Trao đổi chất và năng lượng

Trao đổi chất và năng lượng là một quá trình cơ bản đảm bảo hoạt động sống còn của tất cả các sinh vật sống. Quá trình này bao gồm một tập hợp các biến đổi hóa học của các chất xâm nhập vào cơ thể từ bên ngoài và trải qua các biến đổi bên trong tế bào, dẫn đến việc tạo ra năng lượng cần thiết cho hoạt động của cơ thể.

Chuyển hóa chất và năng lượng là sự thống nhất biện chứng của các quá trình hấp thụ liên tục các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau vào cơ thể, đồng hóa, biến đổi và thải ra môi trường bên ngoài dưới dạng sản phẩm phân hủy. Friedrich Engels, mô tả sự sống như một cách tồn tại của các cơ thể protein, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc “trao đổi liên tục các chất với bản chất bên ngoài xung quanh chúng”.

Mức độ trao đổi chất và năng lượng ở mỗi loại động vật là khác nhau và phụ thuộc vào đặc tính di truyền, giới tính, tuổi tác, điều kiện sống và các yếu tố khác. Quá trình trao đổi chất dựa trên các quá trình enzyme của hai loại, có liên quan chặt chẽ và phụ thuộc lẫn nhau.

Loại quá trình đầu tiên được gọi là đồng hóa hoặc đồng hóa. Các quá trình này gắn liền với việc tiêu thụ năng lượng và dẫn đến sự hấp thụ của tế bào các chất từ ​​môi trường bên ngoài vào cơ thể, cũng như tổng hợp các phân tử phức tạp hơn từ các phân tử đơn giản hơn bên trong tế bào.

Loại quá trình enzyme thứ hai được gọi là sự đồng hóa hoặc dị hóa. Chúng nhằm mục đích phân hủy các chất xâm nhập vào tế bào từ bên ngoài, cũng như phân hủy các chất tạo nên tế bào của cơ thể và kèm theo đó là giải phóng năng lượng.

Năng lượng giải phóng trong quá trình phân hủy thức ăn và các chất khác được sử dụng cho tất cả các quá trình quan trọng như co cơ, dẫn truyền xung thần kinh, duy trì nhiệt độ cơ thể, tổng hợp các chất khác nhau, quá trình hấp thụ và bài tiết, duy trì nồng độ sinh lý của các ion hữu cơ trên cả hai. các mặt của màng tế bào và các mặt khác.

Quá trình trao đổi chất cho phép một sinh vật sống chuyển đổi các chất thực phẩm đến thành các hợp chất đặc trưng của một sinh vật nhất định và sử dụng chúng làm vật liệu xây dựng hoặc làm nguồn năng lượng. Do đó, quá trình trao đổi chất đảm bảo sự đổi mới liên tục của các cơ quan và mô mà không làm thay đổi thành phần hóa học của cơ thể.

Các nhóm chất chính như protein, chất béo và carbohydrate đóng vai trò không đồng đều trong quá trình trao đổi chất. Protein chủ yếu được cơ thể sử dụng làm vật liệu xây dựng, trong khi carbohydrate và chất béo đóng vai trò là nguồn năng lượng chính.

Carbohydrate là nguồn năng lượng chính của cơ thể vì chúng cung cấp hơn một nửa tổng năng lượng cần thiết. Chúng có thể bị phân hủy nhanh chóng trong tế bào để lấy năng lượng thông qua quá trình đường phân và quá trình oxy hóa tiếp theo. Chất béo cũng đóng vai trò là nguồn năng lượng quan trọng, đặc biệt là trong thời gian nhịn ăn kéo dài hoặc hoạt động thể chất cường độ cao. Chúng được lưu trữ dưới dạng chất béo trung tính trong tế bào mỡ và có thể được huy động để cung cấp năng lượng.

Quá trình trao đổi chất và năng lượng có thể được chia thành nhiều giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên, tiêu hóa, bao gồm sự phân hủy cơ học và hóa học của thức ăn thành các phân tử đơn giản mà cơ thể có thể hấp thụ. Tiếp theo là giai đoạn hấp thụ, nơi các chất dinh dưỡng được hấp thụ vào máu và vận chuyển khắp cơ thể. Sau đó, giai đoạn trao đổi chất diễn ra trong tế bào, nơi các phân tử mới được tổng hợp, phân hủy và sử dụng năng lượng. Cuối cùng, các sản phẩm phân hủy cuối cùng sẽ được loại bỏ khỏi cơ thể thông qua các cơ quan bài tiết.

Chuyển hóa trung gian và năng lượng, còn gọi là chuyển hóa, xảy ra chủ yếu ở nội bào. Quá trình này liên quan đến một loạt các phản ứng sinh hóa phức tạp như đường phân, chu trình Krebs và quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, tạo ra năng lượng dưới dạng ATP (adenosine triphosphate).

Trao đổi chất và năng lượng là một quá trình quan trọng hỗ trợ hoạt động của cơ thể. Những rối loạn trong quá trình này có thể dẫn đến các bệnh và rối loạn khác nhau như béo phì, tiểu đường, bệnh tim mạch và những bệnh khác.

Do đó, trao đổi chất và năng lượng là một quá trình phức tạp và quan trọng đối với mọi sinh vật sống. Nó đảm bảo cung cấp các chất cần thiết và sản xuất năng lượng cần thiết để duy trì sự sống và hoạt động của cơ thể. Hiểu được quá trình này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sinh lý của sinh vật và phát triển các chiến lược để duy trì sức khỏe và khắc phục các bệnh khác nhau.

Trao đổi chất và năng lượng là quá trình cơ thể nhận được các chất dinh dưỡng cần thiết từ thức ăn và chuyển hóa chúng thành năng lượng để hỗ trợ các chức năng quan trọng của cơ thể. Quá trình này là tổng thể của tất cả các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể, liên quan đến việc hấp thụ, tiêu hóa, đồng hóa (chuyển hóa) và bài tiết các chất và sự biến đổi của chúng thành các dạng sẵn có khác.

Các giai đoạn chính của quá trình trao đổi chất và năng lượng:

I. Giai đoạn tiêu thụ thực phẩm: thức ăn đi vào đường tiêu hóa và được chế biến. Trong quá trình này, cơ thể phân hủy chất dinh dưỡng thành các hợp chất nhỏ hơn, sau đó được hấp thụ qua thành ruột.

II. Giai đoạn hấp thu: Các chất dinh dưỡng thu được qua quá trình phân hủy được cơ thể hấp thụ để chuyển hóa thành năng lượng.

III. Giai đoạn chuyển đổi năng lượng: năng lượng được chuyển đổi thành năng lượng hóa học và động năng, được sử dụng để đảm bảo hoạt động đầy đủ của cơ thể và diễn ra nhiều quá trình sinh lý của nó.

IV. Giai đoạn đào thải chất thải: Trong quá trình trao đổi chất, cơ thể bài tiết chất thải dưới dạng nước tiểu, phân, mồ hôi… Những chất thải này phải được loại bỏ để duy trì hoạt động bình thường của cơ thể.