Chuong 12 trao doi chat

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

CHƯƠNG XII : TRAO ÐỔI CHẤT

I. HÓA HỌC CHỮA BỆNH

II. CHẤT KHÁNG SINH VÀ CHẤT TRỪ SÂU

III. NHỮNG SẢN PHẨM THAY ĐỔI CHẤT TRUNG GIAN
IV. CÁC CHẤT ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ

Trong một số mặt, việc chống những bệnh vi khuẩn có đơn giản hơn việc chống virut. Ở những
chương trước chúng ta đã nói rằng vi khuẩn dễ dàng ni cấy hơn virut. Ngồi ra, chúng dễ bị tổn
thương. Vi khuẩn tồn tại bên ngồi tế bào vật "chủ" có tác động gây hại hoặc là cạnh tranh thức ăn với tế
bào vật chủ hoặc sản ra chất độc. Nhưng sự trao đổi chất của vi khuẩn thường thường khác với sự trao
đổi chất của tế bào vật chủ. Vì thế chúng ta bao giờ cũng có khả năng dùng các chất hóa học động vào
vi khuẩn , mà khơng ảnh hưởng một cách căn bản dến sự trao đổi chất của tế bào chủ.

Việc dùng các chất hóa học để chữa bệnh đã có từ thời kỳ tiền sử. Ngay ở thời đại của chúng ta,
việc chữa bệnh bằng cây cỏ và nước thuốc sắc đôi khi đem lại những kết quả tốt đẹp. Kinh nghiệm chế
thuốc như "thuốc thảo mộc" đã truyền từ đời này sang đời khác. Ví dụ: ký ninh lúc đầu được dùng như
một loại thuốc dân gian để trị ký sinh trùng sốt rét, sau đó các thầy thuốc chun nghiệp chiếm lấy nó
làm vũ khí của mình.

Sự xuất hiện các loại thuốc tổng hợp đã cho phép người ta lựa chọn loại thuốc đặc biệt chuyên trị
từng loại bệnh. Người đi đầu trong lĩnh vực này là Ehrlich, ông gọi những loại thuốc như vậy là "
những viên đạn mầu nhiệm", chúng tìm và diệt những vi khuẩn mà không làm hại các tế bào của cơ
thể người bệnh.

Ehrlich đã nghiên cứu những chất nhuộm vi khuẩn. Khi biết rằng những chất nhuộm màu kết hợp
đặc hiệu với những bộ phận hợp thành nhất định của tế bào vi khuẩn, ông đã cố gắng xác định xem
những chất nhuộm màu có phá hủy cơ chế hoạt động của vi khuẩn hay khơng. Thực chất là ơng đã tìm
ra chất nhuộm màu đỏ tripanoxic diệt Trypanosoma, đúng ra là động vật đơn bào chứ không phải là vi
khuẩn nhưng điều đó khơng làm thay đổi tình hình.

Song Ehrlich khơng dừng lại ở đây. Ơng đã phán đoán một cách đúng đắn rằng tác động của màu
đỏ tripanoxic là do cách kết hợp của các nguyên tử nitơ - thành phần cấu tạo của chất nhuộm màu.
Ngun tử Arsenic, về tính hóa học, giống như nguyên tử nitơ, nhưng trong hợp chất thì độc hơn nhiều.
Ehrlich bắt đầu thử hết thí nghiệm này sang thí nghiệm khác với tất cả các chất hữu cơ có chứa Arsenic,
có thể thu được hoặc tổng hợp được vào thời kỳ đó.

Năm 1909, một trong những người cộng sự của Ehrlich đã phát hiện ra hợp chất trong phịng thí
nghiệm mang số hiệu 606, chống Trypanosoma không đạt kết quả hữu hiệu lắm nhưng lại rất tốt để trị

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

bệnh giang mai. Ehrlich đã gọi thuốc này là Sanvacson và dành những năm cịn lại của đời ơng để
cải tiến phương pháp sử dụng Sanvacson vào việc điều trị bệnh giang mai.

Hóa học chữa bệnh hiện đại bắt đầu từ việc chế được thuốc màu đỏ tripanoxic và sanvacson có
nghĩa là chữa bệnh bằng các chế phẩm hóa học ( thuật ngữ do Ehrlich đề nghị). Các nhà bác học đặt ra
rất nhiều hy vọng chữa các bệnh khác bằng những phương pháp tương tự. Tiếc rằng trong suốt 25 năm
sau khi phát hiện ra công dụng của sanvacson các nhà nghiên cứu không tìm ra được một chất nào có lợi
trong bảng danh sách dài những chất hữu cơ tổng hợp.

Nhưng thời gian trôi đi và số mệnh lại giễu cợt người thầy thuốc. Nhà hóa sinh học kiêm thầy
thuốc người Ðức là Gerhac Ðômag (sinh năm 1895) làm việc theo đơn đặt hàng của một công ty sản
xuất các chất nhuộm, đã tiến hành thử một cách có hệ thống những chất nhuộm màu mới với hy vọng
dùng một số chất nào vào y học. Prontosin là một trong chế phẩm thuốc nhuộm mới được chế ra. Năm
1932, Ðơmag nhận thấy rằng tiêm protosin có tác dụng mạnh nhất đối với sự nhiễm trùng

Streptococcus ở chuột bạch.

Sau đó chẳng bao lâu ơng phải kiểm tra thuốc và thử tiêm chế phẩm thuốc này trên con gái của
ông, cô bé bị nhiễm trùng Streptococcus. Khơng cịn cách điều trị nào có hiệu quả và trong sự tuyệt
vọng đó ơng đã tiêm cho con ơng một liều lượng cao Prontsin. Nhờ đó con ơng đã bình phục rất nhanh,

và năm 1935, thế giới đã biết về một loại thuốc mới.

Trước đó khơng lâu, một nhóm các nhà vi khuẩn học Pháp đã khẳng định là tác dụng chống vi
khuẩn của prontosin có liên quan với sự có mặt của Sunfanilamit ( đó là hợp chất được các nhà hóa học
biết từ năm 1908 ) trong phân tử Prontosin.

Việc sử dụng prontosin và những chế phẩm khác của sunfanilamit đã nêu cao những << ngôi sao
sáng >> về << những chất thuốc mầu nhiệm >>. Nhiều bệnh nhiễm trùng, đặc biệt là một số biến chứng
của bệnh viêm phổi, khơng cịn đe dọa tính mạng của con người nữa.

Ðã từ lâu, các nhà bác học khơng tìm được những chất thuốc chống trực khuẩn lao. Và chỉ đến
năm 1952 các nhà nghiên cứu người Mỹ và người Ðức mới phát hiện ra rằng hydrazit của axit

Izonicotinic (tubazit) chữa khỏi bệnh lao có hiệu quả. Từ đó trở đi, hydrazit và những chất dẫn xuất của
nó bắt đầu được dùng hàng ngày để chữa bệnh lao.

Dù sao, thành công lớn nhất của hóa học chữa bệnh chẳng những có liên quan với các loại thuốc
tổng hợp kiểu sanvacson và sunfanilamit mà còn liên quan với những hợp chất tự nhiên. Nhà vi sinh học
người Mỹ là Rơne Jun Ðunbo ( sinh năm 1901 ) đã nghiên cứu những vi sinh vật đất trong nhiều năm.
Như mọi người điều biết. Xác động vật rơi vào trong đất bị nhiễm nhiều bệnh khác nhau, nhưng chỉ trừ
một số rất hiếm trường hợp, bản thân đất không phải là nguồn nhiễm trùng. Rõ ràng điều đó được giải
thích là do trong đất có những tác nhân nào đó chống vi sinh vật. ( Những tác nhân đó mang tên là chất
kháng sinh có nghĩa là << chống lại sự sống >> ).

Năm 1939, Ðubo đã tách từ vi khuẩn đất được một chất tinh thể gọi là tirotrixin, kết cấu bằng hai
chất kháng sinh, về sau được mang tên là gramixiđin và tiroxiđin. Dù rằng bản thân tirotrixin không phải
là tác nhân rất hiệu quả, nhưng nó vẫn khêu gợi hứng thú của các nhà bác học chú ý tới điều mà nhà vi
khuẩn học người Scôtlan là Alecxander Flemming (881 - 1955) đã phát hiện hàng chục năm trước.

Khi nghiên cứu nuôi cấy tụ cầu khuẩn (Staphylococcus) ông vơ tình để bỏ ngõ khơng đậy tụ cầu

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

khuẩn trong mấy ngày. Ông đã chuẩn bị vứt đi khi thấy trong đó có bào tử nấm rơi vào, và chung
quanh mỗi tập đồn nấm khơng thấy Staphylococcus nữa.

Flemming phân lập nấm đó ra và xếp nấm đó vào lồi Penicilium nolatum, có quan hệ họ hàng
với nấm bình thường và thường xuất hiện ở trên bánh mì đen. Ơng đi đến kết luận là nấm tiết ra một
chất nào đó kìm hãm sự sinh trưởng của vi khuẩn và ơng gọi chất đó là Penixilin. Dựa vào những
nghiên cứu tỉ mỉ, ông đã chứng minh rằng penixilin tác động đến 1 loại vi khuẩn chứ không ảnh hưởng
đến những vi khuẩn khác và hồn tồn khơng hại đến bạch cầu, và có lẽ, vơí cả các tế bào khác của
cơ thể con người. Sau đó Flemming không đi xa hơn những kết luận trên.

Phát minh của Dubo đã làm cho người ta chú ý đến chất kháng sinh và 1 trong những chất kháng
sinh tiêu biểu là penixilin. Ngoài ra, chiến tranh thế giới lần thứ hai đã bắt đầu, đang đòi hỏi những thứ
thuốc công hiệu để chống lại vết thương bị nhiễm trùng. Chính vì vậy nhà bệnh lý học người Anh là
Oante Flori (sinh năm 1898) cộng tác với nhà hóa sinh học người Anh là Enet Sein (sinh năm 1906), đã
định giải quyết vấn đề tách penixilin, xác định cấu trúc của penixilin và tìm những phương pháp cơng
nghệ để sản xuất penixilin. Ðến cuối chiến tranh, hai nhà bác học đó đã đứng đầu một nhóm lớn các nhà
nghiên cứu và đã đạt được những thành tựu rực rỡ. Penixilin đến nay đã trở thành một loại thuốc thông
dụng nhất chống những bệnh nhiễm trùng.

Những nghiên cứu sau chiến tranh đã dẫn đến việc phát hiện ra nhiều chất kháng sinh khác. Chẳng
hạn nhà vi khuẩn học người Mỹ là Xolomon và Vacxman (sinh năm 1888) người dùng danh từ " chất
kháng sinh"đã nghiên cứu vi khuẩn đất một cách có hệ thống cũng như Erlic nghiên cứu các chất tổng
hợp trong quá khứ. Năm 1943 ơng đã thu được chất kháng sinh chống có hiệu quả các lồi vi khuẩn mà
penixilin khơng có tác dụng. Hai năm sau chát kháng sinh này được bán rộng rãi với tên là

streptomixin.

Vào thời kỳ đầu những năm 50 người ta đã phát hiện ra các chất kháng sinh có tác dụng rộng
nghĩa là ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn thuộc nhóm tetraxiclin và aureomixin, teramixin.

Nhờ xuất hiện các kháng sinh, việc chống các bệnh vi khuẩn đã đạt được những thành tựu mà
hai ba chục năm về trước khơng thể có được. Song thật ra tương lai không hứa trước những cảnh vui
mừng. Do kết quả của chọn lọc tự nhiên nên chỉ tồn tại các nịi có tính chịu đựng tự nhiên đối với các
chất kháng sinh. Vì vậy các chất kháng sinh theo thời gian sẽ mất tác dụng. Chắc chắn sau này người ta
pháp hiện ra những chất kháng sinh mới, nhưng chưa đến lúc nói chắc là sẽ thắng lợi hoàn toàn và sự
thắng lợi đó có thể sẽ khơng đạt được.

Các chất thuốc hố học, thơng thường khơng có tác dụng đối với virut. Vì virut sinh sản bên trong
tế bào sống, để có thể tiêu diệt được chúng bằng hố chất thì phải tiêu diệt ln cả tế bào. Tuy nhiên có
thể thành cơng bằng cách tiêu diệt những sinh vật đa bào mang virut truyền bệnh cho người.

Chẳng hạn thường nói rằng người ta rất khó tránh rận mang virut sốt phát ban hơn là tránh muỗi
sống tự do. Bệnh sốt phát ban là một loại bệnh vơ cùng nguy hiểm : số lính bị chết vì bệnh phát ban
nhiều hơn số lính bị chết vì đạn pháo địch ở các mặt trận của đại chiến lần thứ nhất.

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

thuốc đã diệt hết côn trùng và lần đầu tiên trong lịch sử, người ta đã nhanh chóng thanh tốn được
dịch sốt phát ban. Tình hình tương tự cũng thấy ở Nhật Bản vào cuối năm 1945.

Sau đại chiến thế giới lần thứ hai, DDT và các chất trừ sâu hữu cơ khác đã được dùng khơng
những nhằm mục đích ngăn ngừa dịch bệnh mà còn dùng để diệt sâu bọ bảo vệ hoa màu. Sau đó các
chất diệt cỏ và diệt cơn trùng được gộp vào một nhóm là thuốc trừ sâu-cỏ. Nhưng cần lưu ý rằng khi ấy -
côn trùng hình thành tính đề kháng với thuốc hóa học cho nên thuốc trừ sâu - cỏ mất tác dụng. Thêm vào
đó, vì dùng thuốc trừ sâu một cách bừa bãi nên một số lớn những sinh vật không có hại cho người cũng
bị tiêu diệt, do đó đã phá vỡ sự cân bằng trong thiên nhiên. Tất nhiên dùng quá nhiều thuốc trừ sâu có
thể sẽ đem lại nhiều tác hại hơn làcó lợi.

Ðó là một vấn đề rất nghiêm trọng. Học thuyết về mối liên hệ lẫn nhau của các sinh vật với môi
trường và giữa các sinh vật lẫn nhau ( sinh thái học) là một lĩnh vực sinh học ở đây còn rất nhiều vấn đề
chưa được giải quyết. Ðể theo đuổi lợi ích ngắn ngủi, lồi người đã thay đổi mơi trường xung quanh,

nhưng ai có thể biết trước được rằng ngay cả những biến đổi thoạt nhìn tưởng như khơng đáng kể kết
cục sẽ đưa đến những tổn thất không thể đảo ngược được.

Các tác nhân hóa học khác nhau khi tác động đến côn trùng, cỏ dại và vi khuẩn làm rối loạn sự
trao đổi chất của sinh vật, nói cách khác, đã thực hiện sự "chệch choạc" trong cơ thể sinh vật về mặt cơ
chế hóa học. Việc tìm tòi những tác nhân như vậy trở nên ngày càng có hiệu quả hơn vì dần dần người ta
càng sáng tỏ vấn đề về đặc tính của q trình trao đổi chất.

Về mặt này chúng ta không thể qn cơng lao của nhà hóa sinh học người Anh là Actơ Harden
(1865-1940); người nghiên cứu enzim chiết xuất từ nấm men. (xin nhớ là Bucne đã chứng minh rằng
chất chiết xuất đó phân hủy đường có hiệu quả chẳng kém gì bản thân tế bào nấm men). Ngay nhưng
năm đầu của thế kỷ 20 (1905) Harden đã chú ý rằng dịch chiết của nấm men phân hủy mạnh đường và
tạo khí CO2, thêm vào đó, hiệu suất của q trình phân hủy giảm dần. Thoạt nhìn có thể nghĩ là phản
ứng đó có liên quan đến sự tiêu hao men trong dịch chiết, nhưng khi thêm vào dung dịch một ít phosphat
natri Harden đã làm tăng hoạt tính của men.

Nồng độ của phosphat vơ cơ trong q trình phản ứng men giảm xuống, do đó Harden bắt đầu tìm
trong dung dịch một loại chất phosphat hữu cơ nào đó mà ông tưởng rằng sinh ra từ phosphat vô cơ.
Ơng tìm ra phân tử đường liên kết với hai nhóm phosphat. Phát hiện của Harden đã đạt cơ sở nghiên cứu
quá trình trao đổi chất trung gian, thăm dị nhiều hợp chất khác (có khi chỉ xuất hiện trong thời gian rất
ngắn ngủi) được tạo thành trong qúa trình các phản ứng hóa học xảy ra ở các mô cơ thể.

Chúng ta thử kể ra đây một cách vắn tắt những hướng chủ yếu của việc thăm dị này. Nhà hóa học
người Ðức là Otto Frit Mayehof (1884-1951), trong các thí nghiệm thực hiện sau chiến tranh thế giới lần
thứ nhất kết thúc, ông đã thấy sự co dẫn đến sự giảm glycogen (một biến dạng của tinh bột) và dẫn đến
sự xuất hiện một lượng axit Lactic nhất định. Ðặc biệt là q trình này xảy ra khơng hấp thụ oxy. Trong
lúc cơ nghỉ, một phần axit lactic tự oxy hóa (lúc này một phần oxy phân tử được hấp thu để bù vào "
tình trạng nợ oxy" và năng lượng phát sinh do cách đó cho phép phần lớn axit Lactic lại biến thành
glycogen). Nhà sinh lý học người Anh là Acsiban Viven Hin (sinh năm 1886) cũng đi đến kết luận
tương tự khi tiến hành các thí nghiệm xác định khối lượng nhiệt sản sinh ra khi cơ co.

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

este Cori), họ đã chứng minh đó là sản phẩm đầu tiên do phân hủy glycogen. Ông bà Cori đã theo
dõi sự biến đổi glucoze-1-phosphat trong hàng loạt sản phẩm trung gian và đã xác định được vị trí của
từng chất trong chuỗi phân hủy đó. Thì ra phosphat đường do Harden nêu ra lần đầu tiên từ mấy chục
năm về trước chính là một trong những sản phẩm trung gian.

Sự kiện khi tìm ra những sản phẩm trao đổi trung gian, Harden và Cori đã phát hiện ra hợp chất
hữu cơ chứa phosphat, là một sự kiện có ý nghĩa to lớn. Nhờ đó, trong nhiều cơ chế cuả các q trình
hóa sinh học đã xác định được vai trị quan trọng của nhóm phosphat. Nhà hóa sinh học ở Mĩ là Frix
Anbe Lipman (sinh năm 1899) đã làm sáng tỏ hiện tượng này. Theo ý kiến của ơng, nhóm phosphat có
thể giữ một trong hai vị trí của một phân tử-vị trí có năng lượng thấp và vị trí có năng lượng cao. Năng
lượng được giải phóng khi phân hủy những phân tử tinh bột hoặc mỡ được dùng để biến phosphat năng
lượng thấp thành phosphat năng lượng cao. Như thế diễn ra sự hoàn hảo năng lượng dưới dạng hóa học
phù hợp với sinh vật. Sự phân hủy các phosphat năng lượng cao giải phóng ra một khối lượng năng
lượng đủ cung cấp cho những chuyển hóa hóa học khác nhau, tiến hành cùng với sự hấp thu năng lượng.

Có thể dùng phương pháp của nhà hóa sinh học người Ðức là Otto Henric Vacbua (sinh năm
1883) nghiên cứu và ứng dụng vào năm1923 để nghiên cứu các giai đoạn phân hủy glycogen xãy ra sau
khi phân hủy axit Lactic với sự tham gia của oxy. Phương pháp Vacbua cho phép đo nhu cầu oxy bằng
những lát cắt rất mỏng các mô sống. Thí nghiệm tiến hành như sau: lát cắt mơ sống được bỏ vào màu
đựng trong một bình nhỏ, cổ có gắn chặt một ống cong hình chữ U. Các mơ sử dụng O2 trong bình và
CO2 do môi trường thải ra bị dung dịch kiềm hấp thụ tạo thành khoảng chân khơng nhỏ ở trong bình, và
chất lỏng trong ống cong hình chữ U dâng lên về phía bình thí nghiệm vì trong bình có khoảng chân
không - ND). Tốc độ tiêu thụ O2 được xác định bằng nhịp độ biến đổi mức chất lỏng ở trong ống cong,
sự biến đổi đó được đo đạt trong những điều kiện được kiểm soát chặt chẽ.

Phương pháp Vacbua cho phép nghiên cứu ảnh hưởng của các hợp chất khác nhau trong việc sử
dụng O2. Hợp chất khôi phục lại mức chất lỏng (ở ống cong), sau khi bị tụt xuống, có thể coi là sản
phẩm trung gian trong hàng loạt phản ứng có liên quan đến việc tiêu thụ Oxy. Trong lĩnh vực này, nhà
hóa sinh học người Hungari là Anbe Xanh Giorgy ( sinh năm1893) và nhà hóa sinh học người Anh là

Hanx Adonf Kreb (sinh năm 1900) đã có những cống hiến lớn lao. Ðến năm 1940, Kreb đã tìm ra tất cả
các giai đoạn chủ yếu của sự biến đổi từ axit lactic đến CO2 và nước. Người ta thường gọi trình tự của
những biến đổi đó là chu trình Kreb. Ngay trước đó, Kreb cũng đã nghiên cứu các giai đoạn chủ yếu
hình thành chất thải là nước tiểu, từ những axit amin thành phần của protit. Ông khẳng định rằng ở đây
xãy ra sự tách nitơ và các gốc của phân tử axit amin bị phân giải và sản sinh ra năng lượng cần thiết. Do
đó Kreb đã xác nhận tính đúng đắn trong giả thuyết của Rubne đề ra 50 năm trước đó.

Nghiên cứu cơ chế bên trong của tế bào cho phép các nhà bác học mở rộng những quan điểm về
cấu trúc tinh vi của tế bào. Vào thời kỳ đầu của những năm 30 đã xuất hiện kính hiển vi điện tử đầu
tiên. Nó khác với kính hiển vi ánh sáng thường ở chổ electron thay cho các tia sáng thường. Nhờ đó
năng suất phân giải của kính hiển vi điện tử tăng lên gấp nhiều lần. Nhà vật lý học ở Mỹ là Vladimir
Zvorưkin (sinh năm 1889) đã cải tiến kính hiển vi điện tử làm cho nó phù hợp với yêu cầu nghiên
cứu của tế bào học. Người ta bắt đầu thấy rõ những tiểu phần có kích thước khơng vượt q kích
thước của phân tử lớn là mấy. Ðã phát hiện ra rằng chất nguyên sinh của tế bào bao gồm một phức hợp
các cấu trúc hữu cơ nhỏ bé có tổ chức cao gọi là những cơ quan tử, hay là hạt.

Nhờ phương pháp đã hoàn thiện vào những năm 1940, người ta có thể cắt nhỏ tế bào và tách các
cơ quan tử ra khỏi chất nguyên sinh. Ty thể là cơ quan tử lớn nhất trong số đó. Trong một tế bào gan
điển hình chứa đến hàng nghìn ty thể- những cấu trúc hình que có chiều dài 0.002 - 0.005 mm.

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

đó xãy ra tất cả các phản ứng với sự tham gia của các enzim xúc tác có liên quan đến sự dùng oxy
phân tử. Như vậy rõ ràng là cơ quan tử nhỏ bé chính là trạm năng lượng độc đáo của tế bào.

Việc sử dụng những chất đồng vị đã đóng góp phần đáng kể vào việc nghiên cứu những chuỗi
phức tạp các phản ứng trao đổi chất. Trải qua một phần ba đầu tiên của thế kỷ XX, các nhà vật lý học đã
phát hiện ra rằng phần lớn các nguyên tố có một số đồng vị. Cơ thể không cảm thấy ranh giới đặc biệt
giữa các chất đồng vị, nhưng các thiết bị phịng thí nghiệm phản ứng rất nhạy đối với những chất này.

Nhà bác học người Mỹ là Rudonf Xenhaime (1898 - 1941) lần đầu tiên dùng rộng rãi các chất
đồng vị trong nghiên cứu hóa sinh học. Năm 1935, ông đã thu được chất đồng vị rất hiếm gặp của

Hydro (đơteri), chất này nặng gấp 2 lần hydro thường. Xenhaime tổng hợp các phân tử lipit, trong đó
ơng thay một hydro thường bằng một hydro nặng hay là đơteri, sau đó ơng đem lipit được tổng hợp cho
động vật thí nghiệm ăn. Như vậy trong mơ động vật đã có hydro nặng, mà động vật phản ứng lại y hệt
như đối với hydro thường. Những phân tích lipit của động vật có chứa dơteri đã đạt được những kết quả
đáng ngạc nhiên.

Vào thời gian đó các nhà bác học tưởng rằng dự trữ lipit trong cơ thể về căn bản không đổi và lipit
chỉ được huy động khi sinh vật đói. Nhưng sau khi nghiên cứu thành phần mơ mỡ của chuột có chứa
đơteri, Xenhaime đã phát hiện ra rằng trong bốn ngay đêm mô mỡ đã giữ lại một nửa dơteri có trong
thức ăn. Nói cách khác, lipit tiêu thụ được tích trữ lại trước khi được sử dụng, nghĩa là có xãy ra một chu
trình vật chất nhanh chóng và liên tục tham gia vào thành phần của cơ thể. Xenhaime nhận thấy những
kết quả tương tự trong các thí nghiệm với những axit amin đánh dấu bằng những nitơ đồng vị (nitơ
nặng) ông cho chuột ăn hổn hợp axit amin, trong đó chỉ có một số axit amin được đánh dấu, sau đó ơng
thấy tất cả các axit amin được đánh dấu. Trên cơ sở những nghiên cứu này của Xenhaime, đã đề ra
những quan niệm mới về trạng thái động của tất cả các bộ phận cấu tạo nên cơ thể.

Về nguyên tắc, có thể theo dõi tồn bộ trình tự của q trình trao đổi khi kế tiếp nhau dùng các
hợp chất khác nhau gắn những chất đồng vị. Thực hiện điều này đơn giản hơn cả bằng các đồng vị
phóng xạ mà các nguyên tử của nó khác với nguyên tử thường chẳng những về trọng lượng mà còn khác
về khả năng phân rã kèm theo sự phóng các hạt chuyển động với năng lượng cao. Người ta phát hiện ra
các hạt đó một cách dễ dàng, do đó có thể giới hạn ở một lượng nhỏ nhất chất đồng vị phóng xạ dùng
vào thí nghiệm. Các lò phản ứng hạt nhân được xây dựng sau đại chiến thế giới thứ hai kết thúc đã cho
phép người ta sản xuất rộng rãi nhiều chất đồng vị phóng xạ. Ngồi ra người ta đã phát hiện được chất
đồng vị phóng xạ của carbon 14C hết sức có lợi cho việc nghiên cứu.

Những chất đồng vị phóng xạ đã giúp nhà sinh học người Mỹ là Menvin Kenvin ( sinh năm
1911) làm sáng tỏ những chi tiết tinh vi nhất của các phản ứng nối tiếp nhau trong quá trình quang
hợp mà do kết quả của quang hợp, cây xanh biến quang năng thành hóa năng cung cấp thức ăn và
oxy cho thế giới động vật. Trong vòng vài giây, Kelvin đã cho tế bào thực vật có kích thước hiển vi
hấp thụ CO2 ở ngồi sáng, sau đó đem giết chết những tế bào đó. Có lẽ chính trong thời gian ngắn này,

sự quang hợp mới thực hiện được ở những giai đoạn đầu. Sau đó ơng nghiền nát tế bào và tách chúng ra
thành những hợp phần khi dùng phương pháp sắc ký trên giấy (chúng ta sẽ nói đến tỷ mỉ điều này ở
chương sau). Bây giờ chỉ làm chính xác những yếu tố nào thuộc các hợp phần đã xuất hiện do kết quả
của giai đoạn đầu tiên của quá trình quang hợp.

Kelvin đã giải đáp được câu hỏi này bởi vì phân tử CO2 tiếp xúc với các tế bào thực vật có chứa
đồng vị của carbon (14C). Bất kỳ chất nào được tạo thành từ CO2 có carbon đồng vị trong q trình
quang hợp, tự nó sẽ trở thành chất phóng xạvà có thể xác định chất ấy một cách dễ dàng. Kết luận đó

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7></div>

<!--links-->