Bài giảng Sinh lý học chuyển hóa năng lượng

SINH LÝ HỌC CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG BS.CKI HUỲNH THỊ MINH TÂM  KHOA Y  TRƯỜNG TRUNG CẤP ÂU ViỆT MỤC TIÊU  1. Trình bày được các dạng năng lượng trong cơ thể  2. Trình bày được các nguyên nhân tiêu hao năng lượng  3. Trình bày được sự điều hòa chuyển hóa năng lượng CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Cơ thể con người không sinh ra năng lượng mà chỉ có khả năng biến đổi năng lượng  cho mọi hoạt động của cơ thể Sự biến đổi năng lượng bên trong cơ thể được gọi là chuyển hóa năng lượng. Chuyển hóa năng lượng thay đổi theo môi trường sống, tuổi , giới, sự hoạt động của cơ thể Chuyển hóa năng lượng còn thay đổi trong quá trình bệnh lý. I. CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG TRONG CƠ THỂ Hóa năng Động năng Điện năng Nhiệt năng I. Hóa năng. Là NL dự trữ trong các nguyên tử, các nhóm tế bào.có vị trí không gian nhất định trong phân tử. Năng lượng sẽ được giải phóng ra khi phân tử bị phá vở. Trong cơ thể hóa năng tồn tại dưới nhiều hình thức: Các hình thức tồn tại hóa năng trong cơ thể Hóa năng của các chất tạo hình: glycogen, lipid (các chất dự trữ) Hóa năng của các chất bảo đảm cho hoạt động của cơ thể. Hóa năng của các chất giàu năng lượng: creatin phosphat, ATP (adenosintriphosphat), 2. Động năng Động năng là NL của sự chuyển động: Sự chuyển động của máu trong hệ tuần hoàn Vận chuyển của khí trong đưỡng dẫn khí Chuyển động thức ăn trong ống tiêu hóa Sự chuyển động của vật chất qua màng tế bào,v.v  Không có động năng thì cơ thể không tồn tại được. 3. Điện năng Không có điện năng thì cơ thể không tồn tại được. Điện năng làm cho hưng phấn dẫn chuyền ra toàn bộ tế bào, đảm bảo cho hoạt dộng tế bào Điện năng là năng lượng của sự chuyển động thành dòng của các điện tử, ion trong cơ thể 4.Nhiệt năng Nhiệt năng sinh ra do sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử cấu tạo của vật chất và tồn tại trong toàn bộ cơ thể 4. Nhiệt năng Nhiệt năng bảo đảm cho cơ thể có một nhiệt độ cần thiết cho các phản ứng hóa học diễn ra thuận lợi Nhiệt năng luôn được sinh ra khiến cho thân nhiệt có xu hướng tăng lên. Khi nhiệt độ vượt quá 42 độ các protein, men bị biến tính  cơ thể không tồn tại được. Do vậy nhiệt năng là năng lượng luôn luôn phải được thải khỏi cơ thể Trong mọi hoạt động sống cơ thể luôn luôn tiêu hao NL mà NL thì không thể sinh ra thêm được Do vậy để bù đấp NL tiêu hao  cơ thể phải thường xuyên thu nhận NL từ môi trường bên ngoài. Dạng LN mà cơ thể thu nhận được là hóa năng của thức ăn  biến đổi nó thành những dạng cần thiết cho sự tồn tại của cơ thể. II. Năng lượng vào cơ thể NL vào cơ thể chủ yếu là hóa năng của thức ăn. Tất cả những loại thức ăn đều chứa các chất dinh dưỡng: Protid, lipid, glucid, muối vô cơ và nước. Chỉ có ba chất cung cấp năng lượng cho cơ thể: Protid, lipid, glucid  là những chất sinh năng lượng. Giá trị năng lượng của mỗi loại thức ăn phụ thuộc và hàm lượng của ba chất sinh năng lương: P. L, G Giá trị năng lượng của một số loại thức ăn thườnh gặp:  dầu mỡ: 900 kcl/100g /  Gạo: 350 kcl /100g  Thịt, cá : 100 – 200 kcl /100 g  Rau, trái cây: < 100 kcl /100 g III. Chuyển hóa năng lượng trong cơ thể diễn ra trong các tế bào trong cơ thể Hóa năng của thức ăn được hấp thu ở ống tiêu hóa,  nhờ hệ thống tuần hoàn đưa đến từng tế bào. Ở tế bào hóa năng của thức ăn dùng cho tổng hợp các chất tạo hình, thay thế các chất đã bi têu hao, tổng hợp các chất dự trữ cho tế bào. IV. Các nguyên nhân tiêu hao năng lượng 1. Tiêu hao năng lượng do sự duy trì cơ thể 2. Tiêu hao năng lượng cho sự phát triển cơ thể 3. Tiêu hao năng lượng cho sinh sản 4.1. Tiêu hao năng lượng cho sự duy trì cơ thể. Là NL cần thiết cho thể tồn tại bình thường, không thay đổi trọng lượng, không sinh sản, bao gồm: a. Chuyển hóa cơ sở b. Vận cơ c. Tiêu hao năng lượng do điều nhiệt d. Tiêu hao năng lượng do tiêu hóa a. Chuyển hóa cơ sở. CHCS là mức chuyển hóa năng lượng trong điều kiện cơ sở Điều kiện cơ sở là điều kiện: không vận cơ, không tiêu hóa, không điều nhiệt. CHCS là nguyên nhân tiêu hao nhiều NL nhất  tiêu hao 2200kcl thì riêng CHCS đã tiêu hao 1400 kcl. Các yếu tố ảnh hưởng đến CHCS +Tuổi: tuổi càng cao CHCS càng giảm +Giới: cùng độ tuổi nam CHCS > hơn nữ +Nhịp ngày đêm: cao nhất 13 – 16 giờ, thấp nhất từ 1 – 4 giờ +Phụ nữ mang thai hay giữa chu kỳ kinh nguyệt CHCS > bình thường +Bệnh lý: sốt cao, ưu năng tuyến thượng thận CHCS tăng; CHCS giảm trong nhược năng tuyến giáp, trong SDD. b. Vận cơ Trong vận cơ hóa năng tích lũy trong cơ bị tiêu hao:  25% chuyển thành công cơ học;  75% tỏa ra dưới dạng nhiệt. Vận cơ cần thiết để vận động cơ thể. Để giữ cơ thể ở những tư thế nhất định. Các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hao NL trong vận cơ Cường độ vận cơ: cường độ vận cơ càng lớn thì tiêu hao NL càng cao Tư thế trong vận cơ: tư thế càng dễ chịu thì số cơ tham gia vận động càng ít. Mức độ thông thạo: càng thông thạo thì tiêu hao NL càng ít. c. Tiêu hao năng lượng do điều nhiệt Điều nhiệt là hoạt động để giữ cho thân nhiệt không thay đổi nhiều, trong khi đó nhiệt độ môi trường bên ngoài giao động một khoảng rộng. Trong môi trường lạnh, tiêu hao năng lượng phải tăng lên để bù lại lượng nhiệt đã mất đi ra môi trường xung quanh Trong môi trường nóng. lúc đầu tiêu hao năng lượng tăng lên do hoạt động của bộ máy điều nhiệt, sau đó tiêu hao năng lượng lại giảm đi do giảm quá trình chuyển hóa trong môi trường sống. d. Tiêu hao năng lượng do tiêu hóa Ăn để cung cấp năng lượng cho cơ thể, nhưng bản thân việc ăn lại làm tiêu hao NL của cơ thể tăng. Việc chuyển hóa các sản phẩn tiêu hóa đã được hấp thu cũng làm tiêu hao NL tăng lên được gọi là tác dụng động lực đặc hiệu của thức ăn.  Tác dụng động lực đặc hiệu tính bằng tỷ lệ phần trăm của mức tăng tiêu hao NL so với tiêu hao trước khi ăn. Tác dụng động lực của thức ăn thay đổi theo từng chất dinh dưỡng: Protid làm THNL tăng lên 30%, Lipid tăng 14%, Glucid tăng 6% 2. Tiêu hao năng lượng cho sự phát triển cơ thể PTCT là đặc điểm của tuổi chưa trưởng thành Ở thời kỳ này cơ thể tăng tổng hợp các chất tạo hình và dự trữ, làm tăng khối lượng và kích thước tế bào Do vậy cần phải biến đổi một phần hóa năng của thức ăn thành hóa năng của các chất tạo hình và dự trữ. Để tăng 1g trọng lượng cần cung cấp 5 kcal. Ở tuổi trưởng thành cũng có phát triển trọng lượng như hồi phục sau khi bệnh, thời kỳ rèn luyện thân thể. Trong những trường hợp không tăng trọng lượng cũng cần có năng lượng bổ sung cho những mô đổi mới như: các tế bào máu, da, niêm mạc ruột. 3. Tiêu hao năng lượng cho sinh sản Trong thời kỳ mang thai cơ thể người mẹ phải tiêu hao năng lượng để tạo hình thai nhi. Cơ thể người mẹ phải tiêu hao năng lượng để tăng khối lượng máu tuần hoàn’ Tăng khối lượng các cơ quan của mẹ nhất là chất dự trữ để bài tiết sữa sau đẻ. V. Điều hòa chuyển hóa năng lượng  1. Điều hòa chuyển hóa năng lượng ở mức tế bào. Ở mức tế bào, yếu tố điều hòa là nồng độ ADP. Nồng độ ADP (adenosin diphosphat) tăng trong tế bào làm tăng phản ứng sinh năng lượng và ngược lại Kết quả trong tế bào nồng độ ATP được duy trì ở mức nhất định đảm bảo cho tế bào hoạt động bình thường. 2. Điều hòa chuyển hóa năng lượng ở mức cơ thể. Trong cơ thể điều hòa CHNL được điều hòa bằng cơ chế thần kinh và thể dịch (điều hòa bằng các hormon) • b. Điều hòa CHNL bằng cơ chế thần kinh. Khi kích thích TK giao cảm làm tăng chuyển hóa năng lượng. • c. Điều hòa CHNL bằng cơ chế thể dịch b.Điều hòa chuyển năng lượng bằng cơ chế thể dịch Hormon tuyến giáp T3,T4 làm tăng chuyển hóa năng lượng (CHNL). Hormon tủy thượng thận: adrenalin, noradrenalinlàm tăng CHNL Hormon tuyến tụy làm tăng CHNL Hormon sinh dục làm tăng tích lũy năng lượng cho cơ thể. Bằng cơ chế điều hòa chuyển hóa năng lượng:  bình thường năng lượng ăn vào luôn bằng năng lượng đã tiêu hao  Ví dụ: trong một năm ở người trưởng thành ăn khoảng 1 tấn thức ăn nhưng trọng lượng thay đổi quá nhỏ (bt không thay đổi quá 1kg). Khi rối loạn điều hòa CHNL sẽ xuất hiện các bệnh chuyển hóa: bệnh tuyến giáp, bệnh tuyến tụy, TỰ LƯỢNG GIÁ A. CÂU HỎI ĐÚNG/SAI 1. Các dạng năng lượng trong cơ thể A. ATP, creatinin phosphat cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động cơ thể. B. Động năng gặp ở khắp mọi nơi trong cơ thể C. Nhiệt năng luôn luôn phải được thải ra ngoài. D. Điện năng bảo đảm cho mọi hoạt động tế bào 2. Chuyển hóa cơ sở A. Là mức tiêu hao năng lượng ở điều kiện cơ sở. B. Điều kiện cơ sở là không vận cơ không tiêu hóa C. Là nguyên nhân tiêu hao nhiều năng lượng ít nhất D. Là năng lượng duy trì cho sự phát triển cơ thể 3. Tiêu hao năng lượng do vận cơ A. Có 75% năng lượng tiêu hao chuyển thành công cơ học B. Có 25% năng lượng tiêu hao chuyển thành nhiệt C. Cường độ vận cơ càng lớn thì tiêu hao năng lượng càng ít. D. Càng thành thạo công việc tiêu hao năng lượng càng ít. B. CHỌN CÂU TRẢ LỜI ĐÚNG NHẤT 5. Các chất cung cấp năng lượng là A. Protid, Glucid B. Lipid C. Viatamin D. Cả A và B. E. Cả A, b và C 6. Chuyển hóa năng lượng trong cơ thể bao gồm: A. Tổng hợp nên các chất tạo hình B. Tổng hợp nên các chất dự trữ C. Oxy hóa các chất cho năng lượng D. Cả A, B và C. E. Cả A và B. 7. Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển hóa cơ sở A. Tuổi càng cao CHCS càng giảm B. Chuyển hóa cơ sở ớ nam lớn hơn nữ C. CHCS ngày cao hơn đêm D. Cả A và B E. Cả A, B và C.