Đề tài Nghiên cứu chế độ dinh dưỡng cho người ăn chay

yếu tố đa lượng là Ca (1,5%), P (L%), Mg (0,05%), K (0,35%), Na (0,15%) ; Các yếu tố vi lượng là I, F, Cu, Co, Mn, Zn... còn gọi là yếu tố vết. Lượng tro của một người trưởng thành khoảng 2 kg tương đương 4% trọng lượng cơ thể. Khoảng một nửa đường chất khoáng đó là yếu tố tạo hình của các tổ chức xương và tổ chức mềm, phần còn lại nằm trong các dịch thể. Hàm lượng các chất khoáng trong các mô không giống nhau. Xương chứa nhiều chất khoáng nhất còn da và mô mỡ chỉ chiếm dưới 0,7%. Một số chất khoáng nằm trong các liên kết hữu cơ như iot trong tyroxin, sắt trong hemoglobin, còn phần lớn các ở dạng muối. Nhiều loại muối này hòa tan trong nước như natri clond, canxi clond, nhiều loại khác rất ít tan. Quan trọng nhất là các canxi photphat, magiê photphat của xương . 2.5.1. Vai trò dinh dưỡng của các chất khoáng. Vai trò dinh dưỡng của các chất khoáng trong cơ thể rất đa dạng và phong phú: Các muối photphat và cacbonat của canxi, ma giê là thành phần cấu tạo xương,răng, đặc biệt cần thiết ở trẻ em, phụ nữ nuôi con bằng sữa. Khi thiếu canxi, xương trở nên xốp, mô liên kết biến đổi. Quá trình này xảy ra ở trẻ em làm xương bị mềm, biến dạng (còi xương). Những thay đổi này trở nên nghiêm trọng khi kèm theo thiếu vitamin D. Ngoài ra, canxi còn tham gia điều hòa quá trình đông máu và giảm tính kích thích thần kinh cơ. Chuyển hóa canxi liên quan chặt chê với chuyển hóa photpho, ngoài việc tạo xương, photpho còn tham gia tạo các tổ chức mềm (não, cơ ). Photpho là thành phần của một số men quan trọng tham gia chuyển hóa protein, lipit, gluxit, hô hấp tế bào và mô, các chức phận của cơ và thần kinh. Ðể đốt cháy các chất hữu cơ trong cơ thể mọt phân tử hữu cơ đều phải qua giai đoạn liên kết với photpho (ATP). Ðể duy trì độ ph tương đối hằng định của nội môi, cần có sự tham gia của chất khoáng đặc biệt là các muối photphat, ka li, natri. Ðể duy trì cân bằng áp lực thẩm thấu giữa khu vực trong và ngoài tế bào, cần có sự tham gia của chất khoáng, quan trọng nhất là Nacl và kcl. Na tri còn tham gia vào điều hòa chuyển hóa nước, có ảnh hưởng tới khả năng giữ nước của các protein-keo. Ðậm độ Na+ thay đổi dẫn đến cơ thể mất nước hay giữ nước. Một số chất khoáng tham gia thành phần một số hợp chất hữu cơ có vai trò đặc biệt. Sắt với hemoglobin và nhiều men oxy hóa trong hô hấp tế bào, thiếu sắt gáy thiếu máu. Iot với tiroxin là hormon của tuyến giáp trạng, thiếu Iot là nguyên nhân bệnh bướu cổ địa phương. Cu, Co là các chất tham gia vào quá trình tạo máu. Hiện nay vai trò của chất khoáng nhất là các vi yếu tố còn chưa được biết đầy đủ 2.5.2. Nguồn chất khoáng trong thực phẩm: Các chất khoáng phân phối không đều trong thức ăn. Các thực phẩm trong đó tổng lượng các ion K+, Na+, Ca++, Mg++ chiếm ưu thế được coi là nguồn các yếu tố kiềm. Thuộc loại này gồm có phần lớn rau lá, rau củ, quả tươi sữa và chế phẩm của các thực phẩm này. còn các nguyên tố có hàm lượng rất nhỏ gọi là các nguyên tố vi lượng (mangan, coban, đồng, kẽm, brom, iod, clo, flor, arsenic,...) 2.5.2.1 Khoáng đa lượng: Natri Natri được thu nhận vào cơ thể chủ yếu dưới dạng muối NaCl. Thường mỗi ngày có khoảng 4-5g natri, tương ứng với 10-12,5g muối ăn được đưa vào cơ thể. Trong trường hợp natri vào cơ thể ít, dưới 2-2,5g/ngày, thì trong vài ngày đầu có sự cân bằng natri âm, nhưng sau đó lượng natri thải ra khỏi cơ thể giảm xuống và cân bằng natri được lập lại. Đưa nhiều muối natri vào cơ thể không có lợi. Ở trẻ em trong trường hợp này thân nhiệt bị tăng lên, được gọi là sốt muối. Natri được đào thải ra ngoài cơ thể chủ yếu là theo nước tiểu (bằng 45% natri được nhận vào). Natri đào thải theo mồ hôi không nhiều. Tuy nhiên khi nhiệt độ môi trường xung quanh tăng lên, thì lượng natri mất theo mồ hôi rất lớn. Do đó, khi nhiệt độ môi trường xung quanh cao, nên sử dụng dung dịch NaCl ưu trương để giảm tiết mồ hôi và giảm mất nước cho cơ thể. Kali Kali được đưa vào cơ thể hằng ngày khoảng 2-3g, chủ yếu là theo thức ăn. Nếu trong khẩu phần ăn có sản phẩm là thực vật, đặc biệt là khoai tây, thì lượng kali đưa vào cơ thể sẽ rất lớn. Giảm kali trong máu (hypokaliemia) có thể xảy ra do tác dụng của thuốc (kali thải nhiều theo nước tiểu) gây rối loạn chức năng của cơ tim. Canxi Calci có ảnh hưởnglên nhiều phản ứng enzym. Canxi có vai trò quan trọng trong quá trình đông máu và trong hoạt động của cơ, hệ thần kinh. Mỗi ngày người lớn cần khoảng 0,6-0,8g canci. Tuy nhiên, lượng canxi trong thức ăn phải lớn hơn nhiều, vì các muối canxi rất khó hấp thu qua đường ruột. Do đó, mỗi ngày trong thức ăn cần có khoảng 3-4g canxi. Trong thời gian thai phát triển nhu cầu canxi rất lớn, do đó, có thể hiểu tại sao cơ thể người mẹ mang thai cần rất nhiều canxi. Canxi cần cho sự tạo xương. Trong xương Canxi ở dưới dạng muối kép Ca3(PO4)2.CaCO3. Để canxi có thể tạo xương cần có đủ lượng phospho. Tỷ lệ tối ưu giữa Ca và phospho là 1:1,5. Tỷ lệ này có trong sữa. Hàm lượng canxi trong xương cao gấp 1000 lần so với canxi trong huyết tương. Xương là kho dự trữ canxi trong cơ thể. Đặc điểm của canxi trong kho này là luôn được đổi mới, do cấu trúc xương luôn được xây dựng lại và có sự tạo xương mới. Trong xương có hai nhóm tế bào: huỷ cốt bào (osteoclast) và tạo cốt bào (osteoblast). Huỷ cốt bào phá huỷ xương và giải phóng canxi từ xương vào máu. Tạo cốt bào sử dụng canxi từ máu chuyển đến để tạo xương mới thay cho xương bị huỷ hoại. Như vậy, trong cơ thể luôn có sự trao đổi canxi giữa xương và máu. Sắt Sắt của cơ thể ở dưới dạng các hợp chất hữu cơ khác nhau. Chỉ có một ít sắt ở dạng ion. Sắt nằm trong thành phần của hemoglobin và myoglobin, cũng như thành phần của các enzym catalase, peroxydase và cytochrom. Các hợp chất khác có sắt là transferrin – protein mang sắt trong dòng máu và ferritin – protein nằm trong gan và lách. Sắt trong ferritin là nguồn để tổng hợp Hem. Sắt được hấp thu chủ yếu ở phần trên của tá tràng. Nhu cầu sắt hàng ngày ở người lớn là 10-30mg. Nhu cầu sắt ở cơ thể đang phát triển và ở phụ nữ có thai càng lớn hơn nhiều. Clo Clo được đưa vào cơ thể chủ yếu dưới dạng muối NaCl. Khi cơ thể nhận nhiều muối ăn, clo sẽ được dự trữ dưới da. Clo được đào thải khỏi cơ thể theo nước tiểu, phân và một ít theo mồ hôi. Clo đào thải theo mồ hôi nhiều hơn khi nhiệt độ môi trường xung quanh cao. Phospho Phospho tham gia vào quá trình chuyển hoá nhiều chất hữu cơ khác nhau. Vai trò của quá trình phosphoryl hoá trong chuyển hoá glucid và quá trình hoá học co cơ rất lớn. Phospho có trong thành phần của các hợp chất giàu năng lượng (ATP, creatinphosphat) – các chất có vai trò quan trọng trong hoá động học và hoạt động của cơ thể. Phospho được hấp thu dưới dạng muối natri và kali và được đào thải bởi thận và ruột. Nhu cầu hàng ngày về phospho là 1-2g. Phần lớn phospho vào cơ thể được phân bố ở mô xương và mô cơ. 2.5.5.2 Các nguyên tố vi lượng Các nguyên tố vi lượng phân bố không đều trong các cơ quan: coban tập trung trong gan; đồng tập trung trong gan và tuỷ xương; chrom, mangan, brom có nhiều trong tuyến yên; kẽm tập trung chủ yếu trong các tuyến sinh dục, tuyến yên và tuyến tuỵ; nicken tập trung trong tuyến tuỵ; cadmi – trong thận; stronti – trong xương. Các nguyên tố vi lượng nằm trong thành phần các enzym, hormon, vitamin và có vai trò tăng cường tác dụng của các chất này. Kẽm có trong enzym chuyển hoá protein và trong carboanhydrase. Sắt có trong các enzym hô hấp, chrom trong trypsin. Coban hoạt hoá enzym của cơ: mangan hoạt hoá phosphatase của máu và của mô. Trong hormon tuyến giáp có iod, trong hormon tuyến tuỵ có kẽm, trong tuyến yên có brom. Vitamin B12 có chứa coban. Mangan hoạt hoá vitamin B1; đồng hoạt hóa vitamin A, các vitamin nhóm B, vitamin C, E, PP. Tăng lượng đồng trong thức ăn có tác dụng tăng lượng vitamin B1. Các nguyên tố vi lượng có ý nghĩa thực tiễn rất lớn. Ví dụ: coban cần cho sự phát triển của thai, cho sự tạo máu. Coban tăng sản phẩm thịt và lông của các loại gia súc. Đồng tham gia vào quá trình hấp thu ở ruột, ảnh hưởng đến sự sinh sản của động vật. Lượng coban, đồng và kẽm có nhiều trong khoai tây, cải bắp, củ cải, cà rốt, lòng đỏ trứng gà, gan, thịt bò, cá. Trong ngũ gia bì có nhiều mangan, trong quả mơ có nhiều đồng. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong thức ăn động vật và thực vật khác nhau và không đầy đủ. Do đó, cần bổ sung các nguyên tố vi lượng vào thức ăn và vào nước uống. Các chất khoáng bao gồm các nguyên tố đa lượng và vi lượng bị đào thải ra khỏi cơ thể theo nước tiểu, mồ hôi. Sự mất mát này cần được bù đắp bằng thức ăn và nước uống. 2.6. Nước Nước là thành phần cơ bản của tất cả các tổ chức và dịch thể. Mọi quá trình chuyển hóa trong tế bào và mô chỉ xây ra bình thường khi đủ nước. Người ta có thể nhịn ăn để sống 3-4 tuần nếu mỗi ngày tiêu thụ 300-400 ml nước nhưng sẽ chết trong vòng 4-5 ngày nếu không được uống nước. Nguồn nước cho cơ thể là ăn, uống và sản phẩm của quá trình chuyển hóa protein, lipit, gluxit trong cơ thể. Cơ thể mất nước qua da một ngày trung bình 0,5-0,8 lít nước, khi trời nóng có thể tới 10 lít, qua phổi 0,5 lít, qua thận 1,2-1,5 lít và qua ống tiêu hóa 0,15 lít, khi ỉa chảy có thể tới mấy lít. Cân bằng nước ở người trưởng thành. Nguồn nước vào Số lượng Nguồn nước ra Số lượng Ăn 1000 Phổi 550 Uống 1500 Da 600 Chuyển hoá 300 Nước tiểu 1500 Phân 150 Tổng cộng 2800 2800 Nước trong cơ thể ở dưới ba dạng: nước tự do trong dịch ngoài và trong tế bào, nước liên kết nằm trong thành phần các chất keo (colloid) và nước cấu trúc hay nước trong phân tử, nằm trong thành phần các phân tử protein, lipid, glucid và được giải phóng khi các chất này bị oxy hoá. Lượng nước tự do và nước liên kết có thể xác định bằng cách đưa vào dòng máu chất D2O (nước được đánh dấu). Phần lớn nước ở trong tế bào (71%), ngoài tế bào chỉ khoảng 19%, trong dòng máu lưu chung trong cơ thể. Trao đổi nước diễn ra chủ yếu trong ống tiêu hoá. Người trưởng thành mỗi ngày cần 2,5-3 lít nước (trong nước uống và thức ăn). Mỗi ngày cơ thể cũng mất chừng ấy nước. Nếu nhiệt độ môi trường xung quanh bằng nhiệt độ cơ thể, thì mỗi ngày người lớn mất đến khoảng 4,5 lít nước. Trung bình người lớn mỗi ngày thải ra ngoài theo nước tiểu gần 1,5 lít nước, theo phân 100-200ml, qua da 500ml và qua phổi 350-400ml nước. Trao đổi nước liên quan với trao đổi chất khoáng. Đưa dung dịch muối ưu trương vào cơ thể sẽ gây tăng đào thải nước theo nước tiểu. Giảm bài xuất natri khỏi cơ thể làm giảm đào thải nước. CHƯƠNG 3 . QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 3.1 Ý nghĩa của chuyển hóa Cơ thể sống luôn gắn liền với những môi trường xung quanh để nhận lấy từ môi trường xung quanh các chất vô cơ và hữu cơ, cũng như thải ra môi trường những chất không cần thiết. Như vậy, cơ thể luôn luôn ở trạng thái trao đổi một cách liên tục với môi trường xung quanh nó . Trong quá trình trao đổi chất có hai quá trình đối ngược nhau và gắn liền nhau, là các quá trình đồng hóa và dị hóa. Biểu hiện của quá trình đồng hóa là sự làm mới lạ, tái tạo lại và xây dựng lại tất cả các mô của cơ thể. Còn biểu hiện của quá trình dị hóa là sự oxy hóa, chuyển hóa các hợp chất hữu cơ phức tạp để sản ra năng lượng cần thiết cho sự duy trì thân nhiệt, cho sự hoạt động của các cơ, cho sự tổng hợp các chất khác nhau và cho các quá trình bài tiết, nội tiết… Để thực hiện quá trình xây dựng, nhằm phục hồi lại các vật chất sống cũng như để bù lại sự tiêu hao năng lượng cho mọi biểu hiện của hoạt động sống, cơ thể cần nhận được các chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid. Cơ thể cũng cần cảm nhận các loại sinh tố để sử dụng cho quá trình tổng hợp các enzym và các chất có hoạt tính sinh học khác. Ngoài ra trong thành phần của cơ thể còn có cả nước và các chất khoáng. Nước chiếm đến 65 – 75% khối lượng của toàn cơ thể. Nước là dung môi của một lớn các số chất. Nước còn đóng vai trò cơ bản trong quá trình điều hòa thân nhiệt của cơ thể. Các chất khoáng, tuy số lượng ít nhưng vai trò của chúng cần thiết cho sự sống không kém so với các chất hữu cơ. Các chất khoáng cùng với nước được liên tục bài xuất qua da, phổi, thận và ruột. Do đó, chúng cũng phải được bù đắp lại cho cơ thể theo thức ăn và nước uống. Các quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể đều gắn liền với quá trình chuyển hóa năng lượng hóa học thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng và điện năng. Đặc điểm chung của quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng là sự có mặt của quá trình oxy hóa khử. Trong đó diễn ra sự chuyển hóa các chất giàu năng lượng thành các chất dự trữ năng lượng kém hơn và kèm theo là sự giải phóng một dạng năng lượng nào đó. 3.2 Chuyển hóa vật chất 3.2.1 Chuyển hóa glucid 3.2.1.1 Ý nghĩa của glucid trong cơ thể Glucid là hợp chất hữu cơ được cấu tạo từ carbon, hydro và oxy. Glucid chiếm khoảng 20% trọng lượng khô của cơ thể. Nhu cầu ngày đêm trung bình đối với người trưởng thành là 500g, trong lao động cơ nặng nhọc 700 – 1000g. Lượng glucid chiếm khoảng 60% theo khối lượng và 56% theo năng lượng thức ăn được cơ thể nhận được trong một ngày. Hàm lượng glucose trong máu dao động ở mức 80 – 100mg%. Trong trường hợp hàm lượng glucose trong máu giảm xuống dưới 40mg% cơ thể sẽ bị co giật, hôn mê, mất ý thức… Điều này nói lên nhu cầu của glucid đối với cơ thể, đặc biệt đối với hệ thần kinh trung ương. Sau khi được hấp thu qua niêm mạc ruột, glucid dưới dạng monosaccharíd theo máu qua tĩnh mạch vào gan, tiếp đó trãi qua các quá trình chuyển hóa khác nhau: được tổng hợp thành glycogen dự trữ trong gan và cơ vân, đi vào trong các tế bào kết hợp với các chất khác để trở thành một thành phần của tế bào, dị hóa trong các mô để tạo ra năng lượng hoặc được chuyển hóa thành mỡ dự trữ. 3.2.1.2 Tổng hợp và phân giải glycogen trong gan Phụ thuộc vào nhu cầu của cơ thể về glucid và khi hàm lượng glucose trong máu giảm xuống dưới mức bình thường gan sẽ biến glycogen thành glucose để chuyển vào máu và đưa đến khắp các mô, các cơ quan trong cơ thể. Mặc dù glycogen còn có ở trong cơ, trong các tế bào thần kinh và các mô khác, nhưng chỉ chỉ có glycogen của gan là được sử dụng cho nhu cầu của cơ thể Quá trình tổng hợp và phân giải glycogen trong gan: Khi vào trong tế bào gan, glucose được phosphoryl hóa thành dạng glucose 6 – phosphat. Enzym tác dụng lên phản ứng này là hexokinase và glucokinase. Tiếp theo, dưới tác dụng của glycose synthetase, glucose 6-phosphat sẽ được polyme hóa thành glycogen. Đó là quá trình tổng hợp glycogen và còn được gọi là quá trình sinh glycogen. Trường hợp này diễn ra khi hàm lượng glucose trong máu thấp, khi cơ thể cần một lượng lớn glucose cho các phản ứng xúc tác,… Lúc này glycogen trong gan dưới tác dụng của phosphatse chất này sẽ bị phân ly thành glucose và phosphat. Trong trường hợp cơ thể cần glucid, mà lượng glycogen trong gan thấp hoặc trong trường hợp cơ thể cần glucid khẩn cấp, thì gan có thể sản xuất glucose từ những nguyên liệu không phải glucid, mà từ protein hoặc lipid. 3.2.1.3 Chuyển hóa glucose trong tế bào thuộc các mô khác gan Glucose từ máu sau khi được vận chuyển qua màng tế báo sẽ được chuyển ngay vào trong các ty thể và bắt đầu được chuyển hóa. Một phần glucose được tổng hợp thành glycogen, phần khác được dị hóa để tạo ra năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của tế bào. Quá trình tổng hợp glycogen trong tế bào các mô không phải là gan diễn ra cũng giống như trong các tế bào gan, chỉ có điểm khác duy nhất là ở đây không có glucokinase tác dụng lên phản ứng phosphoryl hóa. Sự thủy phân glucose sinh năng lượng gồm có hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất kể từ lúc glucose chuyển thành acid pyruvic và được gọi là giai đoạn đường phân yếm khí (anaerobic glucolysic), giai đoạn này diễn ra ngoài ty thể. Năng lượng sản ra trong giai đoạn yếm khí khoảng 300.000 calo/phân tử. Giai đoạn thứ hai là giai đoạn chuyển acid pyruvic thành CO2 và H2O với sự có mặt của oxy. Giai đoạn này được gọi là giai đoạn đường phân ái khí (aerobic glycolysic) hay là giai đoạn oxy hóa. Kể từ lúc acid pyruvic chuyển vào ty thể và được chuyển hóa theo chu trình Crebs. Nếu thiếu oxy thì giai đoạn này không thể tiến triển được và chất tạo ra sẽ là acid lactic. Sự tích tụ acid lactic trong quá trình đường phân thiếu oxy sẽ tạo ra món nợ oxy, món nợ này có thể trả được bằng cách tăng cường hô hấp lấy oxy vào tế bào để chuyển acid lactic thành acid pyruvic và đưa acid này vào chu trình Krebs. Sản phẩm chuyển hóa cuối cùng được tạo ra trong giai đoạn thứ hai là CO2 và H2O. Năng lượng được tạo ra trong giai đoạn này khoảng 360000 calo/phân tử. 3.2.1.4 Chuyển hóa glucose thành lipid dự trữ Khi glucose trong máu tăng cao mà lượng glycogen trong gan đã đạt đến mức tối đa và nhu cầu năng lượng cơ thể đã đầy đủ thì glucose sẽ được chuyển hóa thành lipid dự trữ. Quá trình chuyển hóa glucose thành lipid có thể diễn ra ở nhiều mô khác nhau, nhưng chủ yếu ở gan. Quá trình này được thực hiện sau giai đoạn đường phân yếm khí (chu trình Embden-Meyerhof), trong đó glucose được biến thành acid pyruvic, rồi thành acid lactic và sau đó trùng hợp theo vòng xoắn thành acid béo. 3.2.1.5 Chuyển hóa các đường đơn khác Các đường đơn khác được hấp thu qua ruột là galactose và fructose. Galactose là đường được giải phóng khi ăn lactose, còn fructose thì một phần có sẵn trong thức ăn, một phần do thủy phân saccharose. Vào đến gan galactose được chuyển hóa thành glucose. Trước tiên galatose chịu tác dụng của galactokinase và tạo thành galactose 1-phosphat. Tiếp theo, dưới tác dụng của enzym phosphogalacto-uridin transferase, galactose 1-phosphat sẽ chuyển thành glucose 1-phosphat, rồi thành glucose. 3.2.2 Chuyển hóa lipid 3.2.2.1 Các loại lipid và vai trò của chúng trong cơ thể Lipid là một trong ba thành phần chính của cơ thể. Lipid chiếm khoảng 10-20% thể trọng. Lượng lipid cần thiết cho cơ thể mỗi ngày đối với người trưởng thành khoảng 100g, lao động cực nhọc khảng 115-165g. Lipid trong cơ thể gồm có: triglycerid, các phospholipid, cholesterol và một số chất khác. Lipid đóng vai trò rất quan trọng trong cơ thể: là thành phần không thể thiếu của các tế bào, và là nguồn cung cấp năng lượng rất lớn (9.3kcal). Ngoài ra, lipid còn cung cấp cho cơ thể các loại acid béo giúp hòa tan các loại vitamin hòa tan trong lipid rất cần thiết cho các chức năng sinh lý binh thường. 3.2.2.2 Phân giải và tổng hợp lipid trung tính Phân giải và tổng hợp lipid trung tính liên quan chặt chẽ với chyển hóa glucose. Bước khởi đầu của phân giải lipid trung tính là tách các acid béo ra khỏi glycerol. Các acid béo và glycerol đi theo các con đường chyển hóa khác nhau.Glycerol đi vào con đường đường phân (do tạo ra hihydroxyaceton phosphat), rồi vào chu trình Krebs Phân giải acid béo: Phân giải acid béo cần có coenzym A và chất mang hydro: quá trình phân giải diễn biến như sau: Phân tử CoA gắn vào nhóm carboxyl ở đuôi phân tử acid béo. Giống như trường hợp phân giải glucose, năng lượng sử dụng cho giai đoạn đầu của quá trình phân giải acid béo cũng lấy từ ATP. Nhờ có xúc tác của các enzym nằm trong ty thể, một loạt phản ứng sẽ diễn ra, một phân tử nước gắn vào và bốn phân tử hydro được chuyển đến hai chất mang hydro (NAD, FAD). Các phản ứng này chỉ liên quan với 3 nguyên tử carbon đầu tiên của phân tử acid béo. Liên kết giữa carbon 2 và carbon 3 bị cắt đứt, acid béo mất đi hai nguyên tử carbon. Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa. Kết quả là tạo ra acetyl CoA và 2 chất mang H2. Quá trình sẽ được lặp lại, một phân tử CoA mới gắn vào đuôi của đoạn acid béo còn lại và tạo ra một phân tử acetyl CoA mới cho đến khi toàn bộ phân tử acid béo được gãy thành các mảnh 2 carbon là acetyl CoA. Phương trình tổng quát: Acid béo C18 + ATP + 9CoA + 16NAD + 7H2O 9acetyl CoA + 16NADH2 + ADP + Pi Trong quá trình phân giải acid béo không tạo ra ATP, nhưng có sự hình thành chất mang hydro và acetyl CoA. Acetyl CoA đi vào chu trình Krebs, được chuyển hóa thành CO2 và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng dùng vào việc tổng hợp ATP. Các phân tử mang hydro lại chuyển hydro đến dây chuyền điện tử trong ty thể, thêm năng lượng để tổng hợp ATP trong cấu trúc này. Tổng hợp acid béo Tổng hợp acid béo tiến hành qua một loạt phản ứng chủ yếu là nghịch chiều so với phản ứng phân giải acid béo. Hệ enzym xúc tác trong các phản ứng này nằm trong bào tương hoàn toàn khác các enzym xúc tác trong các phản ứng phân giải acis béo. Điểm xuất phát của quá trình tổng hợp acid béo là từ acetyl CoA. Ở đây diển ra quá trình ghép dần từng mảnh hai carbon lại với nhau thành chuổi carbon dài. Quá trình này được gọi là vòng xoắn Lynen. Quá trình cần được cung cấp hydro cho vật mang hydro, acetyl CoA và năng lượng từ ATP. 3.2.2.3 Sự hình thành các thể ceton Các thể ceton là tên gọi các acid acetoacetic, acid β-hydroxybuttyric và aceton. Đây là các sản phẩm được hình thành trong gan do ngưng tụ các acetyl CoA là sản phẩm được tạo ra trong quá trình phân giải các acid béo. Các thể ceton được máu vận chuyển đến các cơ quan khác nhau như cơ vân, cơ tim, phổi, thận. Ở đây diễn ra quá trình phân giải các thể ceton thành các đơn vị acetyl CoA và tiếp tục chuyển hóa thành CO2 và nước đồng thời giải phóng năng lượng. Do đó các thể ceton cũng được xem là nguồn năng lượng quan trọng của cơ thể. Mức ceton trong máu người bình thường rất thấp (khoảng 1mg/100ml máu). Trong một số trường hợp, như khi nhịn đói lâu (cơ thể thiếu glucid để chuyển hóa) hay trong bệnh đái tháo đường các thể ceton trong máu tăng lên rất cao (có thể đến 20mg/100ml máu). Nguyên nhân chính của sự tăng các thể ceton trong máu là do thiếu glucid. Khi trong cơ thể thiếu glucose thì lượng acid pyruvic cũng thiếu và kéo theo nó là sự giảm lượng acid oxaloacetic. Do đó, tương quan về số lượng giữa các acid oxalacetic và acetyl CoA (được tạo ra trong quá trình phân giải các acid béo) không còn thích hợp. Chỉ có một phần acetyl CoA kết hợp với acid oxaloacetic để thành acid citric đi vào chu trình Krebs, còn phần lớn acetyl CoA bị ứng đọng lại, nên ngưng tụ thành các thể ceton. Càng thiếu glucose thi quá trình phân giải acid béo càng mạnh và càng sản sinh nhiều thể ceton. 3.2.3. Chuyển hóa protein 3.2.3.1 Chuyển hóa các acid amin Sự chuyển hóa protein (tổng hợp và phân giải) trong cơ thể gắn liền với sự chuyển hóa các acid amin. Sự chuyển hóa các acid amin được thực hiện bằng cách khử amin, chuyển amin hay khử carboxyl. Khử amin: Giai đoạn đầu của chuyển hóa acid amin trong gan là sự khử amin, trong đó nhóm NH2 tách khỏi phân tử acid amin dưới dạng NH3. Quá trình diễn ra như sau: Coenzym khử hydro trong phản ứng này là NAD (hay NADH) Chuyển amin: Khác với trường hợp khử amin, trong quá trình chuyển amin không có sự giải phóng NH3, mà chỉ có sự chuyển gốc amin của một acid amin nào đó sang cho một acid cetonic. Hệ thống enzym xúc tác cho quá trình này được gọi là transaminase, có trong mọi tế bào, nhưng nhiều nhất là trong các tế bào gan, tim, thận và cơ vân. Phổ biến nhất và hoạt động mạnh nhất là glutamat-oxaloacetat transaminase (GOT) và glutamat-pyruvat-transaminase (GPT). GOT có tác dụng chuyển nhóm amin của acid glutamic sang cho acid oxaloacetic. Qúa trình diễn ra như sau: GPT có tác dụng chuyển nhóm amin của acid glutamic sang cho một acid cetonic (acid puruvic). Phản ứng này thực hiện có sự tham gia của một coenzym nữa là pyridoxal phosphat và diển ra như sau: Khử carboxyl là một quá trình xảy ra khá phổ biến trong các mô của cơ thể để sản sinh các amin tương ứng: Trong quá trình chuyển hóa acid amin các chất được tạo ra đầu tiên (trong khử amin) là NH3 và acid cetonic. NH3 sau đó tham gia vào phản ứng amin hóa và hàng loạt quá trình khác để tạo ra glutamin hay asparagin, sinh ra urê (ở gan và một phần ở thận) và tạo thành muối amon. Acid cetonic sau đó được chuyển hóa theo nhiều chiều hướng khác nhau. Hướng thứ nhất là biến acid cetonic thành acid béo, theo phản ứng: Acid béo được tạo ra sẽ bị phân giải theo con đường β-oxy hóa để cuối cùng cho CO2 và nước, nhưng chủ yếu là cho năng lượng khi qua chu trình Krebs. Hướng thứ hai là sử dụng acid cetonic vào các quá trình tổng hợp các acid amin khác cũng như tổng hợp glucid và lipid. Đây chính là chổ gặp gỡ giữa các quá trình chuyển hóa ba chất chủ yếu (glucid, lipid và protein) trong cơ thể. Từ acid pyruvic là sản phẩm chuyển hóa của các acid amin có thể tổng hợp thành các acid amin khác và thành glucid, lipid (acid amin sinh đường và acid amin sinh ceton). Ngược lại, cũng từ acid pyruvic là sản phẩm chuyển hóa của glucid và lipid có thể được tổng hợp thành các acid amin (alanin, acid glutamic, acid aspartic). 3.2.3.2 Chuyển hóa một số protein khác Chuyển hóa Creatin Creatin được tổng hợp trong gan từ glycin, arginin và methionin. Trong cơ vân, creatin được phosphoryl hóa và tạo thành một hợp chất có tiềm năng lớn là creatinphosphat. Hợp chất này chứa một cầu nối đầy năng lượng, nên nó được gọi là kho năng lượng để tạo ra ATP. Creatinphosphat dễ bị phân giải và cũng dễ được tổng hợp lại. Năng lượng này được giải phóng khi phân giải creatinphosphat là năng lượng được sử dụng cho co cơ. Creatinphosphat qua quá trình chuyển hóa sẽ tạo creatinin. Chất này theo nước tiểu và được bài xuất ra khỏi cơ thể. Mức creatinin bài xuất the