NGUYỄN THỊ KIM NGÂN - NGUYỄN VĂN AN
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC sư PHẠM
ị
GS.TS NGUYỄN THỊ KIM NGÂN
NGUYỄN VĂN AN
Lí SINH HỌC
■
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC sư PHẠM
Mã số: 01.01.182/305 - ĐH. 2004
MỤC
■ LỤC
■
Trang
Lời nói d ầ u ....................................................................................7
Chương 1
NHIỆT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ SINH V Ậ T........................................ 9
1. Một sô" khái niệm và đại lượng cơ b ả n .............................. 10
2. Định luật I của Nhiệt động học trong hệ sinh v ậ t........ 12
3. Định luật II Nhiệt động học................................................ 25
Chương 2
ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH SINH HỌC:................................ 45
1. Tốc độ và bậc của phản ứng..... .......................................... 45
2 . Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng vào nồng độ..................... 46
3. Động học của các phản ứng phức t ạ p ............................... 49
4. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng vào nhiệt độ.....................53
5. Sự điều hoà tốc độ phản ứng trong cơ th ể..........................58
6 . Phản ứng tự xúc tác và phản ứng dây chuyền................ 61
Chương 3
TÍNH THẤM CỦA TẾ BÀO VÀ M Ô ............................................... 67
1 . Các phương pháp nghiên cứu tính th ấ m .......................... 67
2. Một sô" tính chất và chức năng của màng tế bào............ 69
3
3. Các con đường tham nhập của vật chất
vào trong tế b à o ...................................................................70
4. Quy luật chung về sự thâm nhập
của vật chất vào tế b à o ......................................................... 72
5. Sự thâm nhập của nước vào tế b à o ..................................... 84
6 . Tính thấm của tế bào và mô đối với axit và kiềm ................ 88
Chương 4
C Á C HIỆN
ĐIỆN
Đ Ộ■N G H Ọ
■ TƯỢNG
■
•
■ C ................................. 90
1. Phân loại các hiện tượng điện động học..............................90
2. Bản chất th ế điện động........................................................ 93
3. Các phương pháp điện di......................................................96
4. Điện th ế điện động học của các đốì tượng sinh v ậ t......... 104
5. ứ n g dụng các hiện tượng điện động học
trong y học............................................................................107
Chương 5
Đ Ộ• DẪN ĐIỆN
■ CỦA TẾ BÀO V À M Ô .................................. 109
1 . Điện trở của tếbào và mô đốì với dòng điện
một chiều.............. ............................................................... 111
2. Điện trở của tế bào và mô đối với dòng điện
xoay chiều............................................................................113
3. Tổng điện trở của tế bào và mô..........................................11.8
5. Cơ chế phân cực trong hệ thông sinh v ậ t......................... 121
6 . ứ n g dụng phương pháp đo độ dẫn điện
trong nghiên cứu sinh học và y học................................... 124
Chương 6
ĐIỆN THẾ SINH VẬT................................................................. 127
1 Một số loại điện thế trong hệ hoá lí.................................... 127
2. Các loại điện th ế sinh v ậ t.................................................... 135
Chương 7
Q U A N G SINH H Ọ C ................................................................ 150
1 . Các giai đoạn cơ bản của quá trình quang sinh v ậ t...... 152
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Hấp thụ ánh sáng.................................................................154
Sự phát q u a n g ..................................................................... 161
Cường độ phát quang, suất lượng tử và phổ kích thích.... 165
Di chuyển năng lượng............................ ............................167
Các quá trình quang sinh v ậ t.............................................169
Quang hợp.............................................................................173
Tác dụng của tia tử ngoại tới axit nucleic và protein.... 185
Chương 8
PHÓNG XẠ SINH VẬT H Ọ C .................................................. 190
1. Các nguồn tia phóng xạ ion hoá......................................... 190
2. Những đơn vị đo lường cơ bản thường dùng
trong phóng xạ sinh vật học...............................................195
3. Cơ chế truyền năng lượng của các tia phóng xạ ion hoá
tới vật bị chiếu xạ................................................................ 196
4. Tính chất cơ bản của tia phóng xạ ion hoá
khi tương tác với vật chất...................................................201
5. Tác dụng trực tiếp và tác dụng gián tiếp của tia
phóng xạ ion hoá lên hệ thông sinh v ậ t............................202
5
6 . Cơ chế tổn thương phóng xạ.............................................. 208
7.
8.
Tác dụng hoá học của tia phóng xạ...............................213
Các yếu tô"ảnh hưởng đến tác dụng của bức xạ
ion hoá lên cơ thể sông.....................................................225
9. Phương pháp đánh dấu phóng xạ................................. 227
10. Dùng nguồn chiếu xạ..................................................... 229
11 Những nguyên tắc về an toàn phóng xạ....................... 234
BẢNG CHỈ M Ụ C .......................................................................... 243
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................ 246
6
Lời nói đẩu
L í sinh học là một môn học cơ sở đã được giảng dạy cho
sinh viên năm thứ 3 hệ chính quy và hệ tại chức của khoa Sinh
trường Đại học Khoa học Tự nhiên trong gần 35 năm qua và các
trường Đại học Sư phạm, Đại học Nông nghiệp, Đại học Y khoa
trong cả nước. Đó là một môn khoa học rất cần thiết cho những
người nghiên cứu trong lĩnh vực sinh vật học.
Đ ể đáp ứng nhu cầu học tập của sinh viên, học viên Cao
học, chúng tôi biên soạn giáo trình Lí sinh học nhằm mục đích
đưa vào những kiến thức cơ bản để bổ sung cho bài giảng tại
lớp. Giáo trình này dựa vào chương trình giảng dạy Lí sinh học
đã được giảng dạy trong nhiều năm qua.
Giáo trình này gồm tám chương.
Chương 1 đề cập đến định luật I và định luật II Nhiệt động
học, ứng dụng các định luật này vào hệ thống sống.
Chương 2 giới thiệu các loại phản ứng có thể xảy ra trong cơ
thể và các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng.
Chương 3 đề cập đến các phương pháp nghiên cứu tính
thấm của tế bào; các con đường và quy luật thâm nhập vật
chất vào tế bào.
Chương 4 phân loại các hiện tượng điện động học và nêu
lên một số phương pháp điện di vi mô và điện di vĩ mô.
Chương 5 nêu lên điện trở của tế bào và mô và cơ chế
phán cực trong tế bào và mô.
7
Chương 6 giới thiệu các loại điện thế sinh vật, bản chất và
cơ chế hình thành điện thế sinh vật.
Chương 7 nêu lên các quá trình quang lí và quang hoá
xảy ra sau khi tương tác của ánh sáng với vật chất.
Chương 8 giới thiệu các nguồn bức xạ ion hoá, các
thuyết giải thích cơ chế tương tác của bức xạ ion hoá với hệ
thống sinh vật.
Xin trân trọng cảm ơn mọi góp ý của độc giả để sách
được hoàn thiện hơn.
Các tác giả
8
Chương 1
NHIỆT
HỌC
■ ĐỘNG
■
■ CỦA HỆ
■ SINH VẬT
■
N h i ệ t đ ộ n g h ọ c là một môn khoa học về biến đổi năng
lượng. Sự tồn tại và mọi hoạt động của cơ th ể sông đều liên
quan m ật th iế t tới sự thay đôi và cân bằng n ăn g lượng trong
hệ "cơ th ể - môi trường". Chính vì vậy, các phương pháp
nhiệt động hoá học được sử dụng rộng rãi trong nhiệt động
của hệ sinh vật. Sự khác biệt cơ bản giữa N hiệt động hoá
học và N hiệt động học của hệ sinh vật là đối tượng nghiên
cứu. Đối tượng nghiên cứu của N hiệt động học của hệ sinh
vật là hệ thống hở, còn Nhiệt động hoá học thường nghiên
cứu hệ thống kín hay hệ thông cô lập. Phương pháp cơ bản
của N hiệt động học là phương pháp thông kê. Ta không thể
tưởng tượng được khái niệm nhiệt độ hay áp su ất của một
p h ân tử nào đó mà chỉ có thể nói nhiệt độ hay áp su ấ t của
một khối khí bao gồm nhiều ph ân tử. N hiệt động học không
cho biết cơ chế của một hiện tượng này hay một hiện tượng
khác m à chỉ có thể cho biết rõ quá trìn h đó có xảy ra th ậ t
hay không vối quan điểm năng lượng.
H iện nay có hai phương hướng q u an trọng ứng dụng
N hiệt động học trong Sinh học.
Hướng thứ n h ất là những tính toán biến đổi năng lượn^
trong cơ thể sống, trong những hệ thống riêng biệt, trong
những cơ quan ở trạng thái nghỉ ngơi và khi thực hiện công.
9
Ví dụ: Khi co cơ, khi tru y ề n xung động th ầ n kinh, khi
thực hiện công th ẩ m thấu; xác định hiệu su ấ t của các quá
trìn h sinh vật và năng lượng liên kết trong các liên kêt
hoá sinh.
Hướng th ứ h a i nghiên cứu cơ th ể sống n h ư một hệ
thông n h iệt động hở dẫn đến nghiên cứu các quá trình.
Ví dự. sự chuyển vận th ụ động và tích cực của v ật chất
qua m àng tế bào và sự x u ấ t hiện điện th ê sinh vật.
1. Một số khái niệm và đại lượng cơ bản
1.1. Hệ th ốn g
M ột v ậ t h a y m ột đôi tượng cấu tạo bởi sô" lón các
p h ầ n tử gọi là m ột hệ n h iệ t động. Kích thưốc của hệ
th ô n g luôn lốn hơn r ấ t n h iề u kích thưốc của các p h ầ n tử
cấu tạo n ê n nó.
Tuỳ theo các đặc tính tương tác với môi trường xung
quanh, N hiệt động học nghiên cứu ba loại hệ thống là hệ
thống cô lập, hệ thông kín và hệ th ôn g hở.
1.1.1. Hê th ô n g cô lập-, là hệ thống không trao đổi
n ă n g lượng và v ật ch ất vối môi trường xung quanh.
1.1.2. H ệ th ố n g kín: là hệ thống chỉ trao đổi năng lượng
mà không trao đổi vật chất với môi trường xung quanh, do
đó khối lượng của hệ không thay đổi. Một hệ kín có thể sinh
công do lấy năng lượng từ môi trường xung quanh hoặc sử
dụng năng lượng dự trữ của bản thân.
1.1.3. Hê th ố n g hở: là hệ thống tra o đổi cả n ăn g lượng
và v ậ t chất với môi trương xung quanh.
10
Hệ sinh vật là hệ thông hở, vì hệ sinh v ật m uôn tồn tại
và p h á t triể n phải luôn luôn trao đối n ăn g lượng và vật
chất với môi trường ngoài. Ngoài ra, hệ sinh vật là hệ d ị
thể; tron g hệ này có nhiều bê m ặt p h â n chia n găn cách các
p h ần có tính c h ấ t hoá lí khác nhau.
1.2. T rạng thái
Tập hợp t ấ t cả các tín h chất v ậ t lí và hoá học của hệ
đặc trư n g cho trạ n g th ái của hệ. Nếu một tro n g n h ữ n g tín h
ch ất đó của hệ th ay đổi th ì trạ n g th á i của hệ cũng th a y đối.
1.3. T ham sô trạng thái
B ất cứ đại lượng nào đặc trư n g cho trạ n g th á i của hệ
ví dụ n h ư n h iệ t độ, áp suất, thể tích, n ăn g lượng, entropi
v.v... là các th a m sô" trạ n g thái.
1.4. N ă n g lượng
N ăng ỉượng là độ đo dạng chuyển động của vật ch ất khi
nó chuyển từ dạng này sang dạng khác. N ăng lượng th ể
hiện k h ả n ă n g hệ thống thực hiện công.
1.5. N ội n ăn g
Nội năng của hệ thông là năng lượng dự trữ toàn phần
của tấ t cả các dạng chuyển động và tương tác của tấ t cả các
p h ần tử nằm trong hệ thông. N ăng lượng chuyển động
nhiệt, năn g lượng dao động của các phân tử, nguyên tử,
năn g lượng của eiectron quỹ đạo, n ăn g lượng h ạ t nhân...
Mỗi hệ đều có nội n ăn g u xác định, ta chưa th ể xác
định trị số tu y ệ t đối u n h ư n g h o àn to à n xác định lượng
th a y đối của nó là AU. Nội n ă n g của hệ chỉ p h ụ thuộc vào
11
trạ n g th á i của hệ nên nó là hàm trạ n g th ái. N ếu hệ th a y
đổi qua các trạ n g th á i khác n h a u rồi lại trở về trạ n g th á i
ban đầu (hệ thực hiện chu trình) thì:
AU = 0
( 1 . 1)
Nếu hệ từ trạng thái 1 biến đổi sang trạ n g thái 2 ta có:
( 1. 2 )
1.6. Trạng th ái cân b ằn g n h iệ t động
Khi hệ không có k h ả n ăn g sản r a công m à cũng không
có k h ả n ăn g chuyển từ trạ n g th á i này sa n g trạ n g th á i
khác m à không có sự tiêu phí n ă n g lượng từ bên ngoài thì
hệ ở trạ n g th ái cân bằng n h iệt động.
2. Định luật I của Nhiệt động học trong hệ sinh vạt
2.1. Đ ịn h luật I N h iệt động học
Định luật I N hiệt động học là một tiên đề được r ú t r a từ
kinh nghiệm thực tê của loài người. Đ ịnh lu ậ t này được
hình th à n h qua các công trìn h nghiên cứu của M. V.
Lômônôxôp (1744); G. I. Hexơ (1836); Majơ (1842); H em hon
(1849); J u n (1877) và của nhiều n h à bác học khác.
Định lu ật I N hiệt động học có nh iều cách p h á t biểu,
một tron g n h ữ ng cách p h á t biểu đó là Đ ịn h lu ậ t bảo to à n
n ă n g lượng. Đ ịnh lu ậ t đó p h á t biểu n h ư sau: ''Năng lượng
không tự nhiên sinh ra và không tự nhiên m ất đi mà nó chỉ
biến đổi từ dạng này sang dạng khác”. T ừ đ ịn h lu ậ t này
chúng ta th ấy rằ n g không th ể chế tạo m ột động cơ vĩnh
cửu loại I. N ghĩa là không th ể có một loại m áy m à chỉ tác
12
dụng một lực nhỏ b an đầu là nó có th ể chuyển động mãi và
sinh ra công có ích.
Trong hệ n h iệ t động cô lập, biểu thức toán học của định
lu ậ t I có dạng sau:
AU = AQ - AA
(1.3)
AU: Sự b iến th iê n nội n ăn g của hệ;
AQ: N hiệt lượng do hệ n h ậ n được;
AA: Công do hệ sả n ra.
Từ biểu thức trê n , định lu ậ t I N hiệt động học có th ể
p h á t biểu n h ư sau:
Sự biến th iên nội năng của hệ bằng nhiệt do hệ n h ận
được trừ đi công do hệ sản ra.
2.2. Hệ q u ả Đ ịn h luật I N h iệt đ ộ n g h ọ e (định luật
Hexơ)
Hiệu ứng n h iệt của một quá trìn h hoá học phức tạp chỉ
phụ thuộc vào dạng và trạng thái của chất đầu và chất cuối
chứ không phụ thuộc vào cách chuyển biến.
Ví dụ: C hất b an đầu Aj, A2, A3, chất cuối là B1; B2, B 3 ta
có thể biểu diễn theo hình 1 . 1 .
Theo định lu ậ t Hexơ: Q = Qi + Q 2 + Q :3 - Q 4 + Qs + 0.6
Định luật Hexơ cho phép xác định hiệu ứng nhiệt của các
phản ứng phức tạp, có nhiều giai đoạn tru n g gian và các
phản ứng không th ể tiến h àn h đo trực tiếp hiệu ứng nhiệt.
13
q 2
B
►c
Q
Ai , A 2, A
1, d 2’ d 3
Qs
E
► F
Hình 1.1
Ví dụ: T rên thực t ế hiệu ứng n h iệt của quá tr ìn h đốt
th a n th à n h c o không th ể đo trực tiếp được, vì k h i th a n
cháy không chỉ có c o m à còn có C 0 9.
c
(rắn) + 0 2 —> CO 2 + 97kcal/moi
(Qi)
c
(rắn) + I / 2 O 2 —> CO + 29kcal/mol
( Q 2)
CO + l / 2 0 2 —> C 0 2 + 68 kcal/mol
( Q 3)
Qi - Q 2+ Q3
Ta có thể tính được Q2 = Qj - Q3
Cho n ên có th ể xác định hiệu ứng n h iệt của p h ả n ứng:
c
+ l / 2 0 2 — > CO + Q
Q 2 = 97kcal/mol - 68 kcal/mol = 29kcal/mol
N hư vậy hiệu ứng n h iệ t Q, = 29kcal/mol
Đối với hệ sinh vật, định lu ậ t Hexơ cho phép xác định
hiệu ứng n h iệ t của nh iều p h ả n ứng hoá sinh, n h ấ t là các
p h ả n ứng phức tạp m à cho tới nay người ta v ẫn chưa biết
các giai đoạn tru n g gian của chúng.
14
N hư vậy dựa trê n định lu ật Hexơ có th ê tín h n h iệt
lượng của thức ăn. Tuy thức ăn khi đưa vào cơ th ể trả i qua
n h ữ n g biến đổi phức tạp trước khi biên đôi th à n h sản
p h ẩ m cuối cùng của quá trìn h tra o đối chất, song tổng
n h iệ t lượng của tấ t cả các p h ả n ứng xảy ra tro n g cơ thể
p h ải b ằ n g n h iệ t lượng khi đốt trực tiếp các chất đó th à n h
s ả n p h ẩm cuối cùng. Ví dụ khi đốt trự c tiếp 1 mol glucozơ
tro n g bom n h iệt lượng, n h iệ t lượng đo được b ằn g 678 kcal.
N ă n g lượng được giải phóng ra trong quá trìn h oxi hoá một
moi glucozơ tới C 0 2 và nước trong cơ thể cũng phải đ ạ t giá
trị tương đương, vì tuy bước đương của các p h ả n ứng trong
cơ th ê và tro n g bom n h iệ t lượng khác n h au , song trạ n g
th á i và d ạn g của các ch ất ban đầu và chất cuối cùng của
ch ú n g giông nhau.
2.3. ứ n g d ụ n g đ ịn h lu ậ t I N h iệ t d ộ n g h ọ c
v à o h ệ th ô n g s ô n g
Hệ th ô n g sông dù là một cơ thể hoàn chỉnh, một cơ
q u an , m ột mô hoặc một tê bào củng không th ể làm việc
n h ư m ột m áy n h iệt được. Công không th ê thực hiện do
n g u ồ n n h iệ t từ bên ngoài đưa vào m à phải do sự th ay đổi
nội n ă n g hoặc entropi của hệ. N hư ta đã biết, hệ số hữ u ích
c ủ a m ột m áy n h iệ t được xác định theo biểu thức:
T,: Nhiệt độ tuyệt đôì của nguồn nhiệt;
T2: N h iệt độ tu y ệt đối nơi làm lạnh;
r| : Hệ sô" hữ u ích.
15
0»
N
Ví dụ: Giả sử cơ làm việc như một m áy n h iệ t có hệ số
h ữ u ích là 33%. N hiệt độ nơi làm lạ n h là T 2 = 25°c (298K).
Thay vào biểu thức (1.4) n h iệt độ T 2 và hệ sô" h ữ u ích
TỊ = 1/3 ta có:
Ta n h ậ n được T 1 = 447K hay bằng 174°c.
N hư vậy nếu cơ làm việc n h ư một m áy n h iệt th ì nó
p hải nóng tối 174°c, m à ta đã biết cơ cấu tạo từ protein bị
biến tín h ngay ở n h iệt độ 40 — 60°c. N h ư vậy ở n h iệ t độ
174°c cơ đã bị p h á huỷ.
Trong cơ th ể sống, công được sinh r a do sự th a y đổi nội
n ă n g của hệ nhờ các quá trìn h hoá sinh hoặc nhờ th ay đổi
yếu tcí entropi.
Từ th ế kỉ XVIII, các n h à bác học đã có ý định chứng
m inh sự đúng đ ắn của định lu ật I vào hệ th ố n g sống bằng
cách cách li cơ th ể khỏi môi trường lớn bên ngoài, xác định
lượng nhiệt do cơ th ể th ả i ra, so sán h với hiệu ứng n h iệ t
của các p h ản ứng hoá sinh trong cơ thể.
Lavoadiê và Laplaxơ (1780) đã đo n h iệ t lượng và C 0 2
của chuột n h ắ t trắ n g th ả i ra khi nuôi c h ú n g trong n h iệt
lượng k ế ở 0°c. Đồng thời xác định lượng n h iệ t th ả i r a khi
đốt lượng thức ăn tương đương m à ch ú n g tiê u th ụ tới C 0 2
tro ng bom n h iệt lượng. N hiệt lượng tro n g h a i trường hợp
trê n bằng n h au . Điều đó chứng tỏ hoá n ă n g được giải
phóng ra trong cơ th ể qua các quá trìn h tra o đổi ch ất hoàn
to àn tương đương vối n h iệt n ă n g do cơ th ể th ả i r a môi
trường. Nói cách khác là hiệu ứng n h iệ t củ a q uá trìn h oxi
16
hoá các c h ất tro n g c'ơ thê và quá trìn h đốt trực tiếp các
ch ất đó ngoài cơ th ê bằng nhau.
2.4. Phư ơng pháp n h iệt lượng k ế gián tiếp
Phương p h á p của Lavoadiê và Laplaxơ thường được gọi
là p h ư ơ n g p h á p n h iê t lượng k ế g iá n tiếp, chủ yêu dựa
trê n cơ sở lượng 0 X1 tiêu th ụ và lượng C 0 2 do cơ th ê th ả i ra
ỏ động v ậ t m á u nóng có liên quan c h ặt chẽ vối n h iệt lượng
thức ăn đưa vào cơ thể.
Ví dụ quá trìn h oxi hoá glucozơ:
C6H 120 6 + 6 0 2
(180 gam)
—>
(134,4 l í t )
6 C 0 , + 6 H 20 + 678kcal
(134,4 lít)
Q ua phương trìn h trê n ta thấy: Khi oxi hoá một mol
glucozơ (180 gam) cần tiêu th ụ 6 mol oxi (134,4 lít) tạo ra 6
mol C 0 2 (134,4 lít) kèm theo lượng n h iệt toả ra là 678kcal.
N hư vậy tiê u th ụ 1 lít oxi hay th ả i 1 lít C 0 9 kèm theo
giải phóng 5,047kcal. Dựa trê n n h ữ n g sô liệu của quá trìn h
th ả i n h iệt tro n g cơ th ể của bất kì loại động v ậ t nào cũng có
th ể tín h toán theo lượng 0 2 mà cơ th ể tiêu th ụ hoặc lượng
CO., mà cơ th ể th ả i ra.
N hiều th í n g h iệm trê n động v ậ t và người chứng tỏ rằ n g
khi không sin h công ở môi trường ngoài, lượng n h iệt tổng
cộng do cơ th ể sin h ra gần bằng lượng n h iệt sinh ra khi đốt
các c h ấ t h ữ u cơ n ằm trong th à n h p h ầ n thức ăn cho tới khi
th àn h C 0 2 và H 20 .
N ếu gọi ÔQ là lượng n h iệt sinh ra do quá trìn h đồng
hoá thức ăn, ÔE là p h ầ n m ất m á t n ăn g lượng vào môi
trường xung q u an h , 5A là công
2- LSH
chống lại lực của môi trường bên ngoài, d u là n ă n g lượng
dự trữ dưới dạng hóa n ăn g thì định lu ậ t I áp dụng đối với
hệ thông sông có th ể viết dưới dạng:
5Q = ỖE + SA + dU.
Đây cũng ỉà phương trìn h cơ b ản của cân bằng n hiệt
đối với cơ thế người.
Dưới đây là kết quả đo cân bằng nhiệt của một người
trong một ngày đêm.
Thức ăn đưa vào cơ thể:
56.8 gam protein tạo
237kcal
140,0 gam lipit tạo
1307kcal
79.9 gam gluxit tạo
335kcal
Tổng cộng:
1879kcal
N ăng lượng toả ra:
N hiệt lượng toả r a xung q u an h
1374kcal
K hí th ải
43kcal
P h â n và nước tiểu
23kcal
Bốc hơi qua hô hấp
I81kcal
Bốc hơi qua da
227kcal
Các tiêu hao n ă n g lượng khác
Tổng cộng:
31kcal
1879kcal
Cần chú ý: C h ất lượng của thức ăn không chỉ xác định
bởi lượng n h iệ t của chúng. Lượng protein cần th iế t trong
k h ẩ u p h ầ n thức ăn không th ê th a y thê b ằn g giuxit hay
% *r •
18
lipit có lượng n h iệt tương đương, vì trong protein có h àn g
loạt axit am m không th ay th ế n h ư lizin, m ethionin,
tn p to p h a n m à không có chúng tro n g cơ thê th ì không thê
thực hiện được quá trìn h tổng hợp chất.
Hiện nay ngtíời ta quy ước chia n h iệ t lượng sinh ra
trê n cơ th ể ở thời điểm cho trước ra h ai loại: n h iệ t lượng cơ
bản và n h iệt lượng tích cực. N h iệt lương cơ bản x u ấ t hiện
do k ết quả p h â n tá n n ă n g lượng n h iệ t t ấ t n h iên tro n g quá
trìn h trao đổi v ậ t ch ất vì n h ũ n g p h ả n ứng hoá sinh xảy ra
không th u ậ n nghịch; n h iệt lượng n ày p h á t ra lập tức ngay
sau khi cơ th ê h ấp th ụ 0 2 và thức ăn. G ần 50% n ăn g lượng
x u ấ t hiện trong quá trìn h oxi hoá thức ăn được dự trữ
trong các liên k ết giàu n ăn g lượng (ATP). Khi các liên kêt
này đứt, chúng giải phóng năng lượng để thực h iện một
công nào đấy rồi cuối cùng biến th à n h nhiệt. N hiệt lượng
toả r a khi đứt các liên kết giàu n ă n g lượng dự trữ sẵn
trong cơ th ể và đế điều hoà các h o ạ t động chủ động của cơ
th ể được gọi là n h iệ t lượng tích cực. ở điều kiện sinh lí
bình thường, tro n g cơ th ể có sự cân bằng giữa các loại n h iệ t
này, tức là n ếu n h iệ t lượng cơ b ản tă n g th ì n h iệ t lượng tích
cực sẽ giảm và ngược lại. Tỉ lệ giữa các loại n h iệt n ày có
thể bị th a y đổi do nh iều nguyên n h ân . Trong h oạt động
sống bình thường của cơ thể, lượng n ăn g lượng dự trữ
trong các liên k ết giàu năn g lượng chiếm khoảng 50%.
Trong quá trìn h bệnh lí, phần năng lượng do cơ thổ toả ra ở
dạng n h iệt lượng tích cực sẽ chiếm p h ầ n lớn, vì khi ấy
cường độ tạo các liên k ế t giàu n ă n g lượng sẽ giảm xuống.
Tỉ lệ trê n luôn luôn p h ụ thuộc vào cường độ sinh n h iệt và
cường độ toả nhiệt. Khi tă n g sự toả n h iệ t thì tă n g sự sinh
19
- Xem thêm -