- 5/5/2025
Trao đổi chuyên sâu về Trao đổi chất vả chuyển hóa năng lượng trong tế bào
Danh mục
📚
Học tậpPhụ đề
00:00Chào mừng quý vị đến với buổi thảo luận chuyên sâu của chúng ta.
00:03Hôm nay mình sẽ cùng tìm hiểu một cái hoạt động cực kỳ cơ bản của sự sống.
00:07Vâng.
00:08Đó là cách mà tế bào, cái đơn vị nhỏ nhất ấy, nó trao đổi chất với bên ngoài,
00:12thông qua một thứ gọi là màng sinh chất.
00:14Chính xác.
00:15Thì dựa trên các tài liệu và video bài giảng sinh học sẵn có,
00:18chúng ta sẽ cố gắng làm rõ xem tế bào lấy thứ nó cần,
00:22rồi thải cái thứ nó không cần ra ngoài, kiểu như thế nào.
00:24Vâng, cái màng tế bào ấy, nó không phải là một bức tường đâu,
00:28nó linh động lắm, giống như là một người gác cổng vậy.
00:31Nhưng mà rất là tinh vi, nó kiểm soát dòng việt chất ra vào có trọn lọc hẳn hoi.
00:36À, trọn lọc.
00:37Vâng, và cái việc kiểm soát này lại cực kỳ quan trọng
00:40để tế bào giữ được cái môi trường bên trong ổn định.
00:43Người ta gọi là cân bằng nội môi đấy.
00:45Vâng, thế thì người gác cổng này làm thế nào để quyết định ai được qua ai không?
00:49Hình như là có hai kiểu chiến lược chính phải không anh?
00:51Một kiểu thì có vẻ thuận lợi, không tốn sức.
00:54Đúng rồi.
00:54Còn kiểu kia thì ngược lại phải bỏ công sức ra.
00:57Một cách phân loại rất hay đấy ạ.
00:59Khoa học thì gọi là vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động.
01:02Cái vận chuyển thụ động thì đúng là tế bào không cần tốn năng lượng ATP.
01:06À.
01:06Nó dựa hoàn toàn vào sự tranh lịch thôi.
01:09Tranh lịch về nồng độ.
01:10Người ta gọi là gradient nồng độ.
01:12Các chất nó cứ tự động đi từ nơi nhiều sang nơi ít.
01:15Thế cái kiểu đơn giản nhất chắc là cứ thế đi thẳng qua cổng luôn ạ.
01:18Đúng rồi.
01:18Đó gọi là khuếch tán đơn giản.
01:20Mấy cái phân tử nhỏ nhỏ này không phân cực lại còn ưa béo.
01:24Ví dụ như khí oxy 2, CO2 hay là vitamin A, D, E, K, steroid nữa.
01:30Vâng.
01:30Là nó len lỏi trực tiếp qua cái lớp màng lipid kép được luôn.
01:34À.
01:34Nước thực ra cũng qua được kiểu này nhưng mà hơi chậm.
01:37Tốc độ nhanh chậm là tùy thuộc vào độ tranh lịch nồng độ nhiều hay ít đúng không ạ?
01:41Với cả nhiệt độ nữa.
01:42Chính xác.
01:43Gradient càng dốc, nhiệt độ càng cao thì khuếch tán càng nhanh.
01:47Ừ.
01:48Nhưng mà còn những chất mà nó không ưa cái lớp màng béo đó thì sao?
01:51Ví dụ như đường glucosa này hay là acid amine rồi mấy cái ion như Na+, K+, mấy thứ đó quan trọng mà.
01:59Đúng vậy.
02:00Đúng vậy.
02:01Chúng không thể tự đi qua dễ dàng được.
02:03Mấy chất phân cực hay là ion mang điện thì nó cần trợ giúp đặc biệt.
02:08Trợ giúp à?
02:08Vâng. Gọi là khuếch tán tăng cường hay là khuếch tán có trợ lực.
02:13Nó vẫn là thụ động thôi, tức là vẫn đi theo chiều gradient nồng độ không tốn ATP.
02:17Vâng.
02:18Nhưng mà nó phải cần các protein đặc biệt nằm xuyên trên mảng để giúp.
02:22Có thể là protein kênh, nó tạo ra một cái đường hầm.
02:25À, như cái ống á.
02:26Đúng rồi. Cho ion hoặc nước đi qua.
02:29Kênh aquaporin cho nước là một ví dụ rất điển hình.
02:32Hoặc là protein mang, loại này thì nó hơi khác.
02:34Khác sao ạ?
02:35Nó sẽ phải kết hợp với cái chất cần vận chuyển ấy, rồi nó thay đổi hình dạng một chút, xong rồi mới đẩy chất đó qua mảng.
02:42Kiểu như là nó ôm chất đó đi qua.
02:44À, em hình dụng rồi.
02:46Giống như là có cửa riêng hoặc là có người khuôn vác riêng cho từng loại khách ấy nhỉ?
02:50Vâng. Một cách hình dung rất tốt.
02:52Và vì cửa hay người khuôn vác thì có hạn thôi.
02:54Nên nếu mà khách đông quá, thì tốc độ cũng chỉ đến một mức nào đó thôi. Phải xếp hàng chờ.
02:59Chính xác. Đó chính là cái tính đặc hiệu và hiện tượng bão hòa của khuếch đán tăng cường. Mỗi protein thường chỉ cho một hoặc một vài loại chất nhất định đi qua thôi.
03:07Hay thật. Mà nói đến nước ạ, nãy anh có nhắc là nó qua được cả khuếch đán đơn giản, lẫn qua kênh aquaporin. Em nhớ là có một cái hiện tượng rất quan trọng liên quan đến nước là thầm thấu.
03:17À vâng, thầm thấu. Nó chính là sự khuếch đán của nước thôi, nhưng mà là qua một cái màng gọi là màng bán thấm.
03:23Màng bán thấm.
03:24Tức là màng cho nước qua dễ dàng, nhưng mà chất tan thì khó hơn. Nước đó sẽ di chuyển từ nơi có thế nước cao, tức là ít chất tan.
03:32Bằng.
03:33Đến nơi có thế nước thấp, tức là nhiều chất tan hơn. Hay nói cách khác là từ nơi loãng sang nơi đặc hơn.
03:40À, thế thì cái này ảnh hưởng lớn đến tế bào lắm ạ. Ví dụ như mình ngâm tế bào vào dung dịch muối đặc chẳng hạn, là môi trường ưu trương ấy, thì nước từ trong tế bào sẽ đi ra ngoài hết.
03:50Đúng rồi, tế bào sẽ mất nước, téo lại. Tế bào thực vật thì gọi là con nguyên sinh.
03:56Còn nếu cho vào nước cất, là môi trường nhược trương, thì nước lại tràn vào. Tế bào động vật không có thành cứng như thực vật thì có thể bị vỡ luôn.
04:04Chính xác, nó sẽ trương lên và có thể vỡ. Đó là lý do vì sao mà khi truyền dịch, người ta phải dùng nước muối sinh lý 0,9%.
04:12À, vì nó là môi trường đẳng trương, nồng độ bên ngoài bằng bên dung tế bào.
04:17Vâng, nước ra vào cưng bằng, tế bào dính nguyên hình dạng.
04:21Em hiểu rồi, nãy giờ mình nói toàn chuyện đi xuôi dòng thôi. Nhưng mà chắc chắn là có lúc tế bào cần làm điều ngược lại chứ ạ.
04:28Ví dụ như nó muốn tích chữ một chất gì đó, dù bên ngoài đang ít hơn bên trong. Hoặc là phải bơm chất thải ra ngoài, dù bên ngoài cũng đang nhiều rồi.
04:36Chuẩn luôn. Những lúc như vậy thì không thể dùng vận chuyển thủ động được nữa. Phải cần đến vận chuyển chủ động.
04:42Chủ động, tức là phải bỏ sức ra.
04:44Đúng vậy. Nó đi ngược chiều gradient nồng độ. Từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao.
04:50Và vì đi ngược tự nhiên như vậy, nó bắt buộc phải tiêu tốn năng lượng ATB của tế bào.
04:54À, tốn năng lượng.
04:56Và nó cũng cần các protein vận chuyển đặc hiệu, hoặc đống như những cái máy bơm vậy.
05:00Máy bơm ạ? Có ví dụ nào không anh?
05:02Cái bơm natural plus kề cập là ví dụ kinh điển nhất. Hầu hết tế bào động vật đều có cái bơm này.
05:08Nó bơm ion nachi ra hoài và kali vào trong. Đều là ngược chiều gradient.
05:13Tốn khá nhiều năng lượng đấy, nhưng mà lại cực quy cần thiết cho nhiều thứ như là hoạt động của tế bào thân kinh chẳng hạn.
05:19Vâng. Thế còn những cái thứ mà nó to quá thì sao ạ?
05:22Ví dụ như cả một con vi khoắn hay là những phân tử protein lớn, polysaccharide. Mấy cái đó thì chắc không chui qua kênh hay nhờ protein mang được rồi.
05:30Đúng vậy. Đối với những gói hàng siêu to khổng lồ này, tế bào có cách riêng. Đó là nhập bào và suất bào.
05:37Nhập và suất. Ngay là biết một cái đưa vào một cái đưa ra.
05:40Chính xác. Nhập bào hay endocytosis là đưa vật chất từ bên ngoài vào trong tế bào. Còn suất bào, exorocytosis là đưa vật chất từ trong ra ngoài. Cả hai quá trình này đều cần mang tế bào phải biến dạng đi. Kiểu như là nó lõm vào để nuốt, hoặc là nó hòa màng để nhả ra. Và dĩ nhiên là cũng phải tốn năng lượng ATP.
06:00Thế nhập bào có mấy kiểu ạ? Em nhớ hình như có kiểu ăn, kiểu uống.
06:04Đúng rồi. Có thực bào, nghĩa là tế bào ăn các vật thể rắn, ví dụ như bạch cầu ăn vi khuẩn. Rồi có ẩm bào là tế bào uống các giọt dịch ngoại bào.
06:12Vâng.
06:13Và còn một kiểu tinh vi hơn là nhập bào qua trung gian thụ thể. Tức là trên màng tế bào có những cái thụ thể đặc hiệu. Chỉ khi nào chất cần vận chuyển gắn vào đúng thụ thể đó thì màng mới lõm vào để lấy. Rất trọn lọc.
06:25À, tức là phải có vé mời mới được vào. Thế còn suất bào thì sao ạ? Nó dùng để làm gì?
06:30Suất bào thì ngược lại. Tế bào dùng cách này để tiết ra ngoài những chất mà nó tạo ra. Ví dụ như enzyme tiêu hóa, hormone hoặc là chất dẫn truyền thần kinh. Hoặc là để thải những chất cận bã không cần thiết. Các chất này sẽ được đóng gói trong các cái túi màng. Rồi túi này di chuyển đến màng tế bào, hòa màng và giải phóng chất chứa bên trong ra ngoài.
06:49Wow. Thực sự là một hệ thấm kiểm soát biên giới cực kỳ phức tạp mà lại hiệu quả nữa. Từ cái chuyện đi lại tự do như khoách tán đơn giản, rồi cần trợ giúp một chút như khoách tán tăng cường.
06:59Vâng.
07:00Rồi đến cái việc phải tốn năng lượng để đi ngược dòng như vận chuyển chủ động, và cuối cùng là cả cái vụ vận chuyển hàng hóa còng cành bằng cách biến dạng màng nữa.
07:09Đúng vậy. Điểm mấu chốt để phân biệt chúng chính là có cần năng lượng ATP hay không, chiếu di chuyển là xuôi hay ngừa gradient nồng độ, và có cần đến protein màng đặc hiệu hay không, hay là cần biến dạng cả màng tế bào.
07:21Vâng.
07:21Vâng.
07:22Vâng.
07:23Vâng.
07:24Vâng.
07:25Vâng.
07:26Vâng.
07:27Vâng.
07:28Vâng.
07:29Vâng.
07:30Vâng.
07:31Vâng.
07:32Vâng.
07:33Vâng.
07:34Vâng.
07:35Vâng.
07:36Vâng.
07:37Vâng.
07:38Vâng.
07:39Vâng.
07:40Vâng.
07:41Vâng.
07:42Vâng.
07:43Vâng.
07:44Vâng.
07:45Vâng.
07:46Vâng.
07:47Vâng.
07:48Vâng.
07:49Vâng.
07:50Vâng.
07:51Vâng.
07:52Vâng.
07:53Vâng.
07:54Vâng.
07:55Vâng.
07:56Vâng.
07:57Vâng.
07:58Vâng.
07:59Vâng.
08:00Vâng.
08:01Vâng.
08:02kênh yông ở tim, ở não nữa, rất nhiều.
08:05À, ra thế.
08:06Hiểu rõ về các cơ chế vận chuyển này
08:08thực sự mở ra hướng để chúng ta tìm cách trần đoán
08:10và điều trị bệnh hiệu quả hơn.
08:16Chào mừng quý vị đến với buổi thả luận hôm nay.
08:19Chúng ta sẽ cùng nhau đi sâu vào một chủ đề
08:21phải nói là
08:22cốt lõi của sự sống.
08:24Đó là quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng.
08:27Nó diễn ra
08:27không ngừng nghỉ bên trong mũ tế bào chúng ta.
08:31Vâng.
08:32Nguồn tài liệu thì chúng tôi dựa trên
08:33giáo trình sinh học 10
08:34và cả các bài giảng chuyên sâu nữa
08:36để mà có cái nhìn vừa tổng quan, vừa chi tiết.
08:40Phù hợp cho cả người mới bắt đầu
08:42lẫn người đã có chuyên môn rồi.
08:43Đúng vậy.
08:44Nhiệm vụ hôm nay là
08:45làm sáng tỏ cái sự liên kết phức tạp
08:47rồi thì cơ chế điều hòa tinh vi
08:49của cái dòng năng lượng này trong tế bào.
08:51Chính xác ạ.
08:53Chúng ta sẽ xem xét là
08:54năng lượng nó biến đổi giữa các dạng ra sao
08:56rồi vai trò trung tâm của ATP
08:58cái mà người ta hay gọi là đồng tiền năng lượng ấy.
09:01À, đồng tiền năng lượng.
09:02Vâng.
09:03Và cả hoạt động của enzyme nữa.
09:05Các chất xúc tác sinh học
09:06mà điều khiển tốc độ phản ứng hóa học.
09:08Tôi lúc nào cũng thấy ấn tượng với cái con số ấy
09:10là enzyme có thể tăng tốc phản ứng lên
09:13hàng triệu, thậm chí hàng tỷ lần.
09:15Đúng thế.
09:16Cực kỳ hiệu quả.
09:17Và cái cách ví von ATP như là tiền tệ
09:20thì đúng là rất dễ hình dung nhỉ.
09:22Mọi hoạt động tế bào đều dùng để nó.
09:24Ừ.
09:25Vậy thì hãy bắt đầu với chí năng lượng đi.
09:27Trong tế bào thì nó tồn tại dưới những dạng nào ạ?
09:30À, trong tế bào ấy
09:31thì năng lượng chủ yếu tồn tại ở dạng hóa năng.
09:34Tức là năng lượng mà được chữ
09:36trong các liên kết hóa học của phân tử.
09:38À, hóa năng.
09:39Đặc biệt là trong các hợp chất hữu cơ
09:40ví dụ như glucose chẳng hạn.
09:42Nhưng mà môi trường tế bào thì rất năng động.
09:45Khi tế bào hoạt động
09:46hóa năng này nó
09:47nó liên tục biến đổi.
09:49Biến đổi thành gì ạ?
09:50Thì nó có thể chuyển thành nhiệt năng.
09:52Cái này giúp duy trì nhiệt độ cơ thể này.
09:54Vâng.
09:54Hoặc là thành cơ năng
09:55khi mà cơ co lại tạo ra chuyển động.
09:58Rồi thì thành điện năng nữa.
09:59Dưới dạng trinh lệch điện thế yông
10:00qua màng tế bào ấy
10:01cái này thì lại rất quan trọng
10:03cho dẫn chuyển thần kinh.
10:04Ồ, một sự luân chuyển liên tục.
10:06Và có vẻ như là ATP
10:07tức là adenosine trifosphate
10:09đống vai trò then chốt
10:10trong việc điều phối cái dòng năng lượng này.
10:12Hoàn toàn đúng.
10:13ATP chính là cái phân tử
10:14trung gian năng lượng phổ quát.
10:16Mình cứ hình dung nó như là tiền tệ.
10:18Kiểu như một cục pin sạc đa năng ấy.
10:19Pin sạc đa năng?
10:20À.
10:21Vâng.
10:21Năng lượng mà giải phóng ra
10:22từ việc đốt trái nhiên liệu như glucose
10:24trong hô hấp tế bào chẳng hạn
10:25thì sẽ được dùng để sạc ADP
10:27tức là adenosine disulfate
10:29thành ATP.
10:30Rồi sau nữa?
10:31Sau đó thì ATP nó di chuyển
10:33đến cái nơi nào đang cần năng lượng.
10:34Có thể là để tổng hợp protein mới
10:36hay là vận chuyển một chất qua màng
10:38hoặc tạo ra cử động cơ.
10:39Vâng, vâng.
10:39Ừ.
10:40Và nó giải phóng năng lượng đó ra
10:41bằng cách là phá vỡ
10:42cái liên kết phốt phát cao năng cuối cùng ấy
10:44rồi lại trở về thành ADP.
10:45Một chú trình liên tục.
10:47Đúng rồi.
10:47Chú trình này diễn ra liên tục
10:48mà tốc độ thì phải nói là chóng mặt.
10:50Một tế bào cơ khi hoạt động ấy
10:52có thể tiêu thụ và tái tạo
10:53hàng triệu phân tử ATP.
10:55Mỗi giây?
10:55Trời.
10:56Hàng triệu phân tử mỗi giây.
10:57Thật là một quy mô đáng kinh ngạc.
10:58Ừ.
11:08Chúng làm thế nào mà tăng tốc độ phản ứng
11:10lên cái mức phi thường như vậy được?
11:11Vâng.
11:12Enzyme là chất xúc tác sinh học.
11:13Bản chất thì phần lớn là protein.
11:15Chúng không làm thay đổi
11:16cân bằng hóa học của phản ứng đâu.
11:17Cũng không bị biến đổi sau phản ứng.
11:19À.
11:19Mà chỉ đơn giản là làm giảm
11:21cái năng lượng hoạt hóa cần thiết
11:22để phản ứng bắt đầu.
11:23Giống như là mình tìm một con đường tắt
11:24dễ đi hơn qua núi
11:25thay vì phải leo thẳng qua đỉnh vậy.
11:27Hay quá.
11:28Một con đường tắt.
11:29Mỗi enzyme thì lại có một cấu trúc
11:31không gian ba chiều rất đập đáo
11:32và trong đó có một vùng đặc biệt
11:34gọi là trung tâm hoạt động.
11:36À.
11:36Trung tâm hoạt động.
11:38Có phải cái này giải thích cho việc
11:39tại sao enzyme lại đặc hiệu như vậy không?
11:42Kiểu như mỗi enzyme chỉ tác dụng lên
11:43một loại chất nhất định thôi.
11:45Chính xác.
11:46Cái cấu trúc của trung tâm hoạt động này
11:47được định hình để nó khớp một cách hoàn hảo
11:50hoặc là gần như hoàn hảo
11:51theo mô hình gọi là khớp cảm ứng
11:54với hình dạng của một phân tử cụ thể
11:56gọi là cơ chất.
11:57Giống như chìa khóa với ổ khóa.
11:59Đúng rồi.
12:00Y như chìa khóa và ổ khóa.
12:01Khi cơ chất gắn vào trung tâm hoạt động
12:03thì enzyme sẽ tạo điều kiện thuận lợi
12:05cho các biến đổi hóa học xảy ra
12:07biến cơ chất thành sản phẩm.
12:09Sau đó sản phẩm rời đi
12:10và enzyme lại sẵn sàng cho chu kỳ tiếp theo.
12:12Vâng.
12:13Cái tính đặc hiệu này nó đảm bảo rằng
12:14đúng phản ứng xảy ra
12:16vào đúng thời điểm và ở đúng vị trí.
12:18Như vậy là chúng ta có dòng năng lượng
12:20chuyển hóa liên tục này
12:21có ATP là nhà cung cấp tức thời này
12:23và có enzyme điều khiển tốc độ và hướng đi.
12:26Vậy thì tế bào kiểm soát
12:28các hoạt động phức đạt này bằng cách nào?
12:30Chắc không phải lúc nào enzyme
12:31cũng hoạt động hết công suất đúng không ạ?
12:33Rất đúng.
12:34Hoạt động của enzyme thì bị ảnh hưởng
12:35bởi nhiều yếu tố môi trường lắm.
12:37Ví dụ như là nhiệt độ và độ pH.
12:39À vâng.
12:40Mỗi enzyme nó có một khoảng nhiệt độ
12:42và pH tối ưu riêng.
12:43Ví dụ nhé,
12:44enzyme pepsin trong dạ dày người mình
12:46thì hoạt động tốt nhất
12:47ở môi trường azit rất mạnh.
12:49pH khoảng 1,5 đến 2,5 thôi.
12:51Ghê nhỉ.
12:51Trong thị đó thì hầu hết
12:52các enzyme khác trong cơ thể
12:54lại hoạt động tối ưu ở pH trung tính
12:55và nhiệt độ thì khoảng 37 độ C.
12:58Ừ.
12:58Nếu mà điều kiện thay đổi quá xa
13:00cái mức tối ưu đó
13:01thì cấu trúc không gian của enzyme
13:02có thể bị biến đổi
13:03thế là mất hoạt tính.
13:04À.
13:05Rồi nồng độ cơ chất
13:06và nồng độ của chính enzyme
13:07cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng nữa.
13:09Điều đó giải thích được
13:10tại sao suất cao lại nguy hiểm rồi.
13:13Nhưng mà
13:13tế bào còn có cái cơ chế
13:15chủ động nào để điều hòa không ạ?
13:17Kiểu như tự nó điều chỉnh ấy.
13:19À.
13:19Có chứ.
13:20Có nhiều cơ chế rất là tinh vi.
13:22Một cái phổ biến là
13:23ức chế ngược
13:24hay còn gọi là
13:25feedback inhibition.
13:26ức chế ngược.
13:26Vâng.
13:27Tức là trong một chuỗi phản ứng
13:28có nhiều bước ấy
13:29thì cái sản phẩm cuối cùng của chuỗi
13:31khi mà nó tích lưỡi đủ nhiều rồi
13:33nó có thể quay lại
13:34và gắn vào cái enzyme
13:35xúc tác cho bước đầu tiên.
13:36À.
13:36Nó thường gắn vào một vị trí khác
13:38trung tâm hoạt động
13:38gọi là vị trí dị lập thể
13:40và việc gắn vào đấy
13:41làm giảm hoạt tính của enzyme nó đi.
13:43Giống như một cái công tắc
13:44tự ngắt đấy nhở.
13:45Khi đủ hàng rồi thì thôi.
13:47Đối rồi
13:47giống như một hệ thống
13:48tự động ngắt
13:49khi đã đủ sản phẩm.
13:50Cái này giúp tế bào
13:51tiết kiệm năng lượng
13:52và nguyên liệu
13:52tránh sản xuất dư thừa.
13:54Rất hiệu quả.
13:55Ngoài ra thì còn có
13:56các chất hoạt hóa
13:57và ức chế khác nữa
13:58cũng như là việc kiểm soát
13:59tổng hợp
14:00hoặc là phân giải enzyme.
14:01Và khi mà
14:01những cái cơ chế điều hòa này
14:03nó gặp trục trặc
14:04hoặc là bản thân enzyme bị lỗi
14:06thì hậu quả chắc là nghiêm trọng lắm.
14:08Đúng vậy ạ.
14:09Rất nhiều bệnh di chuyển
14:10mà liên qua đến dối lạn chuyển hóa
14:11là do thiếu hụt
14:12hoặc là bất hoạt
14:13một enzyme cụ thể nào đó.
14:14Có ví dụ nào không ạ?
14:15Ví dụ kinh điển là bệnh
14:16phenin ketenuria
14:17viết tắt là PKU.
14:19À
14:19PKU
14:20Người mắc bệnh này
14:22thì bị thiếu cái enzyme
14:23để chuyển hóa
14:23acid amine pheninalanine
14:25thành tyrosine.
14:26Kết quả là pheninalanine
14:28nó tích tụ trong máu
14:29và các mô
14:29gây tổn thương nghiêm trọng
14:30cho não bộ đang phát triển.
14:32Nguy hiểm quá.
14:32Vâng.
14:33Nếu mà không được phát hiện
14:34và điều trị sớm
14:35bằng một chế độ ăn kiêng đặc biệt.
14:36Đây là minh chứng rất rõ ràng
14:37cho tầm quan trọng
14:38của từng enzyme 1
14:39trong cái mạng lưới chuyển hóa
14:41phức tạp của cơ thể.
14:42Rõ ràng rồi.
14:43Đúng là một hệ thống
14:44cực kỳ phức tạp
14:45liên kết chặt chẽ với nhau
14:53vai trò của ATP
14:54như bin sạc đa năng này
14:56đến hoạt động chuyên biệt
14:57và được kiểm soát chặt chẽ
14:59của hàng ngàn loại enzyme.
15:00Vâng.
15:01Và có một cái điều thú vị
15:02mà chúng ta có thể suy ngẫm thêm.
15:05Thử hình dung nhé.
15:06Không phải là một enzyme
15:07bị bất hoạt hoàn toàn
15:08như trong bệnh PKU vừa nói.
15:10Ừm.
15:10Mà chỉ là hiệu suất
15:11của một enzyme trổ chốt nào đó
15:13trong một con đường chuyển hóa dài
15:15nó bị duy giảm nhẹ thôi.
15:17Có thể là do một đột biến nhỏ
15:19hoặc là một yếu tố môi trường
15:20nào đó tác động một cách tinh vi.
15:22Một sự thay đổi nhỏ thôi.
15:23Đúng vậy.
15:24Một thay đổi rất nhỏ.
15:26Nhưng mà
15:26cái sự thay đổi nhỏ này
15:27nó giống như một gợn sóng ấy.
15:30Nó có thể lan truyền
15:31và khuếch đại như thế nào
15:32qua toàn bộ mạng lưới phản ứng.
15:33À.
15:34Hiệu ứng cánh bướm trong tế bào.
15:36Có thể nói là như vậy.
15:37Những cái ảnh hưởng lên
15:38tổng thể chức năng tế bào
15:40và sức khỏe của cơ thể sẽ ra sao.
15:42Nó cho thấy cái sự cân bằng
15:43cực kỳ tinh tế
15:44và đôi khi là rất mong manh
15:45của sự sống ở cấp độ phân tử.
15:52Xin chào quý vị.
15:53Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau
15:55tìm hiểu sâu hơn về
15:56hoạt động cốt lõi
15:58bên trong mỗi tế bào sống.
16:00Vâng.
16:00Cụ thể là hai quá trình nền tảng luôn ạ.
16:03Cách tế bào xây dựng
16:04à tức là
16:05tổng hợp nên các chất phức tạp
16:06và đồng thời tích chữ năng lượng.
16:09Và cả quá trình ngược lại nữa đúng không?
16:11Làm thế nào chúng lại phân giải các chất đó
16:13để mà giải phóng năng lượng
16:14cần thiết cho mọi hoạt động.
16:15Chính xác.
16:16Hai quá trình này
16:17tổng hợp và phân giải
16:18nó giống như hai mặt của một đồng tiền vậy.
16:21Là nền tảng của sự sống
16:22từ việc cây quang hợp
16:24đến việc cơ thể chúng ta
16:26lấy năng lượng từ thức ăn.
16:27Mục tiêu hôm nay là làm rõ bản chất
16:29các giai đoạn chính
16:30và mối liên hệ mật thiết giữa chúng
16:32dựa trên các tài liệu sinh học.
16:34Đúng vậy ạ.
16:35Vậy mình bắt đầu với việc xây dựng chếp nhé.
16:37Tức là tổng hợp.
16:38Có phải là tế bào
16:39nó dùng mấy cái phân tử đơn giản
16:41cộng thêm năng lượng
16:45Đúng rồi ạ.
16:47Giống như là xây nhà
16:48từ những viên gạch nhỏ vậy.
16:49Và quan trọng là
16:50năng lượng được cất giữ lại
16:51chính trong các liên kết hóa học
16:53của các phân tử phức tạp
16:54được tạo ra đó.
16:55À em hiểu rồi.
16:57Ví dụ điển hình nhất
16:58chắc là quang hợp ở cây xanh nhỉ?
17:00Vâng.
17:00Chính là quang hợp.
17:02Thực vật, tảo
17:03chúng dùng năng lượng ánh sáng mặt trời này
17:04khí CO2 này
17:06và nước
17:06để làm gì?
17:08Để tạo ra glucose
17:09C6H12O6
17:10một loại đường
17:11là chất hữu cơ cơ bản.
17:13Và nó còn nhả ra cả khí oxy
17:15cho chúng ta thở nữa.
17:16Chuẩn luôn.
17:17Phương trình tổng quát là
17:186CO2
17:19cộng 6H2O
17:20nhờ ánh sáng và diệp lục
17:22tạo thành
17:23C6H12O6
17:24và 6O2.
17:25Quá trình này nó
17:26phức tạp không ạ?
17:27À.
17:28Thì
17:28nó gồm 2 pha chính.
17:30Đầu tiên là pha sáng.
17:31Nó diễn ra ở cái cấu trúc
17:33của là
17:33Thilacoid
17:34trong lục lạp.
17:35Mục đích chính là
17:36chuyển hóa năng lượng ánh sáng
17:37thành năng lượng hóa học
17:38dưới dạng
17:39ATP và
17:40NADPH.
17:41Hai cái này giống như
17:43pin sạc tạm thời ấy.
17:44À.
17:45Và pha này cũng tách nước
17:46để giải phóng O2 ra ngoài.
17:48Rồi sau đó thì sao ạ?
17:50Có ATP với
17:50NADPH rồi.
17:52Sau đó là đến pha tối
17:53hay còn gọi là
17:54chu trình Kelvin.
17:55Nó diễn ra ở chất nền
17:56của lục lạp.
17:58Lúc này tế bào
17:58mới dùng năng lượng
17:59từ ATP và
18:00NADPH
18:01mà pha sáng tạo ra đó.
18:03Để làm gì ạ?
18:04Để bắt CO2 từ không khí
18:06và gắn nó vào các phân tử
18:07hiệu cơ có sẵn.
18:09Gọi là
18:09cố định CO2 đấy ạ.
18:10Cuối cùng là tạo ra
18:11đường glucose.
18:12Đây chính là
18:13nguồn cung cấp năng lượng
18:14và chất hiệu cơ
18:14cho gần như toàn bộ
18:15sự sống trên trái đất.
18:17Thật sự là kỳ diệu.
18:18Ngoài quang hợp ra
18:19em nhớ hình như
18:20còn có cách tổng hợp khác
18:21ở vi khuẩn.
18:22Kiểu như không cần ánh sáng.
18:24Có chứ ạ.
18:25Ví dụ như là
18:25hóa tổng hợp
18:26một số vi khuẩn
18:27thay vì dùng ánh sáng
18:28chúng lại lấy năng lượng
18:30từ việc oxy hóa
18:31các chất vô cơ.
18:32Ví dụ như chất gì ạ?
18:33À, ví dụ như là
18:34Ammoniac NaH3
18:35hoặc các hợp chất
18:36lưu hình như H2S
18:37chúng dùng năng lượng
18:38từ phản ứng hóa học đó
18:39để tổng hợp chất hiệu cơ.
18:41Rất quan trọng
18:42ở những môi trường
18:42không có ánh sáng
18:43ví dụ như đáy biển sâu chẳng hạn.
18:45Hay thật.
18:46Còn loại nào nữa không ạ?
18:47Còn có quang khử nữa.
18:49Một số vi khuẩn
18:49cũng dùng năng lượng ánh sáng
18:51nhưng mà chúng lại dùng chất
18:52cho electron khác nước
18:53ví dụ H2S
18:54nên là chúng không giải phóng O2
18:56nói chung là rất đa dạng.
18:58Vâng.
18:58Vậy là mình đã biết
18:59cách tế bào xây nhà
19:00tích giữ năng lượng
19:01giờ đến phần tiêu xài năng lượng
19:03thì sao?
19:04Khi chúng ta ăn
19:05năng lượng trong thức ăn
19:06làm sao mà biến thành
19:07năng lượng cho cơ thể hoạt động được?
19:08À, đó chính là quá trình phân giải
19:10ngược lại với tổng hợp
19:11tức là tế bào sẽ tháo rỡ
19:13các phân tử phức tạp
19:14ví dụ như glucose mình vừa nói
19:15thành các phân tử đơn giản hơn.
19:17Và mục đích chính là để
19:18giải phóng năng lượng
19:19đang được tích chữ.
19:20Chính xác.
19:21Năng lượng được giải phóng ra.
19:23Quá trình phổ biến nhất
19:24hiệu quả nhất
19:24chính là hô hấp tế bào hiếu khí.
19:27Hiếu khí nghĩa là cần có oxy.
19:29Tức là phải có O2 tham giã.
19:31Đúng vậy.
19:32Trong quá trình này
19:33glucose sẽ bị phân giải hoàn toàn
19:35kết hợp với O2
19:36tạo thành sản phẩm cuối là CO2 và nước
19:39và quan trọng nhất
19:40là giải phóng ra rất nhiều năng lượng
19:42dưới dạng ATP.
19:43ATP là mấy đồng tiền năng lượng
19:46mà tế bào dùng để hoạt động đúng không ạ?
19:48Chuẩn rồi ạ.
19:49ATP cung cấp năng lượng
19:50cho hầu hết mọi hoạt động sống
19:52của tế bào.
19:53Phương trình tổng quát
19:54của hô hấp hiếu khí là
19:55C6H12O6
19:57cộng 6O2
19:58tạo thành 6CO2
20:00cộng 6H2O
20:01và năng lượng
20:02chủ yếu là ATP
20:03và một phần là nhiệt.
20:05Quá trình này chắc cũng nhiều bước lắm ạ.
20:07Vâng.
20:07Nó gồm 3 giai đoạn chính.
20:09Đầu tiên là đường phân
20:10diễn ra ở bào tương.
20:12Một phân tử glucose 6 carbon
20:14sẽ bị bẻ đôi thành 2 phân tử
20:16piruvat 3 carbon.
20:17À, bẻ đôi đường.
20:20Rồi sao nữa ạ?
20:202 phân tử piruvat này
20:22sau đó được chuyển vào ti thể.
20:24Ở trong chất nền ti thể
20:25nó sẽ trải qua quá trình oxy hóa
20:27và đi vào chu trình Krebs.
20:29Ở đây chúng tiếp tục bị băm nhỏ
20:31giải phóng thêm CO2
20:32và tạo ra một ít ATP
20:34cùng với các phân tử
20:35mang năng lượng khác
20:36như NADH và FADH2.
20:38Vẫn chưa tạo ra nhiều ATP lắm.
20:40Đúng vậy.
20:41Giai đoạn cuối cùng
20:41mới là nhà máy điện chính.
20:42Chuỗi chuyển electron.
20:44Nó diễn ra ở màng trong của ti thể.
20:47Các electron từ NADH và FADH2
20:49sẽ được chuyển qua một chuỗi
20:51các phức hợp protein.
20:52À, giống như dòng thác năng lượng.
20:55Đúng rồi đấy ạ.
20:56Năng lượng được giải phóng từ từ
20:57qua từng bước chuyển electron này
20:59sẽ được dùng để bơm proton H plus
21:01qua màng
21:01tạo ra một sự chênh lếch nồng bộ.
21:04Khi H plus chảy ngược lại
21:05qua một enzyme đặc biệt
21:06là ATP sinfase
21:07nó sẽ tổng hợp nên
21:08rất nhiều ATP.
21:10Nhiều là khoảng bao nhiêu ạ?
21:11Ước tính là khoảng 30
21:12đến 32 phân tử ATP
21:14cho mỗi phân tử glucose
21:15bị phân giải hoàn toàn
21:16qua hô hấp hiệu khí.
21:17Rất hiệu quả.
21:18Vậy còn trường hợp
21:19mình vận động rất mạnh
21:20kiểu như chạy nước rút đấy.
21:22Cơ bắp nó bị thiếu O2
21:23thì sao à?
21:24Lúc đó
21:25lấy năng lượng kiểu gì?
21:27À
21:27Đó là một tình huống khác.
21:29Khi không đủ O2
21:30tế bào không thể thực hiện
21:31hô hấp hiệu khí hoàn chỉnh được.
21:33Nó phải chuyển sang
21:34một con đường khác
21:35gọi là lenmen
21:36hay còn gọi là
21:37hô hấp kỵ khí.
21:38Lenmen
21:39nghe quen quen
21:40giống làm sữa chua
21:41hay làm rượu.
21:42Vâng
21:42đúng lại đó đấy ạ.
21:44Quá trình đường phân ban đầu
21:45vẫn diễn ra
21:46vẫn tạo ra được
21:47hai phân tử ATP
21:48ít ỏi từ một glucose
21:49nhưng vì không có O2
21:51để nhận electron cuối cùng
21:53trong trỗi chuyển electron.
21:54Ừm
21:55nên là nó không đi tiếp
21:56vào ti thể được.
21:57Chính xác
21:57thay vào đó
21:58pyruvate và NADH
22:00tạo ra từ đường phân
22:01sẽ tham gia vào
22:02các phản ứng khác
22:03ngay tại bảo tương
22:04để tái tạo NAD Plus
22:05cần cho đường phân tiếp tục.
22:07Sản phẩm cuối cùng
22:08của lenmen
22:09thì tùy loại tế bào.
22:10Ví dụ như
22:10ở cơ bắp thì sao ạ?
22:12Ở tế bào cơ của chúng ta
22:13khi vận động quá sức
22:14thiếu O2
22:15thì pyruvate
22:16sẽ bị khử
22:17thành axilactic.
22:18Cái chất này
22:19tích tụ lại
22:19gây ra cảm giác
22:20mỏi cơ đấy ạ.
22:21À
22:21ra thế
22:22còn ở nấm men
22:23thì sao ạ?
22:24Còn ở nấm men
22:25ví dụ trong làm bánh mì
22:26hay ủ bia rượu
22:27thì pyruvate
22:28sẽ được chuyển hóa
22:29thành rượu ethanol
22:30và giải phóng khí CO2.
22:31Vậy lenmen
22:32thì tạo ra ít năng lượng
22:33hơn nhiều
22:34so với hô hợp hiếu khí.
22:35Ít hơn rất nhiều ạ.
22:36Chỉ có 2 ATP
22:37từ giai đoạn đường phân thôi
22:39chủ yếu là để
22:40duy trì hoạt động
22:40tạm thời
22:41khi thiếu O2.
22:42Vâng.
22:43Vậy tóm lại là
22:44mình có 2 quá trình.
22:45Tổng hợp
22:46thì xây dựng chất phức tạp
22:47tích lụy năng lượng
22:48còn phân giải
22:49thì phá vỡ chất phức tạp
22:50giải phóng năng lượng.
22:52Nghề thì đối lập nhau quá nhờ.
22:53Về mặt bản chất
22:54thì là đối lập
22:55về chiều hướng
22:55chuyển hóa vật chất
22:56và năng lượng
22:56nhưng mà điều quan trọng
22:58là chúng lại thống nhất
22:59và liên kết
22:59cực kỳ chặt chẽ với nhau.
23:01Liên kết như thế nào ạ?
23:02Đây mới là điểm mấu chốt.
23:03Sản phẩm của quá trình này
23:04lại là nguyên liệu
23:05cho quá trình kia.
23:06Nó tạo thành
23:07một chu trình tuần hoàn.
23:08À.
23:09Em thấy rồi.
23:11Ví dụ như
23:11quang hợp
23:12tạo ra
23:12gluco và O2.
23:14Ừ.
23:14Thì gluco và O2 đó
23:17lại được dùng
23:18làm nguyên liệu
23:18cho hô hấp tế bào.
23:20Rồi hô hấp tế bào
23:21lại tạo ra
23:22CO2 và nước.
23:24Ừ.
23:25Và CO2 cùng nước đó
23:26lại là nguyên liệu
23:27đầu vào cho quang hợp.
23:29Tuyệt vời.
23:29Vậy là không có gì
23:30bị lãng phí cả.
23:31Cứ quay vỏng như vậy.
23:33Chính xác.
23:34Đó là một dòng chảy
23:35vật chất
23:35và năng lượng liên tục
23:36không chỉ trong phạm vi
23:37một tế bào
23:38mà còn trong cả sinh giới.
23:40Tổng hợp và phân giải
23:41là hai mặt không thể thiếu
23:42của quá trình trao đổi chất
23:43đảm bảo cho sự sống
23:44tồn tại và phát triển.
23:46Chúng diễn ra đồng thời
23:47liên tục
23:48và được điều hòa
23:49rất tinh vì.
23:50Vậy thì
23:51trước khi kết thúc
23:52có một câu hỏi
23:53để chúng ta cùng suy ngẫm.
23:55Sự cân bằng
23:55giữa hai quá trình
23:56xây và phá này
23:57rõ ràng là rất quan trọng.
24:00Nếu sự cân bằng này
24:00bị phá vỡ
24:01ví dụ do yếu tố
24:02môi trường thay lổi
24:03hoặc do dối loại nào đó
24:04bên trong cơ thể
24:05thì hậu quả
24:06đối với sinh vật
24:07sẽ như thế nào nhỉ?
24:12Xin chào quý vị
24:13Hôm nay
24:14chúng ta sẽ cùng nhau
24:16khám phá
24:16một cặp đôi
24:17có thể nói là
24:18quyền lực
24:19bên trong mỗi tế bào sống
24:20Vâng
24:21Một bên thì
24:22chuyên xây dựng này
24:23tích chữ năng lượng
24:24Còn bên kia thì lại
24:25chuyên phá vỡ
24:27để giải phóng năng lượng
24:28Nghe thì có vẻ
24:28đối lập nhau nhỉ?
24:30Đúng vậy
24:30Nghe rất là trái ngược
24:31nhưng mà chúng lại
24:32phối hợp với nhau
24:33cực kỳ nhịp nhàng
24:34Thì hôm nay
24:35dựa trên các tài liệu
24:36sinh học cơ bản
24:37chúng ta sẽ cố gắng
24:38làm rõ
24:38cái sự khác biệt
24:39cũng như là mối liên hệ
24:40giữa tổng hợp
24:41và phân giải chất
24:42Chính xác ạ
24:43Đây chính là hai mặt
24:44không thể tách rời
24:46của quá trình
24:46trao đổi chất và năng lượng
24:47Người ta hay gọi là
24:48đồng hóa và dị hóa đấy
24:50Đồng hóa và dị hóa
24:51Vâng
24:51Đồng hóa
24:52thì nôm na là
24:53quá trình suy dựng
24:54Tức là từ những cái
24:55viên gạch đơn giản
24:57như là amino acid chẳng hạn
24:58thì tế bào sẽ lắp ráp
24:59thành protein phức tạp
25:01hay là từ đường đơn
25:02thì thành tinh bột
25:03glicogen
25:03À
25:04giống như xây nhà ấy nhỉ
25:05cần gạch vữa
25:06và tất nhiên là cần cả công sức
25:08tức là năng lượng
25:08Đúng rồi
25:09quá trình này nó đòi hỏi
25:10năng lượng đầu vào
25:11và năng lượng đó
25:12thì nó được lưu trữ
25:13ngay trong các liên kết hóa học
25:14của sản phẩm mới tạo thành
25:16Em hình dung rồi
25:17Ví dụ mà dễ thấy nhất
25:18chắc là quang hợp
25:19vào cây xanh đúng không ạ
25:19Thì chuẩn luôn
25:20Quang hợp là ví dụ
25:21kinh điển nhất
25:22Cây xanh nó dùng năng lượng mặt trời này
25:24cộng với CO2 và nước
25:25để tạo ra glucose
25:27Glucose là C6H12O6
25:29Vâng
25:30Một phân tử chứa đẩy năng lượng
25:31Thực ra thì
25:32quang hợp nó cũng phức tạp
25:34có hai giai đoạn chính
25:35Hai giai đoạn
25:35Đúng vậy
25:36Pha sáng thì nó bắt năng lượng ánh sáng
25:38chuyển thành dạng
25:39ATP và NADPH
25:40Đây là mấy cái đồng tiền năng lượng
25:42và cái chất mang điện tử ấy
25:43À
25:44ATP và NADPH
25:45Vâng
25:46Rồi đến pha tối
25:47nó mới dùng chính ATP và NADPH này
25:49để cố định CO2
25:51biến CO2 thành đường glucose
25:53Hay quá
25:53Nhưng mà hình như không chỉ có cây xanh
25:55mới biết xây dựng kiểu này
25:56Em nhớ là có cả vi khuẩn nữa
25:59Trinh xác
25:59Có những nhóm vi khuẩn
26:01cũng rất giỏi trong việc tổng hợp
26:02Ví dụ như là
26:03vi khuẩn hóa tổng hợp
26:05Hóa tổng hợp
26:06Nghĩa là chúng không dùng ánh sáng
26:08Đúng rồi
26:09Chúng lấy năng lượng
26:10từ việc oxy hóa các chất vô cơ
26:12Ví dụ như là NH3
26:13Ammoniac
26:14hoặc là H2S
26:15khí hydroxanphite
26:16Dùng năng lượng đó
26:18để tạo chất hữu cơ từ CO2
26:20Ồ thú vị thật
26:21Còn nhóm quang khử thì sao ạ
26:23À
26:23Nhóm quang khử thì chúng vẫn dùng ánh sáng
26:26Nhưng mà cái nguồn cho electron của chúng
26:28không phải là nước như cây xanh
26:29Mà là gì ạ?
26:30Có thể là H2S
26:31hoặc H2
26:32Vì vế nên chúng không thải ra oxy
26:34Nói chung là
26:35mỗi loài có một cách tích lũy năng lượng riêng
26:38Rất đa dạng
26:39Vậy nếu đồng hóa là xây
26:41và tốn năng lượng
26:42thì ngược lại
26:43dị hóa sẽ là pháo vỡ đúng không ạ?
26:45Chuẩn rồi
26:45Dị hóa là quá trình tế bào bẻ
26:48gãy các liên kết trong những phân tử phức tạp
26:50Có thể là phân tử do nó tự tổng hợp
26:52hoặc là lấy từ thức ăn
26:53Và mục định của việc phá vỡ này là
26:55để lấy lại năng lượng đã thích chữ
26:57Chính xác
26:57Để giải phóng năng lượng
26:59Năng lượng này thì
27:00một phần lớn sẽ được tế bào thu lại
27:02chuyển thành dạng ATP
27:03Lại là ATP
27:04Vâng
27:05ATP giống như là đồng tiền năng lượng chung
27:07dùng cho mọi hoạt động sống
27:09Phần năng lượng còn lại
27:10không chuyển thành ATP được
27:11thì nó sẽ tỏa ra dưới dạng nhiệt
27:13Cái quá trình phá vỡ này nghe quen quen
27:15Hình như là hô hấp tế bào
27:17nhất là khi có oxy
27:18Đúng vậy
27:19Hô hấp tế bào
27:20mà cụ thể là hô hấp hiếu khí
27:22tức là cần oxy
27:23là cách hiệu quả nhất
27:24để phân giải hoàn toàn glucose
27:25Hoàn toàn luôn ạ
27:26Vâng
27:27Phân giải hết thành CO2 và nước
27:28và quan trọng là tạo ra cực kỳ nhiều ATP
27:31Khoảng bao nhiêu ạ
27:32Khoảng 30 đến 32 ATP
27:34từ một phân tử glucose
27:35Nó là một chuỗi phản nhưng khá phức tạp
27:37Bao gồm những bước nào ạ
27:38Đầu tiên là đường phân
27:39xảy ra ở tế bào chất
27:41Sau đó các sản phẩm của đường phân đi vào ti thể
27:44À
27:45Nhà máy năng lượng của tế bào
27:46Đúng rồi
27:47Trong ti thể thì diễn ra quá trình oxy hóa tiếp
27:50rồi đến chu trình Krebs
27:52và cuối cùng là chuỗi chuyển electron
27:54Ờ cái này nằm ở mằng trong ti thể
27:56Chuỗi chuyển electron nghe có vẻ quan trọng
27:59Rất quan trọng
28:00Nó giống như cái tu bin ấy
28:01Dòng electron chảy qua và tạo ra phần lớn ATP
28:04Và oxy chính là cái chất nhận electron cuối cùng trong chuỗi này
28:07Ra vậy
28:08Vậy nên mới gọi là hô hấp hiếu khí
28:11Nhưng mà lỡ như không có oxy thì sao
28:14Tế bào làm thế nào
28:15À
28:15Khi không có hoặc thiếu oxy
28:17Tế bào vẫn có cách khác
28:19Đó là len men
28:20Len men
28:20Như làm sữa chua hay làm rượu ạ
28:22Đúng rồi đó
28:23Len men cũng là một kiểu phá vỡ glucose
28:26Nhưng mà nó không hoàn toàn
28:27Nó chỉ dừng lại ở giai đoạn đường phân thôi
28:29Nên tạo ra rất ít ATP
28:31Ít là bao nhiêu ạ
28:32Chỉ có 2 ATP thôi
28:34Là số ATP thu được từ đường phân
28:36Và sản phẩm cuối cùng không phải CO2 và nước
28:38Mà là gì
28:39Nó là các chất hữu cơ
28:40Ví dụ như acid lactic
28:42Cái này hay tạo ra khi cơ bắp mình vẫn động mạnh mà thiếu oxy
28:45Hoặc là rượu ethanol và CO2
28:47Như trong sản xuất bia rượu
28:48Vậy là len men tuy hiệu quả năng lượng thấp hơn nhiều
28:51Nhưng nó vẫn giúp tế bào tồn tại được khi không có oxy
28:54Chính xác
28:55Nó là phương án dự phòng quan trọng
28:57Thật thú vị
28:58Như vậy rõ ràng là tổng hợp
29:00Tức là xây dựng
29:01Tốn năng lượng
29:02Và phân giải
29:03Tức là phá vỡ
29:04Giải phóng năng lượng
29:05Là 2 quá trình đối lập nhau
29:06Đối lập về mặt bản chất
29:10Liên hệ như thế nào ạ?
29:12Thì sản phẩm của tổng hợp
29:13Ví dụ như glucose vừa nói
29:15Lại chính là nguyên liệu đầu vào cho quá trình phân giải
29:18À
29:18Vâng
29:19Ngược lại
29:20Năng lượng ATP được giải phóng từ phân giải
29:22Cùng với các sản phẩm trung gian
29:24Các mảnh nhỏ
29:25Lại được dùng để cung cấp năng lượng và nguyên liệu
29:28Cho quá trình tổng hợp các chất mới
29:30Em hiểu rồi
29:31Nó giống như một vòng tuần hoàn vậy
29:33Đúng vậy
29:34Một vòng tuần hoàn vật chất và năng lượng liên tục điễn ra trong tế bào
29:37Chúng diễn ra đồng thời và được điều hòa rất chặt chẽ
29:40Đây chính là cái cốt lõi duy trì sự sống
29:43Một sự cân bằng động rất tinh vi
29:45Tổng hợp và phân giải
29:47Xây và phá
29:48Tích lũy và giải phóng
29:50Chúng thực sự là ha mặt không thể thiếu
29:52Của quá trình truyền hóa trong tế bào
29:54Chính xác
29:54Chúng phụ thuộc lẫn nhau để duy trì mọi hoạt động sống
29:57Điều này làm em này ra một câu hỏi
29:59Làm thế nào mà tế bào lại có thể điều hòa một cách
30:02Tinh vi đến thế
30:03Để cân bằng giữa hai quá trình trái ngược này
30:05Ý em là làm sao nó biết lúc nào
30:08Thì cần ưu tiên tổng hợp xây dựng thêm
30:10Còn lúc nào thì phải để mạnh phân giải
30:12Để lấy năng lượng
30:13Đặc biệt là khi nhu cầu năng lượng thay đổi đột một
30:15Ví dụ như một vận động viên cử tạ chẳng hạn
30:19Họ cần một lượng ATP khủng lồ ngay lập tức
30:21Đó là một câu hỏi rất hay
30:22Và rất cốt lõi đấy ạ
30:23Cơ chế điều hòa nào giúp tế bào bật tắt
30:26Các công tác chuyển hóa một cách linh hoạt và chính xác như vậy
30:28Đây thực sự là một vấn đề
30:30Sâu sắc đáng để chúng ta cùng suy ngẫm theo
30:32Chào mừng quý vị đến với buổi thạo luân chuyên sâu hôm nay
30:40Chúng ta hay nói chuyện với nhau
30:42Dùng điện thoại
30:43Mạng xã hội
30:44Nhưng mà có bao giờ mình nghĩ là
30:46À bên trong cơ thể mình
30:47Hàng nghìn tỷ tế bào cũng đang không ngừng trò chuyện không
30:50Vâng đúng thế đấy ạ
30:52Chúng liên lạc với nhau liên tục
30:53Để phối hợp mọi hoạt động
30:55Từ những việc rất cơ bản đến phức tạp
30:57Thật khó hình dung nhỉ
30:58Làm sao mà chúng phối hợp nhịp nhàng
31:00Để ví dụ cơ thể mình lớn lên
31:03Hay là khi mình vận động xong thấy đói
31:05Hay là cả một hệ miễn dịch hoạt động nữa
31:07À đó chính là chủ đề hôm nay của chúng ta
31:10Thông tin giữa các tế bào
31:11Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu xem
31:13Các đơn vị sống cơ bản này
31:15Nó gửi và nhận tín hiệu như thế nào
31:17Nghe hấp dẫn đấy ạ
31:18Vậy mình sẽ đi sâu vào những khía cạnh nào ạ
31:20Chúng ta sẽ xem xét
31:22Tại sao tế bào nó lại cần phải giao tiếp này
31:24Rồi thì các cách chúng nói chuyện với nhau ra sao
31:27Và cả cái quy trình
31:28Ba bước cốt lãi
31:29Từ lúc nhận tín hiệu
31:30Đến lúc phản hồi nữa
31:32Thông tin thì dựa trên các tài liệu
31:34Từ cơ bản đến khá là chi tiết đấy ạ
31:36Tuyệt vời
31:36Vậy thì chúng ta cùng bắt đầu
31:38Khám phá mạng lưới liên lạc thú vị này nhé
31:40Đầu tiên thì
31:41Tại sao tế bào lại cần phải nói chuyện với nhau
31:44Nhiều đến thế ạ
31:45À
31:45Lý do chính là để phối hợp hoạt động
31:48Cho một cơ thể có nhiều tế bào như chúng ta
31:50Hãy nghĩ về lúc mình còn là phôi thai nhé
31:52Vâng
31:53Từ một tế bào ban đầu thôi
31:55Làm sao mà nó biết để phân chia
31:56Rồi thì biệt hóa thành các cơ quan khác nhau
31:58Như gan, thận, phổi
32:00Mà lại đúng vị trí đúng chức năng nữa chứ
32:02À đúng rồi ha
32:03Phải có sự chỉ dẫn phối hợp nào đó
32:05Chính xác
32:06Đó là nhờ các tín hiệu được gửi đi
32:08Và nhận lại một cách cực kỳ chính xác giữa các tế bào
32:11Nó đảm bảo cơ thể phát triển một cách hài hòa, thống nhất
32:13Ngoài việc phối hợp bên trong cơ thể
32:15Thì chắc là chúng còn phải phản ứng với bên ngoài nữa đúng không ạ
32:18Làm thế nào mà cái chất adrenaline đó
32:20Lại khiến tim mèo đập nhanh hơn
32:22Gan thì giải phóng đường vào máu
32:24Phổi thì thở gấp hơn
32:25Để trầm bị cho hành động
32:26À
32:27Tức là adrenaline phải nói chuyện được về tế bào tim
32:30Tế bào gan
32:30Tế bào phổi
32:31Chuẩn ạ
32:32Cần phải có một hệ thống truyền tin cực kỳ hiệu quả
32:34Để tín hiệu từ một nơi có thể tác động đến nhiều nơi khác nhau
32:37Vậy cái ngôn ngữ mà tế bào dùng là gì
32:40Chắc không phải tiếng nói như mình rồi
32:41Không ạ
32:42Ngôn ngữ ở đây là các phân tử hóa học
32:44Chúng ta gọi chúng là phân tử tín hiệu
32:46Hay là ligand
32:47Ligand
32:48Vâng
32:49Ligand
32:49Chúng thì vô cùng đa dạng
32:51Có thể là hormone như insulin, glucagon, adrenaline, testosterone
32:55Cũng có thể là các yếu tố tăng trưởng
32:57Hay chất dẫn triển thần kinh
32:58Thậm chí là các amino acid, peptide, protein, steroid
33:03Hoặc là các khí NO nữa cơ
33:05Ôi nhiều loại thế cơ à
33:06Rất nhiều
33:07Nhưng điểm mấu chốt nhất là tính đặc hiệu của chúng
33:09Mỗi loại tín hiệu thường chỉ gắn được vào một loại ổ khóa nhất định thôi
33:13Ổ khóa
33:13À
33:14Ý chị là các thụ thể receptor đúng không ạ
33:17Chính xác
33:17Thụ thể thường là các protein đặc hiệu
33:19Nằm đâu đó trên hoặc trong tế bào
33:21Có nhiệm vụ nghe tín hiệu
33:23Thế vị trí của thụ thể này có quan trọng không ạ
33:25Hay là tín hiệu nào cũng tìm được thụ thể của nó
33:28Vị trí rất quan trọng và nó phụ thuộc vào bản chất của tín hiệu
33:30Những tín hiệu mà phân cực hoặc có kích thược lớn
33:33Không thể tự đi qua màng tế bào được
33:35Vâng
33:35Thì thụ thể của chúng thường nằm ngay trên màng tế bào
33:38Chờ sẵn ở đó
33:38À
33:39Hợp lý nhỉ
33:40Thế còn những tín hiệu mà nhỏ lại không phân cực
33:44Kiểu tan được trong dầu mỡ ấy ạ
33:45Như là
33:46Hormone steroid chẳng hạn
33:48À
33:48Những loại đó thì lại khác
33:50Chúng có thể dễ dàng đi xuyên qua lớp màng lipid của tế bào
33:53Nên là thụ thể của chúng lại nằm ở bên trong tế bào chất
33:56Hoặc thậm chí là nằm sâu trong nhân tế bào luôn
33:58Ồ
33:59Thật là thú vị
34:00Tức là tùy loại tín hiệu mà cửa đón tiếp nằm ở ngoài cổng hay ở trong nhà
34:04Đúng vậy ạ
34:05Sự phân bố vị trí thụ thể này nó rất thông minh
34:08Đảm bảo mỗi tế bào chỉ nghe và phản ứng với đúng loại tín hiệu mà nó cần thôi
34:12Vậy là mình có tín hiệu ligand và cái để nhận tín hiệu thụ thể rồi
34:16Thế còn cách thức chúng truyền tin cho nhau thì sao ạ?
34:20Có phải lúc nào cũng là gửi tín hiệu đi xa không?
34:23Không hẳn ạ
34:24Có nhiều kiểu truyền tin khác nhau
34:25Tùy thuộc vào khoảng cách giữa các tế bào
34:27Ví dụ như thế nào ạ?
34:28Gần nhất nhá là các tế bào đứng sát sàn sạt nhau
34:31Chúng có thể nối trực tiếp với nhau qua các cấu trúc đặc biệt
34:34Ở thực vật thì gọi là cầu sinh chất
34:36Còn ở động vật thì có các vùng kết nối hay là liên kết khe
34:39À, tức là chúng nói thần qua vách luôn
34:42Kiểu như vậy đấy ạ
34:43Các phân tử nhỏ có thể đi trực tiếp từ tế bào này sang tế bào kia
34:47Hoặc là chúng tiếp xúc trực tiếp qua các phân tử trên mềm mặt màng
34:50Ví dụ như tế bào miễn dịch của mình sờ vào con vi khuẩn để nhẫn diện nó ấy
34:54Thế còn gần nhau nhưng không chạm vào nhau thì sao ạ?
34:57Kiểu hàng xóm ấy
34:58À, đó gọi là truyền tin cục bộ hay còn gọi là cận tiết
35:01Tế bào này tiết ra tín hiệu
35:02Rồi tín hiệu đó khuất tán qua dịch ngoại bào
35:05Và tác động lên mấy tế bào hàng xóm gần đó
35:07À
35:07Thậm chí có kiểu tự tiết autocrine nữa cơ
35:10Tức là tế bào tiết ra tín hiệu rồi lại tự mình nhận lấy tín hiệu đó luôn
35:13Ồ, tự nói chuyện với chính mình à?
35:15Để làm gì vậy ạ?
35:16Thường là để tự điều hòa hoạt động của chính nó ấy ạ
35:19Một cơ chế tự kiểm soát khá là hay
35:20Vâng
35:21Thế còn kiểu truyền tin đi xa thì sao ạ?
35:24Chắc là phải có cách khác
35:25Có chưa ạ?
35:27Đó là truyền tin nội tiết
35:28Lúc này, tín hiệu thường là học môn sẽ được tiết vào máu
35:32Và theo dòng máu đi đến các tế bào đích ở rất xa trong cơ thể
35:35Ví dụ như là insulin từ tuyến tuyến đi đến gan và cơ đúng không ạ?
35:40Chính xác
35:40Hoặc là hong môn từ tuyến yên
35:42Điều khiển hoạt động của các tế bào xương chẳng hạn
35:45Rồi còn một kiểu nữa rất đặc trưng của hệ thần kinh
35:48À
35:48Là truyền tin qua synapse
35:50Đúng rồi
35:51Giữa hai tế bào thần kinh có một khe hẹp gọi là khe synapse
35:55Tín hiệu điện chạy dọc tế bào thần kinh trước sẽ được chuyển thành tín hiệu hóa học
35:59Chất dẫn truyền thần kinh để vượt qua khe này
36:02Rồi lại kích hoạt tín hiệu điện ở tế bào thần kinh sau
36:04Wow
36:05Đúng là một mạng lưới liên lạc đa dạng và phức tạp thật
36:08Vậy khi tín hiệu đã đến đúng tế bào đích và gắn vào thụ thể rồi thì sao ạ?
36:13Bên trong tế bào sẽ xảy ra chuyện gì tiếp theo?
36:16À
36:16Lúc này sẽ là một quy trình gồm ba giai đoạn chính diễn ra bên trong tế bào
36:20Giai đoạn đầu tiên là
36:22Tiếp nhận
36:22Tiếp nhận
36:23Tiếp nhận
36:24Là lúc tín hiệu gắn vào thụ thể
36:25Vâng
36:26Giống như chìa khóa cha đúng vào ổ khóa vậy
36:28Khi tín hiệu gắn vào
36:29Nó làm cho thụ thể thay đổi hình dạng một chút và trở nên hoạt động
36:33Đây là bước khởi đầu cực kỳ quan trọng
36:35Rồi cửa đã mở
36:36Tiếp theo là gì ạ?
36:37Tiếp theo là giai đoạn truyền tin nội bào
36:40Lúc này
36:41Tín hiệu ban đầu
36:42Sẽ được chuyển tiếp và lan truyền vào sâu bên trong tế bào
36:45Nó không chỉ đi một mình đâu
36:47Mà thường là khởi động cả một chuỗi các phản ứng sinh hóa nối tiếp nhau
36:50Một chuỗi phản ứng
36:51Nghe có vẻ phức tạp
36:53Đúng vậy ạ
36:53Giống như hiệu ứng Domino ấy
36:55Phân tử này hoạt hóa phân tử khác
36:57Rồi phân tử kia lại hoạt hóa phân tử khác
37:00Cứ thế tiếp diễn
37:01Và có một điểm cực kỳ quan trọng ở giai đoạn này
37:04Là gì thế ạ?
37:05Đó là sự khuếch đại tín hiệu
37:06Khuếch đại
37:06Vâng
37:07Chỉ cần một vài phân tử tín hiệu ban đầu gắn vào thụ thể thôi
37:11Nhưng qua cái chuỗi phản ứng này
37:12Tín hiệu có thể được nhân lên gấp nhiều, nhiều lần
37:15Mỗi bước trong chuỗi có thể hoạt hóa hàng loạt phân tử ở bước tiếp theo
37:19À, tức là từ một tín hiệu nhỏ ban đầu có thể tạo ra một hiệu ứng rất lớn bên trong tế bào
37:24Chính xác ạ
37:26Giống như một người nói nhỏ
37:27Rồi thông tin đó được lan truyền cấp số nhân vậy
37:29Đây là một cơ chế rất hiệu quả để tế bào có thể đáp ứng mạnh mẽ với cả những kích thích yếu ớt từ bên ngoài
37:35Ai thật
37:35Vậy sau khi tín hiệu được truyền đi và khuếch đại rồi
37:38Thì đích đến cuối cùng là gì?
37:40Tế bào sẽ làm gì?
37:42Đó chính là giai đoạn thứ 3
37:43Đáp ứng
37:44Đây là lúc tế bào thực hiện một hành động cụ thể nào đó theo chỉ thị từ tín hiệu
37:48Hành động cụ thể đó có thể là gì ạ?
37:50Ồ, rất đa dạng ạ
37:51Có thể là hoạt hóa một enzyme nào đó để thúc đẩy một phản ứng trao đổi chất
37:55Hoặc là thay đổi biểu hiện gen
37:57Tức là bật hoặc tắt một gen nào đó
37:59Dẫn đến việc tổng hợp hoặc ngừng tổng hợp một loại protein mới
38:02Ví dụ như testosterone làm cơ bắp phát triển là thay đổi biểu hiện gen ạ?
38:06Đúng rồi ạ
38:07Hoặc là thay đổi hoạt động trao đổi chất nói chung
38:09Ví dụ như tín hiệu insulin sẽ ra lệnh cho tế bào gan
38:12Lấy glucose từ máu và chuyển thành glycogen để giữ chữ
38:16Vâng
38:17Rồi thì tín hiệu có thể kích thích tế bào phân chia
38:19Hoặc ngược lại
38:20Làm cho tế bào biệt hóa
38:21Tức là chuyên môn hóa thành một loại tế bào cụ thể
38:24Rất nhiều kiểu đáp ứng khác nhau
38:26Mà có khi nào cùng một tín hiệu lại gây ra các đáp ứng khác nhau ở các tế bào khác nhau không ạ?
38:31Có chưa ạ?
38:32Điều này xảy ra khá thường xuyên
38:34Ví dụ như adrenaline chẳng hạn
38:35Vâng
38:36Khi nó đến tế bào tim
38:37Nó làm tim đập nhanh hơn
38:39Nhưng khi đến tế bào gan
38:40Nó lại kích thích gan phân giải glycogen thành glucose
38:43Cùng một tín hiệu nhưng đáp ứng lại khác nhau
38:46Tại sao lại thế ạ?
38:47Là do tế bào đích khác nhau
38:48Có thể có loại thụ thể khác nhau cho cùng một tín hiệu
38:51Hoặc là chúng có các con đường truyền tin nội bào
38:54Và các bộ máy đáp ứng bên trong khác nhau
38:55Hệ thống này rất linh hoạt
38:57Thật sự là một hệ thống tinh vi và hiệu quả
39:00Nhưng mà
39:01Một hệ thống phức tạp thế này thì
39:03Liệu có bao giờ gặp trục chặt
39:05Sai sót không ạ?
39:06Chắc chắn là có ạ
39:07Sai sót có thể xảy ra ở bất kỳ giai đoạn nào
39:10Trong ba giai đoạn chúng ta vừa nói
39:11Ví dụ như là
39:12Ví dụ như
39:13Thụ thể bị họng
39:14Không nhận diện được tín hiệu nữa
39:16Hoặc là một phân tử nào đó
39:17Trong chuối truyền tin nội bào bị lỗi
39:19Không hoạt động được
39:20Và hậu quả sẽ là gì ạ?
39:21Hậu quả là tế bào sẽ không đáp ứng đúng cách
39:23Hoặc là không đáp ứng gì cả
39:25Ví dụ
39:26Có một thí nghiệm
39:27Người ta tiêm insulin trực tiếp vào bên trong tế bào gan
39:29Vâng
39:30Thì thấy là tế bào gan không hề tổng hợp glycogen
39:32Tại sao?
39:34Bởi vì thụ thể của insulin nó nằm ở trên mằng tế bào cơ
39:36Cần phải có cả cái chuỗi truyền tin từ ngoài vào trong
39:39Thì tế bào mới đáp ứng được
39:41À
39:41Ra vậy
39:42Tức là bỏ qua bước tiếp nhận và truyền tin thì cũng không được
39:45Đúng thế
39:46Và những sai sót trong giao tiếp tế bào này
39:48Có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng
39:50Gây ra các bệnh lý
39:51Ví dụ như bệnh tiểu đường tác 2 chẳng hạn
39:53Nó liên quan mật thiết đến tình trạng tế bào không còn nhạy cảm
39:56Hay còn gọi là kháng lại tín hiệu insulin
39:58Tức là quá trình truyền tin của insulin bị lỗi
40:00Như vậy
40:00Rõ ràng là việc giao tiếp giữa các tế bào là cực kỳ quan trọng
40:04Nó là một mạng lưới vô cùng tinh vi
40:06Đa dạng về cách thức
40:08Chặt chẽ về quy trình 3 bước
40:10Tiếp nhận
40:11Truyền tin
40:12Và đáp ứng
40:13Chính xác ạ
40:13Sự tương tác đặc hiệu giữa tín hiệu và thủ thể
40:16Cùng với quá trình truyền tin và khoét bí đại bên trong
40:18Nó cho phép hàng tỷ tế bào trong cơ thể chúng ta phối hợp mọi hoạt động một cách nhịp nhàng
40:23Từ những việc đơn giản nhất đến phức tập nhất
40:25Có thể nói là nền tảng của sự sống đa bào luôn đấy nhở
40:28Vâng
40:28Đúng là nền tảng đấy ạ
40:29Hiểu rõ về các cơ chế này không chỉ giúp chúng ta giải đáp những thắc mắc về thế giới sinh học xung quanh
40:34Mà quan trọng hơn là nó mở ra những tiêm năng rất lớn trong lĩnh vực y học
40:38Vậy thì một câu hỏi cuối cùng để chúng ta cùng suy ngắm
40:42Liệu rằng trong tương lai
40:43Khi mà chúng ta hiểu biết ngày càng sâu sắc hơn về các con đường tín hiệu phức tạm này
40:48Vâng
40:48Chúng ta có thể can thiệp, sửa chữa những cái thông điểm bị sai lệch trong tế bào không
40:53Liệu chúng ta có thể tìm ra cách điều trị hiệu quả hơn cho các bệnh nan y hiện nay
40:57Hay thậm chí là tăng cường chức năng của cơ thể bằng cách tác động vào hệ thống giao tiếp này
41:03Đó thực sự là một viến cảnh rất hứa hẹn
41:05Một lĩnh vực mà khoa học đang không ngừng khám phá
41:08Rất nhiều tiềm năng đang chờ đợi ở phía trước
41:10Vâng
41:11Xin cảm ơn những chia sẻ rất chi tiết và thú vị của chị
41:14Và cảm ơn quý vị đã lắng nghe
41:15Hy vọng buổi thảo luận hôm nay đã mang lại những kiến thức bổ ích
41:19Về thế giới giao tiếp kỳ diệu của tế bào
Được khuyến cáo
8:46
|
Sắp Tới
10:27
4:54
36:36
57:04
21:57
35:46
10:44
23:57
38:39
17:27
29:00