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

Giải phẫu sinh lý sợi cơ vân

Trong hầu hết các cơ vân, mỗi sợi kéo dài trên toàn bộ chiều dài của cơ. Ngoại trừ cho khoảng 2% của sợi, mỗi sợi thường được phân bố bởi chỉ một tận cùng thần kinh, nằm gần giữa của sợi.

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.

Xác định hướng đến của âm thanh: cơ chế thính giác trung ương

Sự định hướng không gian của các tín hiệu sau đó sẽ được truyền tới vỏ não thính giác, nơi mà hướng của âm thanh được xác định bởi vị trí các tế bào thần kinh bị kích thích tối đa.

Dẫn truyền tín hiệu cường độ đau trong bó thần kinh: tổng hợp theo không gian và thời gian

Các mức khác nhau của cường độ có thể được truyền đi hoặc bằng việc sử dụng số lượng lớn hơn các sợi dẫn truyền song song hoặc bằng việc gửi đi nhiều điện thế hoạt động hơn dọc một theo sợi thần kinh.

Giai đoạn thể tích và áp lực của tuần hoàn động mạch và tĩnh mạch

Sự duy trì trương lực là một trong những cách hệ tuần hoàn tự động thích nghi trong thời gian khoảng vài phút đến vài giờ nếu lượng máu bị mất sau một xuất huyết nặng.

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.

Block nút nhĩ thất: chặn đường truyền tín hiệu điện tim

Thiếu máu nút nhĩ thất hoặc bó His thường gây chậm hoặc block hẳn dẫn truyền từ nhĩ đến thất. Thiếu máu mạch vành có thể gây ra thiếu máu cho nút nhĩ thất và bó His giống với cơ chế gây thiếu máu cơ tim.

Một số yếu tố yếu tố ảnh hưởng tới hô hấp

Trong môt thời gian ngắn, hô hấp có thể được điều khiển một cách tự động làm tăng hoặc giảm thông khí do rối loạn nghiêm trọng về PCO2, pH, và PO2 có thể xảy ra trong máu.

Cung lượng tim: chỉ số khi nghỉ ngơi và khi gắng sức

Cung lượng tim được điều chỉnh suốt cuộc đời thông qua chuyển hóa cơ bản chung của cơ thể. Vì vậy chỉ số cung lượng tim giảm biểu thị sự giảm hoạt động thể chất hay giảm khối cơ tương ứng với tuổi.

Các sợi thần kinh: dẫn truyền các loại tín hiệu khác nhau và phân loại

Các sợi thần kinh đến có kích thước trung bình vào khoảng 0.5 đến 20 micromet; kích thước lớn hơn, tốc độ dẫn truyền cũng lớn hơn. Giới hạn tốc độ dẫn truyền trong khoảng 0.5 đến 120 m/giây.

Vùng dưới đồi điều khiển sự bài tiết của tuyến yên

Vùng dưới đồi là một trung tâm thu nhận thông tin liên quan đến các trạng thái của cơ thể, và những tín hiệu này được dùng để điều khiển sự bài tiết các hormone có tác dụng toàn thân từ tuyến yên.

Sự vận chuyển CO2 trong máu và mô kẽ

Khi các tế bào sử dụng O2, hầu hết sẽ tạo ra PO2, và sự biến đổi này làm tăng PCO2 nội bào; vì PCO2 nội bào tăng cao nên CO2 khuếch tán từ tế bào vào các mao mạch và sau đó được vận chuyển trong máu đến phổi.

Sự phát triển của hệ cơ quan thai nhi

Sự phát triển các tế bào trên mỗi cơ quan thường chưa được hoàn thiện và cần 5 tháng mang thai còn lại để phát triển hoàn toàn. Ngay cả lúc sinh, những cấu trúc nhất định, đặc biệt là hệ thần kinh, thận và gan, thiếu sự phát triển hoàn toàn, như được mô tả sau.

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.

Chất dẫn truyền thần kinh: phân tử nhỏ tốc độ và tái chế

Trong hầu hết các trường hợp, các chất dẫn truyền thần kinh có phân tử nhỏ được tổng hợp tại bào tương của trạm trước synap và được vận chuyển tích cực vào túi chứa chất dẫn truyền.

Điều hòa vận động: vai trò thoi cơ trong các vận động chủ động

Bất cứ khi nào phải thực hiện một động tác yêu cầu độ chính xác và tỉ mỉ, sự kích thích thích hợp từ cấu tạo lưới thân não lên các suốt cơ sẽ giúp duy trì tư thế của các khớp quan trọng, giúp thực hiện các động tác chi tiết một cách khéo léo.

Sự tiết estrogen của nhau thai

Estrogen chủ yếu gây ra một sự tăng sinh trên hầu hết các cơ quan sinh sản và liên quan đến người mẹ. Trong khi mang thai estrogen làm cho tử cung được mở rộng, phát triển vú và ống vú người mẹ, mở rộng cơ quan sinh dục ngoài.

Các yếu tố gây ra điện thế hoạt động

Sự khởi đầu của điện thế hoạt động cũng làm cho cổng điện thế của kênh kali mở chậm hơn một phần nhỏ của một phần nghìn giây sau khi các kênh natri mở.

Phosphocreatine: kho lưu trữ năng lượng và như bộ đệm ATP

Phosphocreatine không thể hoạt động như một tác nhân trực tiếp vận chuyển năng lượng từ thức ăn đến các tế bào hoạt động chức năng, nhưng nó có thể vận chuyển năng lượng thông qua quá trình chuyển đổi với ATP.

Vai trò và chức năng của Protein huyết tương

Proteins huyết tương là một nguồn amio acid của mô, khi các mô cạn kiệt protein, các protein huyết tương có thể hoạt động như một nguồn thay thế nhanh chóng.

Chức năng trao đổi và vận chuyển khí hô hấp

Sau khi phế nang đã được thông khí, bước tiếp theo của quá trình hô hấp là sự khuyếch tán O2 từ phế nang vào mao mạch phổi và CO2 theo chiều ngược lại. Sau khi trao đổi, máu tĩnh mạch trở thành máu động mạch có phân áp O2 cao, CO2 thấp so với tổ chức.