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

CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG CỦA CƠ THỂ Có 5 dạng n.lượng, 4 dạng n.lượng sinh cônghóa năng, cơ năng, thẩm thấu năng, điện năng và 1 dạng năng lượng không sinh công là nhiệt năng... Ý nghĩa : tb

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

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

• 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

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

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.

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

13-16 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

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 16Kcal/giờ Đây là lượng nước mất thường xuyên,

12-không cảm thấy và 12-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

Tăng sinh nhiệt

Là cơ chế chống lạnh chủ yếu, nên chống lạnh còn gọi là điều nhiệt hoá học Cơ chế như sau:

Tăng chuyển hoá tế bào : do

– Thần kinh giao cảm và catecholamin của tủy

thượng thận: có tác dụng làm tăng tốc độ chuyển hoá năng lượng của tb để sinh ra nhiệt(mà không dự trữ dưới dạng ATP) gọi là nhiệt hoá học Lượng nhiệt hoá học sinh ra tỷ lệ thuận với lượng mỡ nâu Ở

người, mỡ nâu có nhiều ở trẻ em tập trung chủ yếu xung quanh xương bả vai, đây là nguồn tạo nhiệt

quan trọng của trẻ

– T3-T4 của tuyến giáp: có t.dụng làm tăng tốc độ

ch hoá n.lượng trong tất cả các tb sinh ra nhiệt Tác dụng của T3-T4 chậm nhưng kéo dài hơn

catecholamin

Điều hòa thân nhiệt bởi hành vi

• Loài người, ngoài các cơ chế điều nhiệt sinh học của cơ thể còn có các cơ chế điều nhiệt do hành vi tích luỹ từ cuộc sống:

• Cải tạo vi khí hậu: mùa hè mở cửa đón gió, dùng quạt, ngăn các nguồn bức xạ, đội mũ, trồng cây lấy bóng mát, dùng máy điều

hòa… Mùa đông: đóng cửa, dùng lò sưởi…

• Chọn quần áo thích hợp: mùa hè mặc quần áo màu sáng để phản chiếu tia bức xạ, quần áo mỏng, rộng và chất liệu vải dễ thấm mồ hôi (cotton) để dễ thải nhiệt Mùa đông mặc quần áo màu thẫm, vải dầy, xốp tạo một lớp không khí dầy không di động bao quanh để chống thải nhiệt, hoặc quần áo bằng lông thú, lông nhân tạo

• Chọn chế độ ăn thích hợp: mùa hè nên ăn ít thức ăn giàu năng lượng như lipid hoặc thức ăn có SDA cao như protid để giảm sinh năng, uống nhiều nước Chế độ ăn mùa đông thì ngược lại Ngoài

ra còn có một số loại thức ăn có thể giúp giải nhiệt hoặc gây nóng.

• Rèn luyện: rèn luyện để quen chịu nóng hay chịu lạnh là một biện pháp chủ động mang lại hiệu quả lớn.