Chuy n hóa năng l ngể ượ
CHUY N HÓA NĂNG L NGỂ ƯỢ
M C TIÊU:Ụ
1. Trình bày đ c các d ng năng l ng trong c th .ượ ạ ượ ơ ể
2. Trình bày đ c quá trình t ng h p năng l ng cho c th . ượ ổ ợ ượ ơ ể
3. Trình bày đ c các hình th c tiêu hao năng l ng trong c th .ượ ứ ượ ơ ể
4. Trình bày đ c các c ch đi u hòa chuy n hóa năng l ng.ượ ơ ế ề ể ượ
Chuy n hóa năng l ng là s bi n đ i các d ng năng l ng trong cể ượ ự ế ổ ạ ượ ơ
th t d ng này sang d ng kia.ể ừ ạ ạ
C th không t sinh ra năng l ng mà ph i l y c s t hóa năng th cơ ể ự ượ ả ấ ơ ở ừ ứ
ăn chuy n thành các d ng năng l ng c n cho s s ng.ể ạ ượ ầ ự ố
Năng l ng dù tiêu hao b t c d ng nào cũng đ u th i ra ngoài d iượ ở ấ ứ ạ ề ả ướ
d ng nhi t.ạ ệ
1. Các d ng năng l ng c a c thạ ượ ủ ơ ể
Trong c th có 5 d ng năng l ng, 4 d ng năng l ng sinh công là hóaơ ể ạ ượ ạ ượ
năng, c năng, th m th u năng, đi n năng và 1 d ng năng l ng không sinhơ ẩ ấ ệ ạ ượ
công là nhi t năng.ệ
1.1. Hóa năng
-Ngu n g c: t n t i trong t t c các phân t hóa h c c u t o nên cồ ố ồ ạ ấ ả ử ọ ấ ạ ơ
th đ c bi t là d ng h p ch t giàu năng l ng ATP.ể ặ ệ ạ ợ ấ ượ
-Ý nghĩa: gi các liên k t nguyên t , gi các phân t có hình d ng cữ ế ử ữ ử ạ ố
đ nh trong không gian. Năng l ng s đ c gi i phóng khi phân tị ượ ẽ ượ ả ử
b phá v đ sinh công hóa h c, s năng l ng gi i phóng khác nhauị ỡ ể ọ ố ượ ả
tuỳ lo i liên k t.ạ ế
1.2. Đ ng năng hay c năngộ ơ
-Ngu n g c: sinh ra do s chuy n đ ng c a các phân t theo cùngồ ố ự ể ộ ủ ử
m t h ng.ộ ướ
-Ý nghĩa: năng l ng đ c dùng đ sinh công c h c nh :ượ ượ ể ơ ọ ư
+V n chuy n v t ch t qua màng t bào.ậ ể ậ ấ ế
+V n chuy n máu trong b máy tu n hoàn.ậ ể ộ ầ
+V n chuy n khí trong b máy hô h p.ậ ể ộ ấ
+V n chuy n th c ăn trong b máy tiêu hóa.ậ ể ứ ộ
+V n cậ ơ
1.3. Th m th u năngẩ ấ
-Ngu n g c: sinh ra do s v n chuy n v t ch t qua màng t bào vàồ ố ự ậ ể ậ ấ ế
duy trì s chênh l ch n ng đ ch t hai bên màng t bào.ự ệ ồ ộ ấ ở ế
26
Chuy n hóa năng l ngể ượ
-Ý nghĩa: năng l ng đ c dùng đ sinh công th m th u v i m t sượ ượ ể ẩ ấ ớ ộ ố
ch t khác nh n c.ấ ư ướ
1.4. Đi n năngệ
-Ngu n g c: sinh ra do s chuy n đ ng thành dòng c a các ion quaồ ố ự ể ộ ủ
màng t bào t o nên s chênh l ch n ng đ ion hai bên màng tế ạ ự ệ ồ ộ ở ế
bào.
-Ý nghĩa: năng l ng đ c dùng đ sinh công đi n t o ra các dòngượ ượ ể ệ ạ
đi n sinh h c nh đi n th ngh và đi n th ho t đ ng c a màng tệ ọ ư ệ ế ỉ ệ ế ạ ộ ủ ế
bào.
1.5. Nhi t năngệ
-Ngu n g c: sinh ra tr c ti p t các ph n ng chuy n hóa trong cồ ố ự ế ừ ả ứ ể ơ
th . Trung bình kho ng 80% năng l ng sinh ra t các ph n ngể ả ượ ừ ả ứ
chuy n hóa này tr thành nhi t năng.ể ở ệ
-Ý nghĩa: t bào s ng không có b máy s d ng nhi t đ sinh công,ế ố ộ ử ụ ệ ể
do v y nhi t sinh ra đ c dùng đ đ m b o duy trì thân nhi t nậ ệ ượ ể ả ả ệ ổ
đ nh và còn là d ng năng l ng thoái hóa c n th ng xuyên th i raị ạ ượ ầ ườ ả
ngoài c th .ơ ể
2. T ng h p năng l ng c a c thổ ợ ượ ủ ơ ể
Th c ăn là ngu n cung c p năng l ng ch y u cho c th . Ba ch t sinhứ ồ ấ ượ ủ ế ơ ể ấ
năng chính trong th c ăn là: protid, glucid, lipid.ứ
2.1. Quá trình Oxy hóa khử
-X y ra bào t ng và ty thả ở ươ ể
-Các ch t sinh năng thoái hóa t o ra các c ch t cho hydro và COấ ạ ơ ấ 2.
Quá trình oxy hóa kh x y ra khi các c ch t cho hydro đi vào chu iử ả ơ ấ ỗ
hô h p t bào đ n Oấ ế ế 2 hít vào sinh ra năng l ng và Hượ 2O.
2.2. Quá trình phosphoryl hóa
-X y ra ty th .ả ở ể
-Năng l ng sinh ra t quá trình oxy hóa đ c dùng đ phosphorylượ ừ ượ ể
hóa ADP t o ra h p ch t giàu năng l ng ATP. Nh v y hóa năngạ ợ ấ ượ ư ậ
c a các ch t sinh năng đ c chuy n thành hóa năng c a ATP.ủ ấ ượ ể ủ
2.3. Hình thành các d ng năng l ng c th ạ ượ ơ ể
-Hóa năng: m ng l i n i bào t ng c a t bào ATP cung c pở ạ ướ ộ ươ ủ ế ấ
năng l ng cho các ph n ng t ng h p các ch t t o hình, d tr ,ượ ả ứ ổ ợ ấ ạ ự ữ
th c hi n ch c năng và bài ti t. Nh v y hóa năng c a ATP đãự ệ ứ ế ư ậ ủ
chuy n thành hóa năng c a các ch t đó.ể ủ ấ
-Đ ng năng hay c năng: màng t bào ATP cung c p năng l ngộ ơ ở ế ấ ượ
cho s v n chuy n v t ch t qua màng t bào; các s i co rút c aự ậ ể ậ ấ ế ở ợ ủ
27
Chuy n hóa năng l ngể ượ
t bào ATP cung c p năng l ng cho s co c t o nên s chuy nế ấ ượ ự ơ ạ ự ể
đ ng trong tu n hoàn, hô h p, tiêu hóa, c … Nh v y hóa năng c aộ ầ ấ ơ ư ậ ủ
ATP đã chuy n thành đ ng năng c a s v n đ ng trong c th .ể ộ ủ ự ậ ộ ơ ể
-Th m th u năng: màng t bào ATP cung c p năng l ng cho sẩ ấ ở ế ấ ượ ự
v n chuy n v t ch t qua màng t bào và duy trì s chênh l ch n ngậ ể ậ ấ ế ự ệ ồ
đ ch t hai bên màng t o nên hi n t ng th m th u. Nh v y hóaộ ấ ạ ệ ượ ẩ ấ ư ậ
năng c a ATP đã chuy n thành th m th u năng c a s th m th u.ủ ể ẩ ấ ủ ự ẩ ấ
-Đi n năng: màng t bào ATP cung c p năng l ng cho s v nệ ở ế ấ ượ ự ậ
chuy n ion qua màng t bào t o nên đi n th ngh , đi n th ho tể ế ạ ệ ế ỉ ệ ế ạ
đ ng c a màng. Nh v y hóa năng c a ATP đã chuy n thành đi nộ ủ ư ậ ủ ể ệ
năng c a các dòng đi n sinh h c.ủ ệ ọ
-Nhi t năng: trong t t c các ph n ng chuy n hóa trên bao gi cũngệ ấ ả ả ứ ể ờ
có trung bình kho ng 80% năng l ng c a các ch t tham gia ph nả ượ ủ ấ ả
ng bi n đ i thành nhi t năng, hi u su t s d ng còn l i kho ngứ ế ổ ệ ệ ấ ử ụ ạ ả
20% đ t o ra các công hóa h c, c h c, th m th u hay đi n.ể ạ ọ ơ ọ ẩ ấ ệ
3. Tiêu hao năng l ng trong c thượ ơ ể
3.1. Năng l ng tiêu hao cho s duy trì c thượ ự ơ ể
Đây là năng l ng c n cho s t n t i bình th ng c a c th , khôngượ ầ ự ồ ạ ườ ủ ơ ể
thay đ i th tr ng, không sinh s n.ổ ể ọ ả
3.1.1. Năng l ng tiêu hao do chuy n hóa c sượ ể ơ ở
-Đ nh nghĩa: chuy n hóa c s là năng l ng c n thi t cho c thị ể ơ ở ượ ầ ế ơ ể
t n t i trong đi u ki n c s : không v n c , không tiêu hóa, khôngồ ạ ề ệ ơ ở ậ ơ
đi u nhi t. Nh v y đây là s chuy n hóa năng l ng cho các ho tề ệ ư ậ ự ể ượ ạ
đ ng nh tim đ p, ph i hô h p, th n bài ti t, trao đ i v t ch t quaộ ư ậ ổ ấ ậ ế ổ ậ ấ
màng t bào…khi c th tr ng thái hoàn toàn bình th ng.ế ơ ể ở ạ ườ
-Đ n v đo chuy n hóa c s : Kcal/mơ ị ể ơ ở 2 da/gi ho c KJ/mờ ặ 2 da/gi .ờ
-Các y u t nh h ng đ n chuy n hóa c s :ế ố ả ưở ế ể ơ ở
+Tu i: tu i càng cao thì chuy n hóa c s càng gi m. Riêng tu iổ ổ ể ơ ở ả ở ổ
d y thì và tr c d y thì chuy n hóa c s gi m ít h n.ậ ướ ậ ể ơ ở ả ơ
+Gi i: chuy n hóa c s nam cao h n n cùng đ tu i.ớ ể ơ ở ở ơ ữ ộ ổ
+Nh p ngày đêm: chuy n hóa c s cao nh t vào lúc 13-16 giị ể ơ ở ấ ờ
chi u và th p nh t vào lúc 1-4 gi sáng.ề ấ ấ ờ
+Chu kỳ kinh nguy t và thai nghén: n a sau chu kỳ kinh nguy t vàệ ử ệ
khi có thai chuy n hóa c s cao h n bình th ng.ể ơ ở ơ ườ
+Tr ng thái tình c m: lo l ng và căng th ng làm tăng chuy n hóaạ ả ắ ẳ ể
c s ; ng c l i khi ng , b nh nhân tr m c m chuy n hóa c sơ ở ượ ạ ủ ệ ầ ả ể ơ ở
l i gi m.ạ ả
28
Chuy n hóa năng l ngể ượ
+Các y u t b nh lý: u năng tuy n giáp làm tăng chuy n hóa cế ố ệ Ư ế ể ơ
s và ng c l i; s t làm chuy n hóa c s tăng, suy dinh d ngở ượ ạ ố ể ơ ở ưỡ
làm chuy n hóa c s gi m.ể ơ ở ả
3.1.2. Năng l ng tiêu hao do v n cượ ậ ơ
-Trong v n c , hóa năng tích lu trong c b tiêu hao: 25% chuy nậ ơ ỹ ơ ị ể
thành công c h c, 75% t a ra d i d ng nhi t. M c tiêu hao năngơ ọ ỏ ướ ạ ệ ứ
l ng trong v n c đ c dùng làm c s đ xác đ nh kh u ph n ănượ ậ ơ ượ ơ ở ể ị ẩ ầ
theo ngh nghi p.ề ệ
-Đ n v đo năng l ng tiêu hao trong v n c : Kcal/kg th tr ng/phút.ơ ị ượ ậ ơ ể ọ
-Các y u t nh h ng đ n tiêu hao năng l ng trong v n c :ế ố ả ưở ế ượ ậ ơ
+C ng đ v n c : c ng đ v n c càng l n thì tiêu hao năngườ ộ ậ ơ ườ ộ ậ ơ ớ
l ng càng cao. Đây là c s đ phân lo i lao đ ng th l c thànhượ ơ ở ể ạ ộ ể ự
lo i nh , trung bình, n ng, c c n ng.ạ ẹ ặ ự ặ
+T th v n c : năng l ng tiêu hao không ch do t o ra công màư ế ậ ơ ượ ỉ ạ
còn do các c ph i co đ gi cho c th nh ng t th nh t đ nhơ ả ể ữ ơ ể ở ữ ư ế ấ ị
trong lúc v n c . S c co càng nhi u thì tiêu hao năng l ngậ ơ ố ơ ề ượ
càng l n. T th càng d ch u tho i mái s c co càng ít, năngớ ư ế ễ ị ả ố ơ
l ng tiêu hao càng ít. Đây là c s cho vi c ch t o công cượ ơ ở ệ ế ạ ụ
ph ng ti n lao đ ng phù h p v i ng i lao đ ng và công vi c.ươ ệ ộ ợ ớ ườ ộ ệ
+M c đ thông th o: càng thông th o công vi c thì m c đ tiêuứ ộ ạ ạ ệ ứ ộ
hao năng l ng cho v n c càng ít do gi m b t s c co khôngượ ậ ơ ả ớ ố ơ
c n thi t.ầ ế
3.1.3. Năng l ng tiêu hao do đi u nhi tượ ề ệ
Đ gi cho thân nhi t đ c h ng đ nh đ m b o t c đ các ph n ngể ữ ệ ượ ằ ị ả ả ố ộ ả ứ
hóa h c di n ra bình th ng, c th ph i tiêu hao năng l ng cho đi uọ ễ ườ ơ ể ả ượ ề
nhi t: ệ-Khi thân nhi t gi m: năng l ng tiêu hao cho s sinh nhi tệ ả ượ ự ệ
-Khi thân nhi t tăng: năng l ng tiêu hao cho s th i nhi t.ệ ượ ự ả ệ
3.1.4. Năng l ng tiêu hao do tiêu hóaượ
-Ăn đ cung c p năng l ng cho c th nh ng b n thân vi c ănể ấ ượ ơ ể ư ả ệ
cũng làm tiêu hao năng l ng c a c th cho các ho t đ ng tiêu hóa:ượ ủ ơ ể ạ ộ
c h c, bài ti t, h p thu.ơ ọ ế ấ
-Tác d ng đ ng l c đ c hi u c a th c ăn (SDA: specific dynamicụ ộ ự ặ ệ ủ ứ
action) là ph n trăm c a m c tiêu hao năng l ng do tiêu hóa tăngầ ủ ứ ượ
lên so v i m c tiêu hao tr c khi ăn:ớ ứ ướ
+SDA c a protid là 30 (protid làm tiêu hao năng l ng tăng thêmủ ượ
30%).
+SDA c a glucid là 6.ủ
+SDA c a lipid là 14.ủ
29
Chuy n hóa năng l ngể ượ
+SDA c a ch đ ăn h n h p là 10.ủ ế ộ ỗ ợ
3.2. Năng l ng tiêu hao cho s phát tri n c thượ ự ể ơ ể
Năng l ng tiêu hao cho s phát tri n c th là năng l ng dùng choượ ự ể ơ ể ượ
vi c t ng h p các thành ph n t o hình, d tr c a c th đ :ệ ổ ợ ầ ạ ự ữ ủ ơ ể ể
-Tăng chi u cao, tăng tr ng l ng c th đ c bi t tu i đangề ọ ượ ơ ể ặ ệ ở ổ
tr ng thành. ưở
-Rèn luy n c th , th d c th thao.ệ ơ ể ể ụ ể
-Thay th các mô già, ch t.ế ế
-H i ph c c th sau khi b b nh.ồ ụ ơ ể ị ệ
Năng l ng tiêu hao đ tăng thêm 1g th tr ng là 5Kcal.ượ ể ể ọ
3.3. Năng l ng tiêu hao cho sinh s nượ ả
Năng l ng tiêu hao cho các ho t đ ng sinh s n nh :ượ ạ ộ ả ư
-Trong th i kỳ mang thai: năng l ng tiêu hao kho ng 60.000-80.000ờ ượ ả
Kcal cho vi c t o thai, nuôi và phát tri n thai, d tr cho vi c nuôiệ ạ ể ự ữ ệ
con sau khi sanh.
-Trong th i kỳ nuôi con: năng l ng tiêu hao kho ng 500 Kcal choờ ượ ả
vi c t ng h p và bài ti t s a.ệ ổ ợ ế ữ
4. Đi u hòa chuy n hóa năng l ngề ể ượ
4.1. Đi u hòa chuy n hóa năng l ng m c t bàoề ể ượ ở ứ ế
Đi u hòa theo c ch feedback: ph n ng sinh năng → ATP → ADPề ơ ế ả ứ
-Khi t bào không ho t đ ng: hàm l ng ADP trong t bào th p, t tế ạ ộ ượ ế ấ ấ
c các ph n ng sinh năng l ng trong t bào gi m đi.ả ả ứ ượ ế ả
-Khi t bào ho t đ ng: hàm l ng ADP trong t bào tăng, các ph nế ạ ộ ượ ế ả
ng sinh năng l ng s tăng lên.ứ ượ ẽ
Nh v y hàm l ng ATP trong t bào luôn đ c duy trì n đ nh.ư ậ ượ ế ượ ổ ị
4.2. Đi u hòa chuy n hóa năng l ng m c c thề ể ượ ở ứ ơ ể
4.2.1. Đi u hòa chuy n hóa năng l ng b ng c ch th n kinhề ể ượ ằ ơ ế ầ
-Kích thích th n kinh giao c m làm tăng chuy n hóa năng l ng.ầ ả ể ượ
-Vùng d i đ i (trung tâm h th n kinh th c v t) có các trung tâmướ ồ ệ ầ ự ậ
đi u nhi t nên cũng nh h ng đ n chuy n hóa năng l ng.ề ệ ả ưở ế ể ượ
-Các ph n khác c a h th n kinh cũng nh h ng đ n chuy n hóaầ ủ ệ ầ ả ưở ế ể
năng l ng.ượ
4.2.2. Đi u hòa chuy n hóa năng l ng b ng c ch th d chề ể ượ ằ ơ ế ể ị
Các hormon sau làm tăng chuy n hóa năng l ng:ể ượ
-Hormon T3, T4 c a tuy n giáp: tăng chuy n hóa năng l ng c a h uủ ế ể ượ ủ ầ
h t các mô trong c th .ế ơ ể
-Hormon catecholamin c a t y th ng th n: tăng huy đ ng năngủ ủ ượ ậ ộ
l ng t glucid.ượ ừ
30