Bài học

So sánh điều hoà thần kinh và điều hoà nội tiết

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em so sánh được tốc độ, thời gian tác dụng và phạm vi ảnh hưởng của điều hoà thần kinh với điều hoà nội tiết, và giải thích được vì sao hai hệ này phối hợp với nhau trong hầu hết phản ứng của cơ thể.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài trước em đã gọi tên các tuyến nội tiết chính và hormone chúng tiết ra (same-grade bridge). Ở một bài khác trong năm học này, em cũng đã học hệ thần kinh — các dây thần kinh dẫn truyền xung thần kinh giữa não, tuỷ sống và các cơ quan (same-grade bridge). Bài này đặt hai hệ điều hoà đó cạnh nhau để so sánh.

Khởi động

Khi tay em vô tình chạm phải nồi nước sôi, em giật tay lại trong chưa đầy một giây, trước cả khi kịp nghĩ. Nhưng cảm giác đói bụng sau một buổi sáng học tập lại đến từ từ, kéo dài cả giờ chứ không bùng lên tức thời. Cùng là tín hiệu cơ thể tự gửi đi, vì sao tốc độ lại khác nhau đến vậy?

Kiến thức trọng tâm

Điều hoà thần kinh hoạt động bằng xung thần kinh, truyền dọc theo dây thần kinh với tốc độ rất nhanh — gần như tức thời. Tác dụng của nó cũng ngắn: khi xung thần kinh ngừng, phản ứng dừng lại gần như ngay lập tức, ví dụ tay em giật lại rồi thôi. Điều hoà nội tiết hoạt động bằng hormone, phải theo dòng máu di chuyển tới nơi tác động, nên chậm hơn hẳn — có thể mất vài giây tới vài giờ mới phát huy tác dụng đầy đủ. Bù lại, tác dụng của hormone kéo dài hơn nhiều, có khi tới vài giờ hoặc lâu hơn, vì hormone tiếp tục lưu hành trong máu và gắn vào tế bào đích cho tới khi bị phân giải.

Hai hệ cũng khác nhau về phạm vi tác động. Một xung thần kinh đi theo đúng một dây thần kinh, tới đúng một cơ hay một tuyến cụ thể — phạm vi rất hẹp và chính xác. Một hormone thì ngược lại: theo máu đi khắp cơ thể, nên có thể tác động đồng thời lên rất nhiều cơ quan ở nhiều vị trí khác nhau, miễn là các tế bào ở đó mang đúng thụ thể phù hợp — như insulin vừa tác động lên tế bào cơ, vừa lên tế bào mỡ, vừa lên tế bào gan cùng một lúc.

Hai cột đối lập nhưng bổ sung nhau: thần kinh nhanh và chính xác, nội tiết chậm nhưng bền và lan rộng.

Điều quan trọng nhất cần nhớ: hai hệ này không thay thế nhau mà phối hợp với nhau trong hầu hết phản ứng của cơ thể. Khi em gặp một tình huống nguy hiểm bất ngờ, hệ thần kinh phát hiện và phản ứng gần như tức thời — quay người, né tránh. Đồng thời, tín hiệu thần kinh cũng kích thích tuyến trên thận tiết adrenaline, giữ cho tim đập nhanh, cơ bắp sẵn sàng hoạt động trong nhiều phút sau đó, lâu hơn nhiều so với phản xạ ban đầu. Không có hormone duy trì, cơ thể sẽ trở lại bình thường quá nhanh để tiếp tục ứng phó nếu nguy hiểm chưa qua hẳn.

Ví dụ

Xác định hệ điều hoà chủ yếu trong hai phản ứng

1
Hai phản ứng sau của cơ thể chủ yếu do hệ điều hoà nào phụ trách: (1) rụt chân lại ngay khi giẫm phải vật nhọn; (2) đường huyết giảm dần và ổn định trở lại vài giờ sau khi vận động mạnh?
2
Phản ứng xảy ra gần như tức thời, chỉ tại một vị trí — chân — và dừng lại ngay sau đó, đúng đặc điểm của điều hoà thần kinh: nhanh, hẹp, ngắn.
3
Sự thay đổi đường huyết diễn ra chậm, kéo dài nhiều giờ và không giới hạn ở một vị trí cụ thể mà ảnh hưởng tới toàn thân — đúng đặc điểm của điều hoà nội tiết.
4
Tốc độ và phạm vi của hai phản ứng khớp chính xác với bảng so sánh vừa học, nên không cần thêm dữ kiện nào khác để xác định.
5
Vậy: phản ứng (1) do điều hoà thần kinh; phản ứng (2) do điều hoà nội tiết.

Ví dụ

Phân tích một phản ứng phối hợp cả hai hệ (dạng đề kiểm tra)

1
Một học sinh đang đi trên đường bất ngờ gặp một con chó lạ sủa dữ dội. Em ấy giật mình lùi lại ngay lập tức, sau đó tim vẫn đập nhanh và cơ thể vẫn căng thẳng suốt vài phút sau khi con chó đã đi khỏi. Giải thích vai trò của từng hệ điều hoà trong toàn bộ tình huống này.
2
Giật mình lùi lại xảy ra trong tích tắc, ngay khi mắt và tai nhận tín hiệu nguy hiểm — đây là phản ứng của hệ thần kinh, truyền tín hiệu cực nhanh tới cơ để lùi lại.
3
Tim đập nhanh kéo dài thêm nhiều phút sau khi nguy hiểm đã qua là dấu hiệu của hormone adrenaline do tuyến trên thận tiết ra, được kích hoạt bởi chính tín hiệu thần kinh ban đầu.
4
Hệ thần kinh xử lý phần phản ứng tức thời, còn hệ nội tiết duy trì trạng thái cảnh giác lâu hơn để cơ thể sẵn sàng nếu nguy hiểm quay lại — hai hệ bổ sung cho nhau, không hệ nào hoạt động một mình.
5
Vậy: phản ứng lùi lại tức thời do điều hoà thần kinh; trạng thái tim đập nhanh kéo dài sau đó do điều hoà nội tiết (adrenaline), và cả hai cùng phối hợp trong một tình huống duy nhất.

Sai lầm thường gặp

Một nhầm lẫn thường gặp là nghĩ điều hoà nội tiết ‘chậm nên kém quan trọng hơn’ điều hoà thần kinh. Thực ra tốc độ chậm hơn không có nghĩa là yếu hơn — nhiều quá trình sống còn của cơ thể, như điều hoà đường huyết hay quá trình lớn lên qua nhiều năm, buộc phải dựa vào hormone vì chúng cần duy trì tác dụng ổn định trong thời gian dài, việc mà một xung thần kinh ngắn ngủi không làm được.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Điều hoà thần kinh: nhanh, chính xác, ngắn — truyền bằng xung thần kinh qua dây thần kinh. Điều hoà nội tiết: chậm hơn, lan rộng, kéo dài — truyền bằng hormone qua máu. Hai hệ không đối lập mà phối hợp, mỗi hệ đảm nhận phần việc phù hợp với tốc độ của chính nó.

Từ bài sau, khoá học đi sâu vào những gì xảy ra khi chính hệ điều hoà nội tiết gặp trục trặc — bắt đầu bằng ví dụ rõ nhất: điều hoà đường huyết và bệnh đái tháo đường.