Slide chuyển hóa và điề nhiệt (môn giải phẫu sinh lý)

CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
Chuyển hóa năng lượng là sự biến đổi các dạng năng
lượng trong cơ thể từ dạng này sang dạng khác tuân theo
định luật bảo toàn năng lượng.
CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG CỦA CƠ THỂ
Có 5 dạng n.lượng, 4 dạng n.lượng sinh công(hóa
năng, cơ năng, thẩm thấu năng, điện năng) và 1 dạng
năng lượng không sinh công là nhiệt năng.
1. Hóa năng
Nguồn gốc: sinh ra do sự l.kết các ng.tử, ph.tử hóa học
cấu tạo nên cơ thể.
Ý nghĩa: n.lượng được dùng để sinh công hóa học liên kết
các ng.tử, ph.tử lại với nhau tạo cho cơ thể có một hình
dạng nhất định trong không gian.


CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG
2.Động năng hay cơ năng
• Nguồn gốc: sinh ra do
sự trượt lên nhau của
các sợi actin và myosin
trong cơ.
• Ý nghĩa: n.lượng được
dùng để sinh công cơ
học như v.chuyển vật
chất qua màng tb,
v.chuyển máu trong tuần
hoàn, v.chuyển khí trong
hô hấp, v.chuyển thức
ăn trong tiêu hóa, vận
cơ.

CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG
3. Thẩm thấu năng
• Nguồn gốc: sinh ra do sự
ch.lệch nồng độ chất giữa
hai bên màng tb.
• Ý nghĩa: n.lượng được
dùng để sinh công th.thấu,
như sự th.thấu của nước.
4. Điện năng
• Nguồn gốc: sinh ra do sự
ch.lệch nồng độ ion giữa
hai bên màng tb.
• Ý nghĩa: n.lượng được
dùng để sinh công điện,
tạo ra các dòng điện sinh
học như điện thế nghỉ và
điện thế hoạt động của
màng tb.


CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG
5. Nhiệt năng
Nguồn gốc: sinh ra trực
tiếp từ các ph.ứng ch.hóa
trong cơ thể. Trung bình
khoảng 80% n.lượng sinh
ra từ các phản ứng ch.hóa
này trở thành nhiệt năng.

Ý nghĩa: tb sống không có
bộ máy sử dụng nhiệt để
sinh công, do vậy nhiệt
sinh ra được dùng để
đ.bảo duy trì thân nhiệt ổn
định còn là dạng n.lượng
thoái hóa cần thường
xuyên thải ra ngoài cơ thể.


TỔNG HỢP NĂNG LƯỢNG
Cơ thể không tự sinh ra n.lượng mà phải lấy từ hóa
năng, do thức ăn chuyển thành các dạng n.lượng
cần cho sự sống. Ba chất sinh năng chính trong
thức ăn là protid, glucid và lipid. Sự tổng hợp
n.lượng của cơ thể diễn ra qua 2 giai đoạn:
- Giai đoạn phosphoryl oxy hóa khử.
- Giai đoạn hình thành các dạng năng lượng cơ thể
từ ATP.


Giai đoạn phosphoryl oxy hoá khử
Gồm 2 quá trình:
* Quá trình oxy hóa khử: Xảy ra
ở bào tương và ty thể của tb.
Các chất sinh năng thoái hóa,
tạo ra các cơ chất cho hydro và
CO2. Cơ chất cho hydro đi vào
chuỗi hô hấp tb đến O2 hít vào
sinh ra năng lượng tự do, H2O

và nhiệt.
*Quá trình phosphoryl hóa:
Xảy ra ở ty thể của tb.
N.lượng tự do sinh ra từ quá
trình oxy hóa khử được dùng để
phosphoryl hóa ADP tạo ra hợp
chất giàu n.lượng ATP. Như vậy
hóa năng của các chất sinh
năng được chuyển thành hóa
năng của ATP.


Giai đoạn hình thành các dạng
năng lượng cơ thể từ ATP
• Hóa năng: trong bào
tương của tb, ATP cung
cấp n.lượng cho phản
ứng t.hợp các chất , dự
trữ, và bài tiết.
• Động năng hay cơ
năng: trong tb cơ, ATP
cung cấp n.lượng cho
sự trượt lên nhau của
các sợi actin và myosin.
Như vậy hóa năng của
ATP đã chuyển thành
động năng của sự
v.động trong cơ thể.

Giai đoạn hình thành các dạng
năng lượng cơ thể từ ATP

• Thẩm thấu năng: ở màng
tb, ATP c.cấp n.lượng
cho sự v.chuyển chủ
động vật chất qua màng
tb và duy trì sự ch.lệch
nồng độ chất hai bên
màng.
• Điện năng: ở màng tb,
ATP cung cấp n.lượng
cho sự v.chuyển chủ
động các ion qua màng
tế bào và duy trì sự
ch.lệch nồng độ ion hai
bên màng.


Chuyển hóa cơ sở
•

Định nghĩa: chuyển hóa cơ sở là n.lượng
cần thiết cho cơ thể tồn tại trong điều kiện cơ
sở: không vận cơ, không tiêu hóa, không
điều nhiệt. Đây là sự ch.hóa n.lượng cho các
hoạt động như tim đập, phổi hô hấp, thận bài
tiết, trao đổi vật chất qua màng tế bào…khi
cơ thể ở trạng thái hoàn toàn bình thường.
• Đơn vị đo chuyển hóa cơ sở: Kcal/m2 da/giờ

Các yếu tố ảnh hưởng đến
chuyển hóa cơ sở
• Tuổi: tuổi càng cao thì chuyển hóa cơ sở càng giảm.
• Giới: chuyển hóa cơ sở ở nam cao hơn nữ cùng độ
tuổi.
• Nhịp ngày đêm: chuyển hóa cơ sở cao nhất vào lúc 1316 giờ chiều và thấp nhất vào lúc 1-4 giờ sáng.
• Chu kỳ kinh nguyệt và thai nghén: nửa sau chu kỳ kinh
nguyệt và khi có thai chuyển hóa cơ sở cao hơn bình
thường.
• Trạng thái tình cảm: lo lắng và căng thẳng làm tăng
chuyển hóa cơ sở; ngược lại khi ngủ, bệnh nhân trầm
cảm chuyển hóa cơ sở lại giảm.
• Các yếu tố bệnh lý: ưu năng tuyến giáp làm tăng
chuyển hóa cơ sở và ngược lại; sốt làm chuyển hóa
cơ sở tăng, suy dinh dưỡng làm chuyển hóa cơ sở
giảm.


Năng lượng tiêu hao cho sự phát
triển cơ thể
• Năng lượng tiêu hao cho sự phát triển cơ thể
là năng lượng dùng cho việc tổng hợp các
thành phần tạo hình, dự trữ của cơ thể để:
• Tăng chiều cao, tăng trọng lượng cơ thể đặc
biệt ở tuổi đang trưởng thành.
• Rèn luyện cơ thể, thể dục thể thao.
• Thay thế các mô già, chết.
• Hồi phục cơ thể sau khi bị bệnh.

Năng lượng tiêu hao để tăng thêm 1g thể trọng
là 5Kcal.


Năng lượng tiêu hao cho sinh sản
Năng lượng tiêu hao cho các hoạt động sinh sản như:
• Trong thời kỳ mang thai: năng lượng tiêu hao
khoảng 60.000-80.000 Kcal cho việc tạo thai, nuôi và
phát triển thai, dự trữ cho việc nuôi con sau khi
sanh.
• Trong thời kỳ nuôi con: năng lượng tiêu hao khoảng
500 Kcal cho việc tổng hợp và bài tiết sữa.


Điều hòa chuyển hóa năng
lượng ở mức tế bào

• Điều hòa theo cơ chế
feedback âm: phản ứng
sinh năng → ATP → ADP
• Khi tế bào không hoạt
động: hàm lượng ADP
trong tế bào thấp, tất cả
các phản ứng sinh năng
lượng trong tế bào giảm đi.
• Khi tế bào hoạt động: hàm
lượng ADP trong tế bào
tăng, các phản ứng sinh
năng lượng sẽ tăng lên.
Như vậy hàm lượng ATP

trong tế bào luôn được
duy trì ổn định.


Điều hòa chuyển hóa năng
lượng bằng cơ chế thần kinh
• Kích thích thần kinh
giao cảm làm tăng
chuyển hóa năng lượng.
• Vùng dưới đồi (trung
tâm hệ thần kinh thực
vật) có các trung tâm
điều nhiệt nên cũng ảnh
hưởng đến chuyển hóa
năng lượng.
• Các phần khác của hệ
thần kinh cũng ảnh
hưởng đến chuyển hóa
năng lượng.


Điều hòa chuyển hóa năng lượng
bằng cơ chế thể dịch
•
•
•
•
•
•
•

Các hormon làm tăng ch.hóa
n.lượng:
Hormon T3, T4 của tuyến giáp: tăng
ch.hóa năng lượng của hầu hết các
mô trong cơ thể.
Hormon catecholamin của tủy thượng
thận: tăng huy động năng lượng từ
glucid.
Hormon cortisol của vỏ thượng thận:
tăng huy động n.lượng từ glucid.
Hormon insulin, glucagon của tuyến
tụy: tăng huy động n.lượng từ glucid.
Hormon GH của tuyến yên: tăng huy
động n.lượng từ lipid.
Hormon sinh dục: làm tăng đồng hoá
protid tích lũy năng lượng. Hormon
sinh dục nam làm tăng mạnh hơn
hormon sinh dục nữ.


ĐIỀU HÒA THÂN NHIỆT
Điều hòa thân nhiệt gọi tắt là điều nhiệt. Đây là một
h.động chức năng nhằm giữ cho thân nhiệt hằng
định trong khi nhiệt độ của môi trường sống luôn
thay đổi. Nhờ đó sẽ giữ tốc độ các phản ứng hóa
học diễn ra trong cơ thể tương đối hằng định. Do
vậy có thể coi điều nhiệt như một mặt của sự đảm
bảo hằng định nội môi.

THÂN NHIỆT
• Thân nhiệt là nhiệt độ của cơ thể.
Có 2 loại thân nhiệt:
• Thân nhiệt trung tâm: là nh.độ các phần sâu trong
cơ thể như gan, não, các tạng…Thân nhiệt trung tâm
thường được giữ ổn định quanh trị số 370C. Đây là
nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ các phản
ứng hóa học xảy ra trong c.thể, là m.đích của h.động
điều nhiệt. Thân nhiệt trung tâm thường được đo ở 3
nơi: ở trực tràng là hằng định nhất, ở miệng thấp
hơn ở trực tràng 0,2-0,50C và dao động nhiều hơn, ở
nách thấp hơn ở trực tràng 0,5-10C và dao động
nhiều hơn nữa.
• Thân nhiệt ngoại vi: là nhiệt độ da, chịu ảnh hưởng
của nh.độ m.trường và thường thấp hơn thân nhiệt
trung tâm. Thân nhiệt ngoại vi có thể dùng để đánh
giá hiệu quả h.động điều nhiệt. Thân nhiệt ngoại vi
thay đổi tuỳ theo vị trí đo trên da.


Các yếu tố ảnh hưởng đến thân
nhiệt
• Tuổi: tuổi càng cao thân nhiệt càng giảm,
• Nhịp ngày đêm: thân nhiệt thấp nhất vào lúc 1-4 giờ
sáng và cao nhất vào lúc 14-17 giờ chiều.
• Chu kỳ kinh nguyệt và thai nghén: nửa sau chu kỳ
kinh nguyệt thân nhiệt tăng 0,3-0,50C, trong tháng cuối
thai kỳ thân nhiệt có thể tăng thêm 0,5-0,80C.
• Vận cơ: cường độ vận cơ càng lớn thân nhiệt càng

cao.
• Nhiệt độ môi trường: trong m.trường quá nóng hoặc
quá lạnh thân nhiệt ngoại vi cũng tăng lên hoặc giảm
đi tuy không nhiều.
• Tình trạng bệnh: nhìn chung các bệnh nhiễm khuẩn
làm tăng thân nhiệt, bệnh tả làm giảm thân nhiệt. Thân
nhiệt cũng thay đổi theo hoạt động của tuyến giáp.


QUÁ TRÌNH SINH NHIỆT
2 nguồn gốc sinh nhiệt của cơ thể:
1.Phản ứng chuyển hóa: diễn ra thường xuyên, cung cấp một
lượng nhiệt lớn đóng vai trò quan trọng trong cơ thể. Các hoạt
động chuyển hóa sinh nhiệt gồm:
• Chuyển hoá cơ sở: các yếu tố làm tăng chuyển hoá cơ bản đều
làm tăng sinh nhiệt lên đến 150%.
• Vận cơ: trong co cơ 75% năng lượng tiêu hao dưới dạng nhiệt.
Đặc biệt cóng và run là những nguyên nhân sinh nhiệt quan
trọng bởi vì trong hình thức co cơ này có đến 80% năng lượng
mất đi dưới dạng nhiệt.
• Tiêu hóa: tác dụng động lực đặc hiệu của thức ăn .
2.Môi trường: nhiệt năng truyền từ những vật có nhiệt độ cao hơn
thân nhiệt vào cơ thể như không khí nóng, vật nóng, mặt trời...
Tuy nhiên sự sinh nhiệt này không thường xuyên và lượng
nhiệt do nó cung cấp không lớn. Nguồn nhiệt năng này ảnh
hưởng chủ yếu đến thân nhiệt ngoại vi.


QUÁ TRÌNH THẢI NHIỆT
• Nhiệt sinh ra trong cơ thể đến đâu sẽ được

truyền ra bề mặt ngoài da hoặc niêm mạc
đường hô hấp để thải ra ngoài đến đấy, nhờ
hệ thống mạch máu.
Có 2 cơ chế thải nhiệt là truyền nhiệt và bốc
hơi nước.
1. Thải nhiệt bằng cách truyền nhiệt
• Truyền nhiệt là phương thức trong đó nhiệt
năng được truyền từ vật nóng sang vật lạnh.
Như vậy muốn thải nhiệt ra bên ngoài bằng
cách truyền nhiệt thì cơ thể phải có nhiệt độ
cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh.
• Có 3 hình thức truyền nhiệt: bức xạ, trực tiếp
và đối lưu.


Thải nhiệt bằng cách bốc hơi nước
• Dựa trên cơ sở là nước trong lúc chuyển từ thể lỏng
sang thể khí phải hút nhiệt vào. Một lít nước bốc hơi
sẽ lấy đi một nhiệt lượng bằng 580Kcal. Nhiệt độ môi
trường càng cao thì sự thải nhiệt bằng bốc hơi nước
càng tăng với điều kiện nước thoát ra được bề mặt
và bề mặt thoáng gió.
• Có 2 hình thức bốc hơi nước: qua da và qua đường
hô hấp.
1. Bốc hơi nước qua đường hô hấp
• Nước bay hơi ở đường hô hấp là nước do các tuyến
ở niêm mạc đường hô hấp bài tiết ra để làm ẩm
không khí vào phổi.
• Lượng nhiệt toả ra bằng phương thức bốc hơi nước
qua đường hô hấp phụ thuộc vào thể tích thông khí

phổi. Trong môi trường nóng thông khí phổi có tăng
lên, nhưng bốc hơi nước qua đường hô hấp không
có ý nghĩa quan trọng trong phản ứng chống nóng
của loài người.


Bốc hơi nước qua da
Dưới hai hình thức:
• Thấm nước qua da: lượng nước thấm qua da trung
bình một ngày đêm là 0,5 lít. Lượng nước này cùng
với lượng nước bốc hơi qua đường hô hấp tổng
cộng khoảng 0,6lít/ngày giúp thải một nhiệt lượng
khoảng 12-16Kcal/giờ. Đây là lượng nước mất
thường xuyên, không cảm thấy và không thay đổi
theo nhiệt độ của cơ thể và không khí.
• Bài tiết mồ hôi: lượng mồ hôi bài tiết trong một giờ
thay đổi từ 0 lít trong môi trường lạnh lên đến tối đa
1,5-2 lít trong môi trường nóng. Mồ hôi chỉ giúp thải
nhiệt khi bốc hơi được trên da nên bề mặt da cần
thoáng. Lượng mồ hôi bốc hơi trên da cũng thay đổi
tùy thuộc vào độ ẩm của không khí và tốc độ gió.


ĐIỀU HÒA THÂN NHIỆT
Thân nhiệt được điều hòa
trên nguyên tắc:
* Lượng nhiệt sinh ra trong
cơ thể bằng lượng nhiệt
toả ra khỏi cơ thể cùng
trong một khoảng thời

gian.
Nguyên tắc này được thực
hiện nhờ hoạt động của
một cung phản xạ phức
tạp với trung tâm là vùng
dưới đồi và đường truyền
ra vừa là đường th.kinh
vừa là đường thể dịch.
Trung tâm điều nhiệt bình
thường luôn giữ một mức
“điểm chuẩn” (set point)
=370C để đảm bảo cho thân
nhiệt ổn định.


Cơ chế chống nóng của cơ thể
• Những kích thích của môi trường nóng, thông qua
phản xạ điều nhiệt, gây giảm quá trình sinh nhiệt và
tăng quá trình thải nhiệt
• Giảm quá trình sinh nhiệt: giảm các phản ứng ch.hoá
trong cơ thể. Đây là ng.nhân gây cảm giác mệt mỏi
trong môi trường nóng. Nhưng ch.hoá cũng là cơ sở
của các hoạt động sống nên không thể giảm nhiều
được. Do đó giảm sinh nhiệt không quan trọng bằng
tăng thải nhiệt trong cơ chế chóng nóng
• Tăng quá trình thải nhiệt: là cơ chế chống nóng chủ
yếu nên chống nóng còn gọi là điều nhiệt vật lý.
• Cơ chế : dãn mạch máu dưới da, tăng lượng máu
đến da khiến da đỏ lên trong môi trường nóng. Máu
đến da tăng sẽ dẫn đến:

• Tăng truyền nhiệt: do máu làm tăng nhiệt độ da.
• Tăng bài tiết mồ hôi: có thể dẫn đến mất nước và
muối.


Cơ chế chống lạnh của cơ thể
• Những kích thích của môi trường lạnh, thông qua
phản xạ điều nhiệt, gây giảm quá trình thải nhiệt và
tăng quá trình sinh nhiệt .
• Giảm quá trình thải nhiệt: co mạch máu dưới da, giảm
lượng máu đến da khiến da tái đi trong môi trường
lạnh. Máu đến da giảm sẽ dẫn đến giảm truyền nhiệt
và bài tiết mồ hôi. Nhưng máu đến da ít cũng ảnh
hưởng xấu tới việc nuôi da làm cho da bị dầy lên, nổi
mẩn ngứa, nốt phỏng và hoạt tử nếu môi trường quá
lạnh. Do đó giảm quá trình thải nhiệt không quan
trọng bằng tăng sinh nhiệt trong cơ chế chống lạnh.
Đồng thời với phản xạ co mạch da còn có phản xạ
dựng lông do co cơ chân lông gây hiện tượng sởn da
gà. Phản xạ này là di tích của phản xạ chống lạnh của
động vật, ở loài người nó không có giá trị chống lạnh.