Trang chủ
Sách y học
Sinh lý y học
Kiểm soát giải phóng năng lượng trong tế bào

Kiểm soát giải phóng năng lượng trong tế bào

2022-08-23 07:45 AM

Cơ chế xúc tác phản ứng hoá học của enzyme, trước hết là nhờ sự kết hợp lỏng lẻo với một trong các chất phản ứng, thay thế cầu nối bền chặt trong phân tử chất để có thể phản ứng được với các chất khác.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Kiểm soát nhờ các enzyme xúc tác

Trước khi nói đến kiểm soát năng lượng trong tế bào, cần biết nguyên lý cơ bản của sự kiểm soát các phản ứng hoá học có enzyme xúc tác, là loại phản ứng chủ yếu xảy ra trong cơ thể.

Cơ chế xúc tác phản ứng hoá học của enzyme, trước hết là nhờ sự kết hợp lỏng lẻo với một trong các chất phản ứng. Liên kết lỏng lẻo này thay thế cầu nối bền chặt trong phân tử chất để có thể phản ứng được với các chất khác. Vì vậy, khả năng xảy ra của phản ứng hoá học phụ thuộc vào nồng độ enzyme và nồng độ của chất liên kết với enzyme. Công thức cơ bản mô tả mối tương quan này là:

Xúc tác enzyme

Công thức này được gọi là công thức Michaelis-Menten.

Vai trò của nồng độ enzyme trong điều hoà phản ứng chuyển hoá

Khi nồng độ chất cao, theo như các con số phía bên phải, tỉ lệ phản ứng hoá học tăng theo nồng độ enzyme. Khi nồng độ enzyme tăng từ 1 đến 2, 4, hoặc 8, tỉ lệ phản ứng sẽ tăng tương ứng, biểu thị bởi mức tăng của các đường biểu diễn. Ví dụ, khi một lượng lớn glucose đi vào ống thận ở người đái tháo đường - glucose vượt ngưỡng tái hấp thu của ống thận, dẫn tới glucose không được tái hấp thu hoàn toàn do enzyme vận chuyển đã bão hoà. Trong trường hợp này, tỉ lệ tái hấp thu glucose bị giới hạn bởi nồng độ enzyme vận chuyển trong tế bào ống lượn gần, không phải bởi nồng độ glucose.

Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất

Hình. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất và enzym đến tốc độ phản ứng do enzym xúc tác.

Vai trò của nồng độ chất trong điều hoà phản ứng chuyển hoá

Khi nồng độ chất trở nên đủ thấp chỉ có một tỷ lệ nhỏ enzyme cần cho phản ứng, lúc này tỉ lệ phản ứng phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ chất cũng như nồng độ enzyme. Quan hệ này có thể thấy ở hấp thu các chất qua đường ruột và ống thận khi nồng độ của chúng thấp.

Sự giới hạn chuỗi phản ứng

Hầu hết các phản ứng hoá học trong cơ thể xảy ra thành chuỗi, sản phẩm của phản ứng trước sẽ trở thành chất tham gia của phản ứng sau. Vì vậy tỉ lệ xảy ra của chuỗi phản ứng sẽ phụ thuộc vào tỉ lệ xảy ra của phản ứng cuỗi cùng trong chuỗi, được gọi là bước giứo hạn của chuỗi phản ứng.

Nồng độ ADP đóng vai trò yếu tố kiểm soát giải phóng năng lượng. Trong trạng thái nghỉ, nồng độ ADP trong tế bào rất thấp, do đó những phản ứng hoá học có sự tham gia của ADP xảy ra rất chậm. Bao gồm tất cả con đường chuyển hoá hiếu khí giải phóng năng lượng từ thức ăn, cũng như những con đường thiết yếu khác để giải phóng năng lượng trong cơ thể. Vì vậy, ADP là yếu tố giới hạn chủ yếu cho tất cả chuyển hoá năng lượng trong cơ thể. Khi tế bào ở trạng thái hoạt động, ATP chuyển thành ADP, làm tăng nồng độ ADP. Mức tăng nồng độ ADP tương ứng với mức độ hoạt động của tế bào. ADP này sẽ làm tăng tỉ lệ của tất cả các phản ứng sinh năng lượng từ thức ăn. Nhờ vậy lượng năng lượng được giải phóng trong tế bào được kiểm soát bởi mức độ hoạt động của tế bào. Khi tế bào ngừng hoạt động, sự giải phóng năng lượng sẽ ngừng lại do tất cả ADP đều chuyển thành ATP.

Bài viết cùng chuyên mục

Cảm giác: phân loại các loại cảm giác thân thể

Các cảm giác thân thể là các cơ chế thần kinh tập hợp tất cả những thông tin cảm giác từ mọi vị trí của cơ thể. Các cảm giác này khác với những cảm giác đặc biệt như thị giác, thính giác, khứu giác, vị giác và cảm giác về sự cân bằng.

Phân tích thông tin thị giác: Con đường vị trí nhanh và chuyển động và Con đường mầu sắc và chi tiết

Các tín hiệu được dẫn truyền trong đường vị trí-hình dạng chuyển động chủ yếu đến từ các sợi thần kinh thị giác lớn M từ các tế bào hạch võng mạc type M, dẫn truyền tín hiệu nhanh chóng.

Tiêu hóa hấp thu và chuyển hóa năng lượng của thức ăn và chất dinh dưỡng

Thông thường tỉ lệ chuyển hóa của trẻ sơ sinh so với trọng lượng cơ thể gấp đôi người lớn, chúng giải thích cho thực tế rằng hiệu suất của tim và thể tích hô hấp trong một phút gấp đôi người lớn so với trọng lượng cơ thể.

Tổng hợp và bài tiết hormon vỏ thượng thận

Bài tiết aldosterone và cortisol được điều hòa bởi cơ chế riêng. Angiotensin II làm tăng số lượng aldosterone và gây ra sự nở to của lớp cầu, không ảnh hưởng 2 vùng khác.

Tế bào cơ thể người chết theo chương trình: Apoptosis

Ngay cả ở người trưởng thành, tỷ tế bào chết mỗi giờ trong các mô như ruột và tủy xương và được thay thế bằng tế bào mới. Lập trình chết tế bào, tuy nhiên, thường là sự cân bằng sự hình thành các tế bào mới ở người trưởng thành khỏe mạnh.

Điều hòa lưu lượng máu bằng cách phát triển tuần hoàn bàng hệ

Sự mở các tuần hoàn bàng hệ sau đó trong vòng nhiều giờ kế tiếp, sao cho trong vòng 1 ngày, một nửa mô cần máu có thể được đáp ứng, và trong vòng 1 vài ngày dòng máu thường đủ để đến các mô.

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.

Sinh lý học thính giác và bộ máy thăng bằng (tiền đình)

Tai ngoài có loa tai và ống tai ngoài. Loa tai ở người có những nếp lồi lõm, có tác dụng thu nhận âm thanh từ mọi phía mà không cần xoay như một số động vật.

Phản xạ gấp và phản xạ rút lui khỏi vật kích thích

Các thông tin khởi phát phản xạ rút lui không được truyền trực tiếp vào neuron sừng trước tủy sống mà thay vào đó trước tiên được truyền vào các neuron liên hợp, rồi mới vào neuron vận động.

Đường cong áp suất động mạch chủ

Sau khi van động mạch chủ đóng, áp suất động mạch chủ giảm chậm suốt thì tâm trương do máu chứa trong các động mạch chun co giãn tiếp tục chảy qua các mạch ngoại vi để về tĩnh mạch.

Các yếu tố điều chỉnh lượng thực phẩm ăn vào cơ thể

Sự điều chỉnh lượng thức ăn ăn vào có thể được chia thành điều chỉnh ngắn hạn, nó quan tâm chủ yếu tới việc hạn chế lượng thức ăn trong một bữa, và điều chỉnh dài hạn, kiểm soát chủ yếu là duy trì số lượng bình thường dự trữ năng lượng trong cơ thể.

Áp suất dịch não tủy bình thường không đổi

Áp suất dịch não tủy bình thường khi nằm trung bình là 130 mm nước (10mmHg), tuy nhiên áp suất này cũng có thể thấp chỉ 65 mm nước hoặc cao đến 195 mm nước ở người khỏe mạnh bình thường.

Hệ tuần hoàn: chức năng chính

Khi dòng máu qua mô, ngay lập tức quay lại tim qua hệ tĩnh mạch. Tim đáp ứng tự động với sự tăng máu đến bằng việc bơm máu trở lại động mạch.

Kênh cổng điện thế natri và kali

Khi các kênh kali mở, chúng vẫn mở cho toàn bộ thời gian điện thế màng hoạt động và không đóng lại cho đến khi điện thế màng được giảm trở lại một giá trị âm.

Hệ số lọc của mao mạch

Để ngăn chặn sự tích lũy của dịch dư thừa trong khoảng kẽ sẽ yêu cầu tốc độ dòng chảy chất lỏng vào hệ thống bạch huyết tăng 68 lần, một lượng mà là 2-5 lần cũng là quá nhiều cho các mạch bạch huyết mang đi.

Chức năng trí tuệ cao của vùng não liên hợp trước trán

Chức năng trí tuệ bị giới hạn, tuy nhiên vùng trước trán vẫn có những chức năng trí tuệ quan trọng. Chức năng được lý giải tốt nhất khi mô tả điều sẽ xảy ra khi bệnh nhân tổn thương vùng trước trán.

Đại cương về hệ nội tiết và hormon

Hoạt động cơ thể được điều hòa bởi hai hệ thống chủ yếu là: hệ thống thần kinh và hệ thống thể dịch. Hệ thống thể dịch điều hoà chức năng của cơ thể bao gồm điều hoà thể tích máu, các thành phần của máu và thể dịch như nồng độ các khí, ion.

Mãn kinh ở phụ nữ

Khi mãn kinh, cơ thể người phụ nữ phải điều chỉnh từ trạng thái sinh lý được kích thích bởi estrogen và progesterone sang trạng thái không còn các hormone này.

Thùy sau tuyến yên và mối liên quan với vùng dưới đồi

Khi tín hiệu thần kinh được chuyển xuống qua các sợi từ nhân trên thị hay nhân cận não thất, hormone ngay lập tức được tiết ra từ các túi tiết ở các đầu tận thần kinh qua cơ chế bài tiết thông thường của oxytocin và chúng được hấp thụ vào các mao mạch cạnh đó.