Chuyển hóa năng lượng

chuyển hoá lượng Mục tiêu học tập: - Trình bày nguyên nhân tiêu hao lượng thể - Nhu cầu lượng thể Khái niệm lượng dạng lư ợng thể 1.1 Khái niệm lượng - Hoạt động sống trình chuyển hóa vật chất liên tục, có tiêu tốn lượng - Nguồn lượng thể dị hoá chất hữu thể 1.2 Các dạng lượng thể - Nhiệt năng: trì thân nhiệt, phần nhiệt dư thừa thải trình thải nhiệt - Động (cơ năng): cho quan hoạt động - Điện năng: dòng ion chuyển động qua màng, tạo điện màng tế bào - Hoá năng: lượng tích luỹ liên kết hoá học giàu lượng (liên kết cao năng): Quan trọng ATP (Adenosin Triphosphat) đến creatinphosphat Vai trò ATP: + Chất cung cấp lượng trực tiếp cho tế bào + ATP có chứa liên kết nghèo lượng liên kết giàu lượng Khi bị thuỷ phân: ATP ADP + P + 12000 calori + Tổng lượng ATP tế bào đủ dùng cho tế bào vài giây Do ADP tạo nhanh chóng tái tổng hợp ATP Vai trò creatinphosphat: + Có liên kết cao năng, không cung cấp trực tiếp cho tế bào sử dụng mà phải chuyển qua ATP + Ngay ATP ADP, nhận lượng từ creatinphosphat ATP Cơ thể tiêu dùng Năng lượng 2.1 Chuyển hoá sở * Định nghĩa: CHCS mức tiêu hao lượng tối thiểu cho thể điều kiện sở ( Nghĩa là, NL cho CH tế bào, hô hấp, tuần hoàn , tiết, trì thân nhiệt trương lực cơ.) * Điều kiện sở: nghỉ ngơi hoàn toàn, thức tỉnh, không vận cơ, không tiêu hoá, không điều nhiệt + Nghỉ ngơi hoàn toàn: Có người chở đến phòng đo, nghỉ trước đo 30 phút, nằm tư giãn , không dùng thuốc kích thích, + Không tiêu hoá: nhịn ăn 12h trước đo, tối hôm trước ăn cháo đường + Không điều nhiệt: To phòng đo 24-260C Đây điều kiện quy ước, ngủ CH thấp mức sở 8-10% * Đơn vị đo: KCal/m2 da/h * Thay đổi CHCS theo: giới, tuổi, vùng khí hậu Trạng thái thể: CHCS tăng sốt, ưu tuyến giáp CHCS giảm đói ăn kéo dài, suy kiệt CHCS người trưởng thành: 39-40 KCal/m2/h * Phương pháp đo CHCS: Dùng phương pháp hô hấp vòng kín, xác định V O2 bị tiêu hao đ.kiện đo (ml) qui điều kiện chuẩn (00C, 760mmHg), nhân với giá trị nhiệt lượng O2 4,825 KCal (ứng với TSHH 0,83 - chế độ ăn hốn hợp bình thư ờng) Diện tích thể (m2) tính theo công thức Dubois (theo chiều cao: cm, trọng lượng: Kg) 2.2 Chuyển hoá NL lao động + Chủ yếu vận NLdạng hoá thành công nhiệt + Nếu co đẳng trương, công đạt 20-25% Cơ co đẳng trường, toàn lượng tiêu hao dạng nhiệt, mà không sinh công + Thường có kết hợp hai dạng co Quá trình chuyển hoá vật chất, O2 bị tiêu hao, CO2 giải phóng Dựa vào V-O2 bị tiêu hao, V-CO2 giải phóng GTNL O2 ta tính lư ợng tiêu hao: Q = V.J (V: thể tích O2 bị tiêu hao; J: GTNL O2) - Phương pháp đo vòng mở Đối tượng đeo túi Douglas, HV khí trời, khí TR chứa vào túi, mũi kẹp lại Đối tượng lao động hay 10 min, lấy khí TR từ túi để xác định V, thành phần khí so sánh với thành phần khí HV ta tính V O2 bị tiêu thụ Từ ta tính lư ợng mà đối tượng tiêu hao Ví dụ: 10min, V thở 100l, thành phần khí thở hít vào là: Thành phần Hít vào Thở O2 20% 16% CO2 0% 4% VO2 tiêu thụ 10min là: (20%-16%) 100l = 4l VCO2 đào thải 10min là: (4%-0%) 100l = 4l TSHH =4/4 = 1GTNL O2 = 5,047 KCal Năng lượng Q = x 5,047 = 20,18KCal PP đơn giản, gọn nhẹ nên dùng đo CHLĐ, song không đo nhiều đối tượng - Phương pháp đo vòng kín Đối tượng hít vào thở máy có lưu thông khí hoàn toàn kín, mũi kẹp lại O2 thường xuyên nạp vào lúc thở, CO2 nước khí thở vôi sôda hấp thụ hết Thường cho đối tượng thở 10min Tính V O2 bị tiêu hao máy ghi PP không tính TSHH, thư ờng để đo CHCS, lấy GTNL O2 = 4,825KCal cho chế độ ăn hỗn hợp có TSHH = 0,83 3.3 Phương pháp gián tiếp qua thông số thức ăn Theo phương pháp này, phải xác định phần ăn : P, L, G, đưa vào thể trừ phần thức ăn không tiêu hoá hết, đào thải theo phân, ta tính lượng thức ăn bị tiêu hao, nhân với hệ số nhiệt thức ăn, xác định lượng bị tiêu hao (tra bảng ) Phương pháp không làm ảnh hưởng tới sinh hoạt đối tượng theo dõi số đông kỹ thuật phức tạp độ xác không cao 3.4 TSHH GTNL O2 Muốn xác định lượng tiêu hao theo phương pháp hô hấp phải tính TSHH GTNL O2 - TSHH tỷ lệ V CO2 thải V O2 bị tiêu thụ thời gian Mỗi chất hữu có cấu trúc khác nhausự chuyển hoá khác nhauTSHH khác nhau: Với glucid, TSHH = 1,000 Với lipid, TSHH = 0,703 Với protid, TSHH = 0,800 - GTNL O2 nhiệt lượng giải phóng dùng hết 1l O2 để chuyển hoá chất thành CO2 + H2O Các chất khác nhau, có giá trị O2 khác Từ nghiên cứu, người ta lập bảng: + Giá trị nhiệt lượng O2 G, L, P + Tương quan TSHH GTNL O2 Truyền nhiệt đối lưu phụ thuộc vào diện tích da tốc độ gió Cơ thể ngâm nước truyền nhiệt đối lưu nhanh nhiều so với không khídễ cảm lạnh *Ba hình thức thải nhiệt nêu thực nhiệt độ da lớn nhiệt độ môi trư ờng Nếu nhiệt độ môi trường >340C thể lại nhận nhiệt từ môi trường 4.3 Thải nhiệt đường bốc nước - Bốc nước đường thải nhiệt hiệu nhất, đặc biệt môi trường nóng - gam H2O từ dạng lỏng thành hơi: lấy 0,58 KCal (cơ thể thải 400-500KCal/24h), tương đương với thải 700-900ml H2O, (300-350ml qua đường hô hấp; 400-600ml qua da) + Bốc nước qua đường hô hấp: thông khí phổi tăngbốc nước tăng Con đường có ý nghĩa chống nóng người + Bốc nước qua da: nước qua kẽ tế bào qua tiết mồ hôi Khoảng triệu tuyến mồ hôi bề mặt da (trừ môi, sinh dục) Tuyến có phần: phần búi chân bì: tiết; phần ống không tiết, xuyên qua chân bì, biểu bì mở bề mặt da Phần búi tiết dịch đầu, giống nước tiểu đầu Khi dịch đầu qua ống dẫn, phần lớn Na+, Cl- tái hấp thu Hoạt động tuyến hệ thần kinh giao cảm yếu tố thể dịch điều hoà Sợi giao cảm chi phối mồ hôi tiết Acetylcholin, catecholamin kích thích tiết mồ hôi Các hormon: minerocorticoid làm tăng tái hấp thu Na+, Cl-, tăng đào thải K+ Một số chất: pilocarpin, cholin, eserin, prostigmin làm tăng tiết mồ hôi atropin làm ức chế tiết mồ hôi Sự tiết mồ hôiliên quan tới chế thích nghi Người xứ nóng mồ hôi, mồ hôi có hàm lượng Na+ thấp người xứ lạnh Người rèn luyện thích nghi nóng tiết mồ hôi hàm lượng Na+ thấp người chưa rèn luyện Theo Dubois Reymond : nhiệt độ không khí 200C, lúc nghỉ thể thải 100KCal/h (bức xạ 66%; bốc 19%, dẫn truyền đối lưu 15%), điều kiện sau thi đấu TTtổng nhiệt thải 600 KCal/h (bốc nước 75%, xạ 12%, đối lưu dẫn truyền 13%) - - Khi nhiệt độ không khí >350C: thải nhiệt đường bốc nước Nếu thể sản xuất 24002800KCal/24h để trì nhiệt độ thể phải bốc 4,5 lít nước qua da Khi lao động môi trường nóng, lao động nặng nhọc, tiết 3,4 l mồ hôi/1h - Sự bốc phụ thuộc quan trọng vào độ ẩm không khí Độ ẩm không khí cao mồ hôi khó bốc hơithành giọt da rơi (không kịp bốc hơi) thể khó chịu lao động nhanh mệt Quần áo da, nilon, cao su, vải dày, xốp cản trở bốc nước không khí da quần áo bão hoà nước Gió làm cho bốc nước tăng 5.2 Đường dẫn truyền cảm giác nhiệt - Xung động theo sợi cảm giác rễ sau TS bắt chéo cột sống sang bên đối diện bó cung sau thalamusVNão Trên đường cho nhánh vào TKhu ĐN hypothalamus RF - Xung động từ TKTW trực tiếp tới TKhu ĐN Cơ chế chống nóng Khi vận mạnh, làm việc môi trư ờng NĐ cao thể chống nóng: tăng thải nhiệt, giảm SN - Tăng tiết mồ hôi - ThânN tăng 0,20CKth TKĐNb tiết mồ hôi Lao động môi trường nóng b.tiết 3,5 l mồ hôi/1h, 8h lao động tiết 10-12 l mồ hôi Do nước qua đường mồ hôi lớnmất Na+rối loạn cân nước-điện giảichuột rút, co giật - Tăng gánh nhiệttuyến mồ hôi giải phóng chất hoá họctác động mô x.quanh giải phóng bradykiningiãn mạch, tăng b tiết mồ hôi, 5.3 Trung khu điều nhiệt TKĐN vùng d/đ tiếp nhận, phân tíchđh` SN, TN - Phần trước vùng d/đ đh` qtr` TN (chống nóng): gây giãn mạch, mồ hôi - Phần sau vùng d/đ:đh` qtr` SN (chống lạnh): co mạch, tăng chuyển hoá, tăng glucose máu, run Người ta cho phần sau vùng dđ nơi tích hợp (integration) tín hiệu từ ngoại vi từ phần trước vùng dđ tới Đa số VK, VR tác động TKĐNsốt Nhiều thuốc điều trị sốt tác dụng vào TKĐN VNão: cảm nhận nóng, lạnhđh`bằng HĐộng có ý yhứcăn, mặc, ở, lạichống nóng chống lạnh 6.2 Giãn mạch thải nhiệt - B thường khối lượng máu qua da 5-10% l lượng tim (200-300ml/m2 da/min) - Khi thể tăng gánh nhiệtmạch d da giãn có tới 3,5-4l mồ hôi/m2 da/minnhiệt vùng lõivùng vỏTN + b.tiết mồ hôi 6.3 Tăng thông khí thải nhiệt Một số ĐV có tuyến mồ hôi (chó, trâu) có nhiều lông nên thải nhiệt tăng thông khí TKhu tăng thông khí vùng dđ có đường liên hệ với TK Pneumotaxic Khi NĐ tăng TK bị k.thíchthở nhanh nôngtăng lưu chuyển dòng khí đường thởtăng bốc nước không làm tăng thông khí PNkhông rối loạn cân acid-base người vai trò không đáng kể, có ý nghĩa lao động môi trường nóng ẩm cao q.trình bốc nước qua da bị cản trở 6.4 Giảm sinh nhiệt Giảm b.tiết catecholamin, T3- T4, giảm tiêu hoá hấp thu có cảm giác mệt, chán ăn, giảm hoạt động ... lượng - Năng lượng đưa vào < lượng tiêu hao: cân băng lượng âm (gầy, lao động kém, mệt mỏi) - Năng lượng đưa vào > lượng tiêu hao: cân lượng dương (tăng trọng, béo) béo phì - Nhu cầu lượng phụ... niệm lượng dạng lư ợng thể 1.1 Khái niệm lượng - Hoạt động sống trình chuyển hóa vật chất liên tục, có tiêu tốn lượng - Nguồn lượng thể dị hoá chất hữu thể 1.2 Các dạng lượng thể - Nhiệt năng: ... nhiệt - Động (cơ năng) : cho quan hoạt động - Điện năng: dòng ion chuyển động qua màng, tạo điện màng tế bào - Hoá năng: lượng tích luỹ liên kết hoá học giàu lượng (liên kết cao năng) : Quan trọng