tuyến yên tiết hormone ADH (hormone chống bài niệu)
- ADH tác động lên ống lượn xa và ống góp của thận → tăng tái hấp thụ nước → giảm lượng nước tiểu → tăng lượng nước trong máu
- Đồng thời gây cảm giác khát nước → uống nước → bổ sung nước cho cơ thể
- Kết quả: Áp suất thẩm thấu giảm về mức bình thường
Khi áp suất thẩm thấu giảm: Quá trình diễn ra theo chiều ngược lại — giảm tiết ADH → giảm tái hấp thụ nước → tăng lượng nước tiểu → áp suất thẩm thấu tăng về mức bình thường.
Vai trò điều hòa huyết áp: Khi huyết áp giảm hoặc thể tích máu giảm → thận tăng tiết renin → kích hoạt hệ thống renin-angiotensin-aldosterone:
- Angiotensin kích thích co động mạch tới thận → giảm lượng nước tiểu tạo thành
- Aldosterone kích thích tăng tái hấp thụ Na⁺ và nước ở ống thận → tăng thể tích máu và huyết áp
Thận còn có vai trò duy trì ổn định pH máu (khoảng 7,35 – 7,45) qua điều chỉnh tiết H⁺ vào dịch lọc và tái hấp thụ HCO₃⁻ từ dịch lọc trả về máu.
b) Vai trò của gan trong điều hòa cân bằng nội môi
Gan điều hòa nồng độ của nhiều chất hòa tan như protein, glucose,… trong huyết tương, qua đó duy trì cân bằng nội môi.
Cơ chế điều hòa nồng độ glucose trong máu:
| Tình huống | Hormone | Nguồn tiết | Cơ chế | Kết quả |
|---|---|---|---|---|
| Glucose máu tăng | Insulin | Tế bào β tuyến tụy | Kích thích tế bào cơ thể tăng nhận glucose; gan tăng nhận glucose và chuyển thành glycogen dự trữ | Glucose máu giảm xuống |
| Glucose máu giảm | Glucagon | Tế bào α tuyến tụy | Kích thích gan phân giải glycogen thành glucose đưa vào máu | Glucose máu tăng lên |
Nhờ sự phối hợp của hai hormone insulin và glucagon, nồng độ glucose trong máu luôn được duy trì ổn định trong khoảng 3,9 – 6,4 mmol/L.
c) Vai trò của phổi trong duy trì pH máu
Phổi thải CO₂ từ máu vào môi trường, qua đó duy trì pH máu. Khi CO₂ tích tụ nhiều trong máu sẽ tạo ra H₂CO₃ làm giảm pH máu. Phổi tăng cường thải CO₂ giúp pH máu không bị giảm xuống dưới mức bình thường.
Lưu ý bổ sung về cơ chế duy trì pH máu: Trong ba hệ đệm điều chỉnh pH máu, hệ đệm protein là mạnh nhất, có khả năng điều chỉnh được cả tính acid và tính base. Bên cạnh đó, hệ hô hấp (phổi) và hệ tiết niệu (thận) cũng tham gia duy trì pH máu.
IV. Vận dụng
1. Các biện pháp bảo vệ thận
Do thận là cơ quan rất quan trọng đối với sự sống của con người nhưng thận cũng là cơ quan dễ bị tổn thương nên các biện pháp bảo vệ thận phải được quan tâm đúng mức.
a) Chế độ ăn hợp lí
Chế độ ăn nhiều muối NaCl, nhiều dầu mỡ gây tăng huyết áp. Huyết áp cao kéo dài sẽ dẫn đến tổn thương và suy thận.
Ăn nhiều protein động vật tạo ra nhiều uric acid, tăng thải calcium qua nước tiểu, điều này đưa đến nguy cơ tạo ra sỏi thận.
b) Uống đủ nước
Mỗi ngày, cơ thể cần khoảng 1,5 – 2 L nước. Cơ thể cần nhiều nước hơn khi lao động trong thời tiết nắng nóng, cho con bú,… Uống đủ nước đảm bảo cho thận thải thuận lợi các chất độc hại và muối dư thừa.
- Nếu uống thừa nước → gây loãng máu, tăng áp lực thải nước qua thận, lâu ngày dẫn đến suy thận.
- Nếu uống không đủ nước → cơ thể khó thải hết các chất thải độc hại qua thận, đồng thời nồng độ các chất thải trong nước tiểu tăng lên, tạo điều kiện thuận lợi cho sỏi thận hình thành.
c) Không uống nhiều rượu, bia
Rượu, bia gây rối loạn chức năng thận, thậm chí gây tổn hại tế bào thận, nếu sử dụng trong thời gian dài sẽ làm suy giảm chức năng lọc và tái hấp thụ các chất của thận. Uống nhiều rượu, bia còn làm tim đập nhanh, huyết áp tăng, đây cũng là nguyên nhân gây tổn thương thận, suy thận.
d) Không sử dụng quá nhiều loại thuốc
Thận có chức năng lọc và bài thải thuốc ra khỏi cơ thể. Tuy nhiên, khi dùng nhiều loại thuốc, thận phải tăng cường lọc và thải thuốc, dẫn đến quá tải, sau một thời gian sẽ khiến chức năng của thận suy giảm. Một số thuốc kháng sinh, thuốc chống viêm, thuốc lợi tiểu, thuốc giảm đau,… sau một thời gian sử dụng gây suy giảm chức năng thận.
2. Một số bệnh về hệ tiết niệu và biện pháp phòng tránh
Có rất nhiều bệnh về hệ tiết niệu như suy thận, sỏi thận, viêm thận, thận nhiễm mỡ,… Hai trong số các bệnh nguy hiểm là suy thận và sỏi thận.
Suy thận là tình trạng suy giảm chức năng thận. Suy thận dẫn đến tích tụ các chất độc hại, gây rối loạn chức năng tế bào, hủy hoại tế bào, cơ quan. Nếu suy thận nặng phải chạy thận nhân tạo, ghép thận,… để duy trì sự sống.
Sỏi thận là do các chất thải trong nước tiểu kết lại với nhau và lắng đọng, lâu ngày tạo thành sỏi. Sỏi có thể từ một, hai, ba viên cho đến hàng trăm viên to nhỏ khác nhau. Tùy theo vị trí, sỏi có thể là sỏi thận, sỏi niệu quản, sỏi bàng quang, sỏi niệu đạo. Sỏi thận làm tổn thương thận, cản trở hoặc tắc đường lưu thông nước tiểu, gây ngộ độc, đau đớn, hôn mê, thậm chí tử vong.
Bảng tổng hợp nguyên nhân và biện pháp phòng tránh:
| Bệnh thận | Nguyên nhân gây bệnh chủ yếu | Biện pháp phòng tránh |
|---|---|---|
| Suy thận | Tăng huyết áp (do bệnh đái tháo đường, béo phì, mỡ máu cao, chế độ ăn nhiều NaCl, phì đại tuyến tiền liệt, sỏi thận,…); nhiễm trùng hệ tiết niệu; tác dụng phụ của một số thuốc, lạm dụng rượu bia; uống không đủ nước hằng ngày; nhịn tiểu thường xuyên | Chế độ ăn hợp lí (giảm muối, giảm dầu mỡ); uống đủ nước; không lạm dụng rượu bia và thuốc; không nhịn tiểu; kiểm tra sức khỏe định kì; điều trị triệt để các bệnh nền (đái tháo đường, cao huyết áp) |
| Sỏi thận | Ăn thức ăn nhiều muối NaCl, nhiều protein động vật trong thời gian dài; bổ sung vitamin C, calcium không đúng cách; uống không đủ nước; nhịn tiểu thường xuyên; nhiễm trùng hệ tiết niệu | Chế độ ăn cân bằng (giảm muối, giảm protein động vật); uống đủ nước hằng ngày; không nhịn tiểu; bổ sung vitamin C, calcium đúng cách; điều trị nhiễm trùng tiết niệu kịp thời |
3. Tầm quan trọng của việc xét nghiệm định kì các chỉ số sinh hóa liên quan đến cân bằng nội môi
Xét nghiệm định kì các chỉ số sinh lí, sinh hóa máu là một trong những biện pháp phát hiện sớm tình trạng mất cân bằng nội môi, qua đó đánh giá được chức năng của các cơ quan như thận, gan, tim mạch,… từ đó kịp thời điều chỉnh và chữa trị khi bệnh còn nhẹ.
Phân tích Bảng 13.2:
| Tên xét nghiệm | Chỉ số bình thường | Kết quả | Đánh giá |
|---|---|---|---|
| Glucose | 3,9 – 6,4 mmol/L | 8,2 | ❌ Cao hơn bình thường |
| Protein toàn phần | 60 – 87 g/L | 71 | ✅ Bình thường |
| Albumin | 34 – 50 g/L | 45 | ✅ Bình thường |
| Urea | 2,5 – 9,2 mmol/L | 7,9 | ✅ Bình thường |
| Uric acid | 150 – 360 µmol/L | 370 | ❌ Cao hơn bình thường |
| Creatinin | 53 – 97 µmol/L | 110 | ❌ Cao hơn bình thường |
| Bilirubin | 3,4 – 17,1 µmol/L | 9,33 | ✅ Bình thường |
| Cholesterol | 2,6 – 5,2 mmol/L | 4,8 | ✅ Bình thường |
| Triglyceride | 0,46 – 1,88 mmol/L | 1,79 | ✅ Bình thường |
| Calcium | 2,20 – 2,50 mmol/L | 2,34 | ✅ Bình thường |
| Số lượng hồng cầu | 3,9 – 5,03 triệu/100 mL | 4,09 | ✅ Bình thường |
| Huyết sắc tố | 12,0 – 15,5 g/100 mL | 12,6 | ✅ Bình thường |
| Số lượng bạch cầu | 3,5 – 10,5 nghìn/100 mL | 5,9 | ✅ Bình thường |
| Số lượng tiểu cầu | 150 – 450 nghìn/100 mL | 195 | ✅ Bình thường |
Nhận xét: Có 3 chỉ số bất thường (glucose, uric acid, creatinin đều cao hơn mức bình thường):
- Glucose = 8,2 mmol/L (cao hơn mức 3,9 – 6,4) → Có nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường, cần kiểm tra thêm HbA1c và theo dõi đường huyết.
- Uric acid = 370 µmol/L (cao hơn mức 150 – 360) → Có nguy cơ mắc bệnh gout và sỏi thận, cần điều chỉnh chế độ ăn (giảm protein động vật, nội tạng, hải sản).
- Creatinin = 110 µmol/L (cao hơn mức 53 – 97) → Có dấu hiệu suy giảm chức năng lọc của thận, cần xét nghiệm thêm mức lọc cầu thận (GFR) để đánh giá chính xác.
Người có kết quả này nên đi khám chuyên khoa, điều chỉnh chế độ ăn uống, tập luyện và theo dõi sức khỏe định kì.
Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú