Trang chủ
Sách y học
Sinh lý y học
Giải phóng năng lượng cho cơ thể bằng con đường kỵ khí - Đường phân kỵ khí

Giải phóng năng lượng cho cơ thể bằng con đường kỵ khí - Đường phân kỵ khí

2022-08-02 01:44 PM

Lactic acid được tổng hợp trong quá trình đường phân kỵ khí không mất đi khỏi cơ thể bởi vì khi oxy đầy đủ trở lại, lactic acid có thể chuyền về thành glucose hoặc được sử dụng chính xác để giải phóng năng lượng.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Thỉnh thoảng, khí oxy không đủ cho nhu cầu, vì thế sự phosphoryl-oxy hóa không xảy ra. Tuy nhiên ngay cả ở dưới điều kiện này, một lượng nhỏ năng lượng vẫn được cung cấp cho tế bào nhờ sự thoái hóa của carbohydrate giai đoạn đường phân, bởi vì các phản ứng hóa học để glucose thoái hóa thành pyruvic acid không đòi hỏi oxy.

Quá trình này gây lãng phí glucose nghiêm trọng bởi chỉ 24,000 calo được sử dụng để tổng hợp ATP khi chuyển hóa một phân tử glucose, điều này thể hiện chỉ hơn 3% tổng số năng lượng trong phân tử glucose. Tuy nhiên cách giải phóng năng lượng này với tế bào, còn được gọi là năng lượng yếm khí (anaerobic energy), có thể duy trì sự sống trong vài phút trong lúc oxy không thể được cung cấp đầy đủ.

Chuỗi các phản ứng hóa học gây ra quá trình đường phân

Hình. Chuỗi các phản ứng hóa học gây ra quá trình đường phân.

Sự hình thành Lactic Acid trong đường phân kỵ khí Sự giải phóng năng lượng kỵ khí bổ sung. Định luật tác dụng khối lượng (The law of mass action) nói rằng sản phẩm cuối cùng của một phản ứng hóa học tích tụ dần trong môi trường phản ứng, tỷ lệ của phản ứng giảm dần và tiến tới 0. Hai sản phẩm cuối cùng của phản ứng đường phân là (1) pyruvic acid và (2) nguyên tử hydro gắn với NAD+ thành NADH and H+. Sự tích tụ của một hoặc cả hai chất này làm dừng lại quá trình đường phân và ngăn cản sự tổng hợp ATP. Khi số lượng của chúng tăng lên quá mức, hai sản phẩm cuối cùng phản ứng với nhau để tạo thành lactic acid theo phương trình sau:

Tạo thành lactic acid

Do đó dưới trạng thái kỵ khí, một phần lớn pyruvic acid sẽ chuyển thành lactic acid, nó dễ dàng khuyếch tán ra ngoài tế bào tới dịch ngoại bào và đi vào dịch nội bào của những tế bào ít hoạt động khác. Vì vậy lactic acid được ví như một loại “cống thoát nước” mà các sản phẩm cuối cùng của quá trình đường phân đều có thể biến mất, cho phép quá trình đường phân tiếp tục lâu hơn bình thường. Thật vậy, đường phân chỉ có thể xảy ra một vài giây nếu không có sự chuyển hóa này. Thay vào đó, nó có thể duy trì vài phút, cung cấp cho cơ thể một lượng bổ sung đáng kể ATP, ngay cả trong trường hợp thiếu hụt oxy.

Sự chuyển đổi từ Lactic Acid thành Pyruvic Acid khi oxy có mặt đầy đủ trở lại. Khi một người bắt đầu hô hấp trở lại sau một giai đoạn chuyển hóa yếm khí, lactic acid nhanh chóng chuyển về thành pyruvic acid và NADH cộng H+. Một phần lớn những chất này ngay lập tức được oxy hóa để tạo thành lượng lớn ATP. Sự dư thừa ATP này dẫn đến ba phần tư lượng pyruvic acid dư thừa còn lại được chuyển thành glucose.

Do vậy, một lượng lớn lactic acid được tổng hợp trong quá trình đường phân kỵ khí không mất đi khỏi cơ thể bởi vì khi oxy đầy đủ trở lại, lactic acid có thể chuyền về thành glucose hoặc được sử dụng chính xác để giải phóng năng lượng. Phần lớn sự chuyển đổi ngược lại này xảy ra ở trong gan, nhưng một phần nhỏ có thể xảy ra ở các mô khác.

Tim sử dụng lactic acid để cung cấp năng lượng. Cơ tim có khả năng đặc biệt là chuyển từ lactic acid thành pyruvic acid và sau đó sử dụng pyruvic acid để cung cấp năng lượng. Quá trình này xảy ra ở mức độ cao lúc hoạt động thể lực nặng , khi một lượng lớn lactic acid được giải phóng vào máu từ cơ, xương và được tiêu thụ như một nguồn năng lượng bổ sung của tim.

Bài viết cùng chuyên mục

Chuyển hóa khoáng chất trong cơ thể

Số lượng trong cơ thể của các khoáng chất quan trọng nhất, và nhu cầu hằng ngày được cung cấp gồm magnesium, calcium, phosphorus, sắt, những nguyên tố vi lượng.

Cơ chế bài tiết cơ bản của tế bào tuyến đường tiêu hóa

Mặc dù tất cả cơ chế bài tiết cơ bản được thực hiện bởi các tế bào tuyến đến nay vẫn chưa được biết, nhưng những bằng chứng kinh nghiệm chỉ ra những nguyên lý bài tiết trình bày bên dưới.

Sinh lý tuần hoàn địa phương (mạch vành, não, phổi)

Động mạch vành xuất phát từ động mạch chủ, ngay trên van bán nguyệt. Động mạch vành đến tim, chia thành động mạch vành phải và trái. Động mạch vành trái cung cấp máu cho vùng trước thất trái và nhĩ trái.

Tác dụng feedback của hormon giáp làm giảm bài tiết TSH của thùy trước tuyến yên

Để đạt được mức độ bài tiết lý tưởng, cơ chế feedback cụ thể tác dụng thông qua tuyến dưới đồi và thùy trước tuyến yên để kiểm soát tốc độ bài tiết của tuyến giáp.

Hormone parathyroid (tuyến cận giáp)

Tuyến cận giáp của con người trưởng thành, chứa chủ yếu là các tế bào chính và một số lượng nhỏ đến trung bình các tế bào oxyphil, nhưng tế bào oxyphil vắng mặt ở nhiều loài động vật cũng như ở người trẻ.

Rung nhĩ: rối loạn nhịp tim

Rung nhĩ có thể trở lại bình thường bằng shock điện. Phương pháp này về cơ bản giống hệt với shock điện khử rung thất- truyền dòng diện mạnh qua tim.

Giai đoạn trơ sau điện thế màng hoạt động: không có thiết lập kích thích

Nồng độ ion canxi dịch ngoại bào cao làm giảm tính thấm của màng các ion natri và đồng thời làm giảm tính kích thích. Do đó, các ion canxi được cho là một yếu tố “ổn định”.

Các sợi thần kinh cảm giác hướng tâm từ ruột

Có nhiều sợi thần kinh cảm giác hướng tâm phân bố tại ruột. Một số sợi thần kinh có thân neuron nằm trong hệ thần kinh ruột và một số lại nằm trong hạch gai của tủy sống.

Các phản xạ tự chủ của hệ thần kinh

Nhiều chức năng nội tạng của cơ thể được điều chỉnh bởi các phản xạ tự chủ. Một vài phản xạ của hệ tim mạch giúp kiểm soát huyết áp động mạch và tần số tim. Một trong nhưng phản xạ đó là phản xạ baroreceptor.

Chức năng thưởng và phạt của hệ limbic

Hiện tượng kích động được kìm hãm bởi các xung động ức chế từ nhân bụng của vùng dưới đồi. Hơn nữa, hải mã và vùng vỏ limbic trước, đặc biệt là hồi đài và hồi dưới thể chai giúp kìm hãm hiện tượng kích động.

Sự lắng đọng và hấp thu canxi và phosphate ở xương cân bằng với dịch ngoại bào

Mặc dù cơ chế làm lắng đọng các muối canxi ở osteoid chưa được hiểu đầy đủ, sự kiểm soát của quá trình này dường như phụ thuộc phần lớn vào pyrophosphate, chất làm ức chế tạo thành tinh thể hydroxyapatite và lắng canxi của xương.

Cơ chế co cơ trơn

Một đặc tính quan trọng khác của cơ trơn, đặc biệt là loại cơ trơn đơn nhất nội tạng của nhiều cơ quan rỗng, là khả năng quay trở lại gần như lực co bóp ban đầu của nó vài giây hoặc vài phút sau khi nó bị kéo dài hoặc rút ngắn.

Trí nhớ dài hạn của con người

Không có một ranh giới rõ ràng giữa loại kéo dài hơn của trí nhớ trung hạn và trí nhớ dài hạn thực sự. Sự khác biệt chỉ là một mức độ. Mặc dù, trí nhớ dài hạn thông thường được cho rằng là kết quả của sự thay đổi cấu trúc.

Khuếch tán khí hô hấp: chênh lệch áp suất gây nên khuếch tán khí

Ngoài sự khác biệt áp suất, một số yếu tố khác ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán khí trong dịch, là độ tan của khí trong dịch, diện tích mặt cắt ngang của dịch, khoảng cách khí phải khuếch tán, trọng lượng của khí, và nhiệt độ dịch.

Nguồn gốc của chất dinh dưỡng trong dịch ngoại bào

Trong tất cả, dịch ngoại bào chỉ chiếm khoảng một phần ba tổng số dịch của cơ thể. Đây là điển hình ở người, nhưng tỷ lệ có thể thay đổi ở các sinh vật khác có chế độ lưu thông khác nhau.

Điều hòa tuần hoàn: vai trò hệ thống thần kinh tự chủ

Phần quan trọng nhất của hệ thần kinh tự chủ đều hòa tuần hoàn là hệ thần kinh giao cảm, hệ thần kinh phó giao cảm cũng đóng góp một phần khá quan trọng.

Lưu lượng máu qua phổi và phân phối của nó: điều chỉnh phân phối lưu lượng máu phổi

Lưu lượng máu qua phổi cơ bản bằng cung lượng tim. Do đó, các yếu tố kiểm soát chủ yếu cung lượng tim là yếu tố ngoại vi cũng như kiểm soát lưu lượng máu phổi.

Tế bào: đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể

Tế bào chỉ có thể sống, phát triển và thực hiện các chức năng của nó trong môi trường tập trung của oxygen, glucose, các ion, amino acid, chất béo và các chất cần thiết khác trong một môi trường.

Cơn nhịp nhanh nhĩ: rối loạn nhịp tim

Nhanh nhĩ hay nhanh bộ nối (nút), cả hai đều được gọi là nhịp nhanh trên thất, thường xảy ra ở người trẻ, có thể ở người khỏe mạnh, và những người này thông thường có nguy cơ nhịp nhau sau tuổi vị thành niên.

Hệ thần kinh trung ương: mức tủy sống mức dưới vỏ và mức vỏ não

Hệ thống thần kinh của con người được thừa hưởng những khả năng đặc biệt sau mỗi giai đoạn tiến hóa. Từ sự thừa hưởng này, 3 mức chính của hệ thần kinh trung ương có đặc điểm chức năng cụ thể là: (1) mức tủy sống; (2) mức dưới vỏ; và (3) mức vỏ não.

Phế nang: tốc độ thông khí của phế nang

Một trong những chức năng quan trọng của đường hô hấp là giữ chúng luôn mở và cho phép không khí đi lại đến phế nang dễ dàng. Để giữ khí quản khỏi xẹp, nhờ có sụn nhẫn.

Vòng phản xạ thần kinh: sự ổn định và mất ổn định

Hầu như tất cả các phần của não kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp với tất cả các phần khác, nó tạo ra một thách thức nghiêm trọng. Nếu phần đầu tiên kích thích phần thứ hai, phần thứ hai kích thích phần thứ ba, phần thứ ba đến phần thứ tư và cứ như vậy.