Cơ thể sống là một hệ mở thường xuyên trao đổi vật chất với môi trường xung quanh để tồn tại và phát triển. Khác với các cơ thể sống, vật vô cơ như một khúc gỗ khô, một cục đá, một thanh sắt càng tiếp xúc với môi trường xung quanh càng chóng bị phân rã, bào mòn, han gỉ đế rồi tan rã.

Như vậy, trao đổi chất là một trong những đặc trưng và là đặc trưng cơ bản nhất của cơ thể sống vì nhờ có trao đổi chất thường xuyên với môi trường xung quanh mà cơ thể sinh trưởng, phát triển và sinh sản để bảo tồn và duy trì sự sống từ thế hệ này qua thế hệ khác. Sống trong môi trường luôn thay đổi, cơ thể phải có những cơ chế thích nghi để bảo đảm sự tồn tại trong những điều kiện luôn đổi thay đó nhờ sự chỉ đạo của thần kinh và thể dịch dưới hình thức cảm ứng.

Tế bào là đơn vị cấu tạo và đơn vị chức năng của cơ thể sống. Muốn tồn tại và thực hiện mọi hoạt động sống, tế bào phải thường xuyên trao đổi chất với môi trường xung quanh, đó là máu, nước mô và bạch huyết tạo thành môi trường trong của cơ thể và là môi trường bao quanh các tế bào, mang vật chất cần thiết đến cho tế bào để tế bào có thể tồn tại và thực hiện mọi hoạt động sống của nó (đổi mới hoặc thay thế phần vật chất đã bị phận giải, tổng hợp những thành phần chất sống của tế bào, phân giải các chất tạo năng lượng cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào và cơ thể) đồng thời thải loại ra môi trường trong những sản phẩm phân huỷ hoặc sản phẩm của chuyển hoá trong tế bào. Vậy tế bào nhận những chất cần thiết từ đâu ? Và đưa những sản phẩm phân huỷ trong tế bào đi đâu ?

Tế bào lấy các chất dinh dưỡng từ thức ăn thông qua cơ quan tiêu hoá và lấy 02 của không khí bên ngoài qua cơ quan hô hấp, nhờ máu do cơ quan tuần hoàn đưa tới và cũng chính cơ quan tuần hoàn đã chuyển các chất thải đến các cơ quan bài tiết để lọc thải ra môi trường ngoài.

Như vậy, sự trao đổi chất giữa cơ thể với môi trường ngoài liên quan chặt chẽ với trao đổi chất ở tế bào và là điều kiện đảm bảo cho sự trao đổi chất ở tế bào. Nói khác đi, trao đổi chất giữa tế bào với môi trường ngoài là thông qua môi trường trong của cơ thể.

Trao đổi chất chỉ là mặt biểu hiện bên ngoài của quá trình chuyển hoá bên trong của tế bào (còn gọi là chuyển hoá nội bào) bao gồm hai mặt của một quá trình thống nhất. Hai mặt đó là đồng hoá và dị hoá.

- Nhờ có các vật chất vận chuyển qua màng tế bào dưới dạng các hợp chất đơn giản, tế bào mới tổng hợp nên những thành phần vật chất cần thiết cho tế bào hoặc cơ thể, đồng thời tích luỹ năng lượng trong các sản phẩm tổng hợp. Đó là mặt đồng hoá.

- Mặt khác, song song với đồng hoá là mặt dị hoá. Đó là quá trình phân giải các chất nhờ có Ot do máu mang tới, giải phóng năng lượng cho mọi hoạt động sống của tế bào kể cả hoạt động tổng hợp các chất trong đồng hoá cũng sử dụng năng lượng từ quá trình dị hoá.

Như vậy, chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào chính là đồng hoá và dị hoá diễn ra bên trong tế bào gọi chung là chuyển hoá nội bào.

Có thể xem như chuyển hoá nội bào là bản chất của quá trình trao đổi chất, còn trao đổi chất chỉ là mặt biểu hiện bên ngoài của chuyển hoá nội bào.

Đồng hoá và dị hoá là 2 mặt của một quá trình thống nhất là chuyển hoá nội bào. Đó là quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào có liên quan chặt chẽ với trao đổi chất ở phạm vi tế bào và là mặt bản chất mà trao đổi chất, chỉ là mặt biểu hiện bên ngoài.

Đồng hoá là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ phức tạp riêng cho tế bào và cơ thể từ các hợp chất đơn giản do máu mang tới, đồng thời tích luỹ năng lượng trong các sản phẩm tổng hợp.

Dị hoá, ngược lại, là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp có trong các tế bào thành các hợp chất hữu cơ đơn giản đồng thời giải phóng năng lượng cần thiết cho mọi hoạt động sống của tế bào (co cơ, vận chuyển tích cực ; kể cả năng lượng sử dụng đế tổng hợp chất trong đồng hoá).

Như vậy, đồng hoá và dị hoá tuy là 2 mặt mâu thuẫn nhưng gắn bó chặt chẽ với nhau vì đồng hoá là tổng hợp chất và tích luỹ năng lượng, dị hoá là phân giậỉ các chất và giải phóng năng lượng. Nếu không có đồng hoá thì không có vật chất cho dị hoá và không có dị hoá thì không có năng lượng sử dụng trong đồng hoá. Đó là hai mặt tuy mâu thuẫn nhưng thống nhất và gắn bó chặt chẽ với nhau.

Các tế bào của cơ thể thường xuyên cần các chất dinh dưỡng và O2 lấy từ môi trường bên ngoài qua thức ăn và không khí thở nhưng thức ăn là các hợp chất phức tạp, các tế bào không thể sử dụng ngay mà phải thông qua một quá trình biến đổi trung gian trong các cơ quan tiêu hoá thành các hợp chất đơn giản như glucôzơ, axit amin, glixêrin và axit béo, được máu đưa đến tế bào để tổng hợp thành phần chất cần thiết cho tế bào và tích luỹ năng lượng trong đồng hoá. Mặt khác, tế bào cũng luôn phân giải các chất hữu cơ phức tạp có trong tế bào để giải phóng năng lượng trong quá trình dị hoá. Các sản phẩm phân huỷ của dị hoá cần được chuyển qua máu và đưa đến cơ quan bài tiết để lọc thải ra môi trường ngoài.

Như vậy, tiêu hoá tạo điều kiện cho đồng hoá. Còn bài tiết là hệ quả của dị hoá nên tiêu hoá không đồng nhất với đồng hoá và dị hoá không phải là bài tiết.

Chuyển hoá Cơ bản là mức năng lượng tối thiểu tạo ra khi cơ thể ở trạng thái nghỉ ngơi hoàn toàn (lúc nằm nghỉ và sau khi ăn tối thiểu 12 giờ). Đó là năng lượng cần thiết để duy trì các hoạt động tối thiểu của các cơ quan tuần hoàn, hô hấp và bài tiết.

Mức năng lượng để duy trì sự sống đó được tính bằng kilojun (KJ) trong 1 giờ đối với lkg khối lượng cơ thể trên bề mặt là lm2 da. Việc xác định năng lượng trong chuyển hoá cơ bản ở các lứa tuổi khác nhau trong trạng thái bình thường là để xây dựng một thang đo chuẩn.

Khi so sánh chuyển hoá cơ bản của một người nào đó với thang đo chuẩn, nếu thấy có sự chênh lệch quá lớn có nghĩa là cơ thể của người đó không phải trong trạng thái bình thường mà đang ở trong trạng thái bệnh lí. Chẳng hạn, có thể đo chuyển hoá cho một người nghi là bị ưu năng tuyến giáp, nếu kết quả chênh lệch quá lớn so với thang đo thì có thể kết luận người đó có triệu chứng của bệnh ưu năng tuyến giáp (bệnh bazơđô còn gọi là bệnh bướu cổ lồi mắt).

Thân nhiệt là nhiệt độ của cơ thể. Ở người bình thường, thân nhiệt luôn ổn định và dao động xung quanh 37°C không quá 0,5°C. Cơ chế đảm bảo thân nhiệt không đổi là đảm bảo sự cân bằng giữa sinh nhiệt và toả nhiệt.

- Quá trình sinh nhiệt liên quan chặt chẽ với trao đổi chất và chuyển hoá ở các tế bào. Khi cơ thể hoạt động mạnh, trao đổi chất và chuyển hoá tăng cường, cơ năng biến thành nhiệt năng làm thân nhiệt tăng. Để thân nhiệt giảm xuống mức bình thường thì nhiệt sinh ra phải được toả ra ngoài qua mặt da nhờ các mao mạch dưới da dãn ra, đưa máu ra gần mặt da giúp cho sự thoát nhiột được dễ dàng, đồng thời nhịp thở tăng cũng là hình thức trao đổi nhiệt tốt với môi trường xung quanh.

- Khi nhiệt độ môi trường ngoài tăng cao hơn nhiệt độ cơ thể, hình thức toả nhiột bằng bức xạ bị hạn chế, lúc này hình thức điều hoà nhiệt được thể hiện bằng tiết mồ hôi. Mồi hôi bay hơi sẽ thu nhiệt của cơ thể (nhiệt bay hơi). Mó hôi bay hơi càng nhanh khi ở nơi thoáng gió (ta thường dùng quạt cho mát). Đây cũng là hình thức làm nhiệt độ cơ thể giảm khi lao động nặng. Thoát nhiệt bằng tiết mồ hôi phối hợp với hình thức toả nhiệt qua mặt da sẽ làm thân nhiệt mau chóng trở lại bình thường.

Cơ chế điều hoà nhiệt của cơ thể trình bày trên đây thể hiện rõ trong câu ca dao :

Cày đồng đang buổi ban trưa,

Mồ hôi thánh thót như mưa ruộng cày.

Ngược lại, khi trời lạnh thì cơ chế điều hoà để đảm bảo thân nhiệt không đổi bằng tăng sinh nhiệt và giảm toả nhiệt. Cơ thể tăng sinh nhiệt bằng tăng cường trao đổi chất và chuyển hoá. Tăng cường vận động cơ thể là một hình thức tăng sinh nhiệt. Cơ thể thường phản ứng bằng run đối với cái "rét căm căm (hình thức rung cơ tạo nhiệt); đồng thời để đỡ thoát nhiệt, các mạch máu dưới da co lại rút máu vào bên trong để giữ nhiệt (nên da tái môi thâm khi trời rét cũng là một hình thức giảm toả nhiệt). Lạnh "sởn gai ốc" một mặt làm da săn lại, một mặt tăng sinh nhiệt vì đó là biểu hiện của co các cơ dựng lông (điều này có ý nghĩa đối với động vật có bộ lông mao (thú) hoặc lông vũ (chim), khi trời lạnh, cơ dựng lông làm các lông dựng đứng tạo nên một lớp không khí cách nhiệt dày hơn để giữ ấm cơ thể).

Tăng sinh nhiệt khi trời lạnh là tăng quá trình dị hoá, tầng đòi hỏi cung cấp dinh dưỡng để tạo nhiệt cho cơ thê giúp ta hiểu được câu ca dao :

Trời nóng chóng khát (vì mồ hôi thoát ra nhiều, cơ thể mất nước, phản ứng lại bằng cảm giác khát) và trời mát chóng đói (bù đắp vật chất cần thiết cho quá trình dị hoá để tạo năng lượng chống rét).Trời nóng chóng khát, trời mát chóng đói.

Đó chính là cơ chế điều hoà thân nhiệt đã được nhân dân tổng kết.

1. Có thể xác định cường độ trao đổi chất bằng cách đo nhiệt lượng toả ra trong quá trình chuyển hoá. Tất cả các dạng năng lượng tiêu dùng trong cơ thể cuối cùng đều biến thành nhiệt năng toả ra môi trường xung quanh, do đó người ta đã dùng phương pháp đo nhiệt trực tiếp bằng "phòng đo nhiệt lượng".

Phòng được cách nhiệt hoàn toàn với bên ngoài, trong đó có một hệ thống ống dẫn nước chảy qua. Người ta có thể đo nhiệt toả ra của người thực nghiệm bằng xác định độ tăng nhiệt độ của khối nước đã đi qua phòng trong thời gian thực nghiệm.

2. Phương pháp đơn giản hơn là phép đo nhiệt lượng gián tiếp dựa trên cơ sở "đương lượng nhiệt" của $O_2$ do phản ứng ôxi hoá các loại thức ăn.

Khi 1 lít $O_2$ chuyển hoá với glucozơ sẽ giải phóng 5,01 Calo năng lượng, với mỡ là 4,70 Calo, còn với prôtêin là 4,60 Calo (1 kilocalo = 1 000 Calo).

Với khẩu phần hỗn hợp thì trung bình 1 lít $O_2$ tiêu thụ trong cơ thể sẽ giải phóng được 4,825 Calo (đó là đương lượng nhiệt của 1 lít $O_2$).

Với phương pháp này chỉ cần đo thể tích khí thở bằng máy đo thông khí tspirometer). Chỉ cần đo trong 6 phút có thể tính ra số lít $O_2$ tiêu thụ trong 1 giờ rồi nhân với đương lượng nhiệt của $O_2$ để tính ra calo là năng lượng mà có thể tiêu dùng của người thực nghiệm.

3. Việc xác định cường độ trao đổi chất của các loại hình lao động có thể giúp xác định được nhu cầu năng lượng mà loại hình lao động đó cần cung cấp qua khẩu phần ăn hằng ngày. Nó còn giúp xác định tình trạng sinh lí của cơ thể là bình thường hay đang trong tình trạng bệnh lí.

Xây dựng khẩu phần ăn là phải dựa vào nhu cầu của cơ thể của từng loại đối tượng :

- Trẻ đang lớn trong khẩu phần cần nhiều prôtêin.

- Người vừa ốm dậy, để phục hồi sức khoẻ cần được bồi dưỡng thích đáng.

- Phụ nữ đang mang thai không thể thiếu canxi và sắt là những yếu tố tạo xương và máu trong sự phát triển của thai nhi.

- Người lao động nặng, cần bù đắp lại năng lượng đã tiêu hao so với người lao động nhẹ.

- Người lao động trí óc, các nhà khoa học khẩu phần phải khác với những người hoạt động cơ bắp, các nhà thể thao...

Xác định khẩu phần ăn uống phải đảm bảo nguyên tắc :

- Đủ lượng, đủ chất và phù hợp với từng loại đối tượng.

- Đủ lượng để đảm bảo sự bù đắp năng lượng đã tiêu hao, ở trẻ đang lớn phải đảm bảo cung cấp dinh dưỡng cho đồng hoá vượt dị hoá.

- Đồng thời lại phải đảm bảo đủ chất nghĩa là phải đủ các loại chất prôtêin (đạm), lipit (mỡ), gluxit (chất đường bột) cùng các loại vitamin và muối khoáng cần thiết.

Vitamin là những hợp chất hoá học tương đối đơn giản có trong thức ăn, trong rau quả tươi với một lượng rất nhỏ. Tuy không cung cấp năng lượng cho cơ thể nhưng đó là những amin đầu tiên phát hiện trong lịch sử khoa học rất cần cho sự sống nên được đặt tên là vitamin (tên ghép "amin + cần cho sự sống"). Vitamin là một thành phần không thể thiếu được của nhiều loại enzim cần cho chuyển hoáẾ Nếu thiếu trong khẩu phần ăn hằng ngày có thể dẫn đến tình trạng bệnh lí, chẳng hạn thiếu vitamin A gây bệnh quáng gà, thiếu vitamin B gây bệnh phù thũng, thiếu vitamin C gây bệnh chảy máu chân răng (bệnh Scorbut).

Vitamin D là loại vitamin duy nhất được tổng hợp ở da dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Nó cần cho sự hấp thu canxi và phôtpho của ống tiêu hoá. Thiếu vitamin D cơ thể không hấp thu được canxi, phôtpho sẽ dẫn tới bệnh còi xương.

Vitamin K giúp gan tổng hợp Prothrombin là một trong 13 yếu tố phải có, cần cho quá trình đông máu (chống mất máu). Nếu thiếu sẽ mắc bệnh máu khó đông.

Riêng vitamin B có nhiều loại tạo thành nhóm vitamin B. Trong đó phải kể đến những vitamin phổ biến cần thiết cho cơ thể như B1, B2, B6, B12. Thiếu B12 sẽ gây thiếu máu, nó là một yếu tố cần thiết tham gia vào cấu tạo hồng cầu trong tuỷ xương. Ngày nay nhiều loại vitamin đã được tổng hợp trong công nghệ.

Ngoài vitamin, muối khoáng cũng là một thành phần không thể thiếu trong khẩu phần ăn hằng ngày. Tỉ lệ muối khoáng trong cơ thể phải đảm bảo ổn định đặc biệt là Na+, K+ để đảm bảo sự cân bằng áp suất thẩm thấu. Các muối kali, natri cần cho hoạt động của mọi tế bào, của sự co cơ, trong quá trình hình thành xung thần kinh và lan truyền xung thần kinh. Các muối canxi và phôtpho là thành phần chính của xương. Ca2+ rất cần cho đông máu, cần cho hoạt động co rút của cơ, đặc biệt là cơ tim. Thiếu Ca2+ dẫn tới hiộn tượng co cứng, hiện tượng chuột rút, có thể gây tử vong trong trường hợp co cứng các cơ hô hấp.

Iôt cần thiết cho tổng hợp hoocmôn tirôxin của tuyến giáp là một hoocmôn có tác dụng quan trọng đối với chuyển hoá nội bào. Thiếu iôt sẽ gây bệnh bướu cổ ảnh hưởng đến sự lớn lên của trẻ, sự phát triển trí tuệ của trẻ, ở người lớn thì trí nhớ giảm sút.

Sắt cũng là thành phần quan trọng cấu tạo nên huyết sắc tố (hêmôglôbin) trong hồng cầu. Thiếu sắt sẽ gây thiếu máu.

Đồng, kẽm, mangan, côban... là những yếu tố vi lượng rất cần cho các hoạt động sinh lí bình thường của cơ thể vì chúng là thành phần cấu tạo của nhiều loại enzim trong cơ thể, cần thiết cho chuyển hoá nội bào.

Ăn no chớ có chạy đầu

Chạy là một hoạt động cần được cung cấp nhiều năng lượng, nhất lại là chạy thi, chạy vượt lên đầu, mà trong lúc vừa ăn no xong lại cần tập trung năng lượng cho hoạt động của cơ quan tiêu hoá. Cơ quan đang hoạt động thì mấu phải dồn tới nhiều, mang 02 và các chất dinh dưỡng (chủ yếu là glucôzơ) tới để ôxi hoá, tạo năng lượng cho cơ quan đó hoạt động.

Đây là lời khuyên để đảm bảo cho sự tiêu hoá được tốt, hợp vệ sinh, đảm bảo sự phân phối máu hợp lí cho các cơ quan đang hoạt động.

Nếu ăn xong chạy ngay thì sẽ bị "đau xóc", nhất là lại chạy nhanh vượt lên đầu thì càng nguy hiểm, ăn vừa xong sẽ bị đầy, khó tiêu vì máu đã dồn vào hoạt động chạy nên hạn chế hoạt động của cơ quan tiêu hoá, các tuyến tiêu hoá giảm tiết, các cơ ở thành ống tiêu hoá hạn chế co bóp để tiêu hoá thức ăn.

- Phân phối máu hợp lí nhất phải là :

Căng da bụng, trùng da mắt.

(Nghĩa là sau khi ăn no, nên nghỉ và ngủ để đảm bảo máu dồn vào hộ tiêu hoá. giúp tiêu hoá tốt).

Đói bụng chớ có tẩm lâu mà phiền.

Đây cũng là lời khuyên trong sử dụng năng lượng hợp lí!

Khi tắm cơ thể sẽ mất nhiệt, cơ thể phải tăng sinh nhiệt để bù đắp lại phần nhiệt mất đi khi tắm, giữ cho thân nhiệt ổn định.

Đây là hiện tượng mất thăng bằng trong chi thu năng lượng, có chi mà không có thu. Năng lượng mất đi không được bù lại, dị hoá vượt đồng hoá là sự bất thường trong hoạt động sinh lí của cơ thể có thể dẫn tới bị cảm lạnh do hạ nhiệt, có thể dẫn tới đột quỵ, tử vong.

Hai câu ca dao trên là những lời khuyên trong vệ sinh ăn uống, trong sinh hoạt hằng ngày, đảm bảo một sự hài hoà trong sinh hoạt, để đảm bảo sức khoẻ lâu dài.

Đáp án D

Đáp án D

Đáp án D

Đáp án C

Đáp án D

Đáp án C

Đáp án A

Đáp án D

Đáp án A

Đáp án D

Đáp án A

Đáp án D

Đáp án A

Đáp án A

Đáp án C

Đáp án B

Đáp án C

Đáp án D

Đáp án

1.C

2.A

3.B

4.D

Đáp án

1.C

2.D

3.A

4.B

Đáp án

1.D

2.C

3.A

4.B

Đáp án

1.A

2.C

3.D

Đáp án

1.B,E

2.A,C,D

Đáp án

1.A,C

2.B,D

3.E

Đáp án

1.Đ

2.Đ

3.S

4.Đ

5.Đ

Đáp án

1.Đ

2.Đ

3.S

4.Đ

Đáp án

1.Đ

2.S

3.S

4.Đ

Đáp án

Đáp án

Đáp án