Bài 8: Chuyển Hóa Glucid trong Hóa Sinh môn Hóa học | Trường Đại Học Tây Nguyên
Nguồn glucid:- Chủ yếu đến từ TV: Tinh bột (gạo, ngô,khoai,…), đường saccharose (mía, củ cảiđường,…), maltose (mạch nha), glucose(nho), fructose (trái cây),…
Môn: Hóa học (SPTN) 11 tài liệu
Trường: Đại học Tây Nguyên 289 tài liệu
Tác giả:
Preview text:
lOMoAR cPSD| 58490434
Bài 8: CHUYỂN HÓA GLUCID I. ĐẠI CƯƠNG:
1.1. Tổng quan quá trình chuyển hóa glucid: 1.1.1. Nguồn glucid:
- Chủ yếu đến từ TV: Tinh bột (gạo, ngô, khoai,…),
đường saccharose (mía, củ cải đường,…), maltose (mạch nha), glucose
(nho), fructose (trái cây),…
- Ngoài ra nguồn glucid cũng đến từ ĐV nhưng không
nhiều: Lactose (sữa), glycogen (gan, cơ),…
1.1.2. Tiêu hóa và hấp thu glucid: Tiêu hóa glucid: Là
quá trình thủy phân disaccharide (DS),
oligosaccharide và polysaccharide (PS) thành
monosaccharide (MS, dạng không bị thủy phân).
- Sự tiêu hóa khởi đầu ở miệng, nhờ vào nước bọt có chứa các enzyme như α-
amylase thủy phân thức ăn, sau đó thức ăn đã thủy phân
1 phần đi vào dạ dày, tiếp tục thủy phân bởi dịch tụy và được tiêu hóa chủ yếu ở ruột non (đặc biệt là tá
tràng và phần trên hỗng tràng).
- Các enzyme tiêu hóa bao gồm các loại
αendoglucosidase (α-amylase, oligosaccharidase) và
disaccharidase (maltase, lactase,…). - α-amylase
(amylase ở động vật, còn có tên khác là α-1,4
glucanhydrolase, có trong nước bọt và dịch tụy) có tác
dụng thủy phân liên kết 1,4glycoside bất kỳ của
amylose và amylopectin (tinh bột) và glycogen, tạo thành 1 hỗn hợp.
- Các sản phẩm thủy phân bởi α-amylase cùng với các
disaccharide thức ăn (maltose, lactose, saccharose)
tiếp tục bị thủy phân ở ruột non nhờ những
disaccharidase (maltase, lactase, saccharase) gắn trên
màng tế bào niêm mạc ruột non. Hấp thu glucid:
- Sản phẩm tiêu hóa cuối cùng của glucid chủ yếu là
glucose (là tinh bột chiếm lượng thức ăn glucid chủ yếu của bữa ăn). lOMoAR cPSD| 58490434
- Ngoài ra, các monosaccharide khác như fructose, galactose,
pentose,… được hấp thu ở niêm mạc ruột non (ở phần trên hỗng
tràng rồi giảm dần) giống như glucose.
- Mỗi monosaccharide khác nhau sẽ có những cơ chế hấp thu khác nhau:
+ Glucose và galactose được chuyển vào tế bào niêm mạc nhờ quá trình
vận chuyển tích cực cần NL với sự tham gia của Pr tải đặc hiệu và đồng
chuyển với Na+. + Sự vận chuyển tích cực glucose nhờ ghép với bơm
Na+-K+, được tạo thuận lợi nhờ hệ thống không phụ thuộc Na+ và còn có
sự khuếch tán đơn thuần.
+ Còn biết ít về chất tải fructose, chỉ biết rằng galactose và glucose được
hấp thu nhanh hơn fructose và pentose. - Glucose và galactose sau khi
được hấp thu sẽ rời tế bào niêm mạc ruột non, vào tĩnh mạch cửa nhờ
cơ chế vận chuyển được tạo thuận lợi và sự khuếch tán đơn thuần.
- Cellulose không được tiêu hóa ở người do cơ thể người không có β-
endoglycosidase => Được thải ra phân.
1.1.3. Vận chuyển và phân bố glucose sau hấp thu:
- Gan tiếp nhận glucose và 1 số glucid khác từ tĩnh mạch cửa, sau đó
chuyển đổi 1 phần glucose thừa thành glycogen, phóng thích glucose
vào máu khi nồng độ glucid trong cơ thể thấp hơn ngưỡng bình thường.
- Ngoài ra, tại gan còn diễn ra quá trình tân tạo glucose từ lactate, glycerol và 1 số acid amin sinh glucid.
- Dạng glucid dự trữ ở ĐV là glycogen, tỷ lệ cao nhất ở gan (trung bình 2,55%, có khi 10-12% ở gan tươi),
trong khi dạng glucid vận chuyển trong các dịch là glucose.
- Cơ chỉ chứa 1-3% glycogen, nhưng vì khối
lượng cơ lớn => Chứa lượng glycogen nhiều
gần bằng ½ tổng lượng glycogen của cơ thể,
glycogen chỉ dự trữ riêng cho cơ mà thôi.
- Não và hồng cầu sử dụng NL chủ
yếu từ glucose, khi cơ thể trong tình trạng thiếu
glucose => Gan sử dụng Pr từ cơ vân để tân tạo
glucose cho nhu cầu NL của não và hồng cầu,
duy trì lượng đường huyết ổn định của cơ thể từ 0,7-1,1 g/l.
- Bình thường không có glucose trong nước
tiểu, khi nồng độ glucose trong máu tăng quá
ngưỡng tái hấp thu của thận (1,8 g/l) =>
Glucose sẽ bị đào thải ra nước tiểu (đái tháo đường).
1.2. Chuyển hóa trung gian của glucid trong tế bào: lOMoAR cPSD| 58490434
- Cơ chất của chuyển hóa glucid là glucose dưới 2 dạng: tự do và kết hợp trong glycogen, mốc chuyển
hóa quan trọng là dạng glucose-6-phosphate (G6P, dạng hoạt hóa của glucose).
- Đặc điểm của chuyển hóa glucid:
+ Gồm nhiều quá trình chuyển hóa, nhưng không tách riêng từng nhóm phản ứng hóa học rời nhau mà có
sự liên quan, trùng ắp, thuận nghịch.
+ Liên quan với các chuyển hóa khác, trung tâm là con đường HDP.
1.3. Vai trò của chuyển hóa glucid:
- Vai trò tạo năng: Cung cấp khoảng 60% tổng NL
của cơ thể, là nguồn NL không thể thay thế hoàn
toàn được, nhờ con đường HDP (hexose
diphosphate). - Vai trò tạo hình: Cung cấp
những chất tham gia cấu trúc tế bào cơ thể
(ribose của acid nucleic; glucose, galactose
trong polysaccharide tạp; vai trò khử độc của acid glucuronic).
II. CHUYỂN HÓA GLUCID THEO CON ĐƯỜNG HDP:
2.1. Tóm tắt quá trình: -
HDP là quá trình chuyển hóa glucose
thành pyruvate, xảy ra trong tế bào chất. -
Trong điều kiện yếm khí, pyruvate sẽ tiếp
tục chuyển đổi thành lactate, tạo 2 ATP tại tế bào chất. -
Khi cơ thể trong tình trạng hiếu khí,
pyruvate sẽ đi vào ty thể, chuyển đổi thành acetyl-
CoA và tiếp tục chuyển hóa trong chu trình acid
citric và chuỗi hô hấp tế bào.
2.2. Mô tả chu trình đường phân (HDP):
2.2.1. Các phản ứng diễn ra: 2.2.1.1.
Trước khi bắt đầu con đường HDP:
Phân ly glycogen: Nhờ 3 enzyme là glycogen phosphorylase (gọi gọn là phosphorylase), oligo-
α(1→4)→α(1→6)-glucantransferase (oligotransferase) và 1,6glucosidase (enzyme cắt nhánh). Chuyển vị
gốc P: Sự chuyển đổi qua lại giữa glucose-6- phosphate và glucose-1-
phosphate, nhờ enzyme phosphoglucomutase (có
coenzyme là glucose-1,6diphosphate). lOMoAR cPSD| 58490434 2.2.1.2.
Trong con đường HDP: Gồm 10 phản ứng: Phản ứng 1:
Phosphoryl hóa glucose ở vị trí C6
thành glucose-6-phosphate, nhờ
vào 2 enzyme là hexokinase và
glucokinase và tiêu thụ 1 ATP. -
Hexokinase hiện diện ở tất cả các tế bào, ở gan
có isoenzyme của hexokinase là glucokinase hay
hexokinase IV có vai trò trong điều hòa đường phân. - Những đặc điểm của hexokinase vàglucokinase: Đặc điểm Hexokinase Glucokinase Phân bố ở mô Đa số các mô
Gan và tế bào β tụy Cao K Thấp Cao m Thấp Không Vmax Có Ức chế bởi G-6-P -
Hexokinase có tính đặc hiệu rộng (phosphoryl hóa được nhiều hexose), có Km thấp (nên có ái lực
cao với glucose, phosphoryl hóa glucose ngay cả khi nồng độ glucose thấp), có Vmax thấp (không phosphoryl hóa lượng lớn glucose). -
Glucokinase có tính đặc hiệu đối với glucose, chỉ hoạt động khi nồng độ glucose nội bào cao (ở tế
bào gan, chẳng hạn như sau bữa ăn giàu glucid), có Vmax cao (giúp gan có thể thu nhận hiệu quả glucose theo tĩnh mạch cửa).
Phản ứng 2: Enzyme đồng phân phosphohexose
isomerase chuyển đổi glucose-6-phosphate
(aldose) thành fructose-6-phosphate (cetose). Phản ứng 3: Enzyme
phosphofructokinase-1 (PFK-1) sẽ phosphoryl
hóa fructose-6-phosphate tại C1 thành fructose-
1,6-diphosphate. - PFK-1 là enzyme giúp điều
hòa đường phân, hoạt tính tăng lên khi tế bào
tiêu thụ ATP, làm tăng nồng độ ADP và AMP,
khác với phosphofructokinase-2
(PFK-2) xúc tác phản ứng tạo fructose2,6- disphosphate từ
fructose-6phosphate theo con đường khác. lOMoAR cPSD| 58490434
Phản ứng 4: Enzyme aldolase cắt
fructose-1,6-diphosphate từ 2 triose phosphate là glyceraldehyd-3- phosphate dihydroaceton
phosphate. - F- có thể ức chế aldolase
=> Dùng F trong ống nghiệm xét
nghiệm glucose máu ngăn chặn
đường phân, giúp tránh sai sót khi
làm xét nghiệm glucose máu.
Phản ứng 5: Enzyme triose phosphate
isomerase sẽ chuyển đổi chất dihydroacetone phosphate glyceraldehyd-3-phosphate. Phản ứng 6: Enzyme glyceraldehyd-3-phosphate dehydrogenase sẽ xúc tác
phosphoryl hóa gốc aldehyd của
glyceraldehyd-3phosphate với gốc
phosphate tạo liên kết giàu NL acyl phosphate của
1,3diphosphoglycerate, hydro từ gốc
aldehyd được tiếp nhận bởi NAD+ thành NADH, H+. Phản ứng 7: Enzyme phosphoglycerate
kinase chuyển nhóm phosphate từ nhóm carboxyl của
1,3diphosphoglycerate sang ADP tạo ATP và 3phosphoglycerate. Phản ứng 8:
Enzyme phosphoglycerate mutase xúc tác chuyển đổi
3phosphoglycerate thành 2phosphoglycerate. Phản ứng 9:
Enzyme enolase lấy đi 1 phân tử H2O của 2-phosphoglycerate tạo phosphoenolpyruvate (PEP).
Phản ứng 10: Enzyme pyruvate kinase
chuyển nhóm phosphate từ PEP sang ADP tạo ATP.
2.2.1.3. Chuyển hóa tiếp theo của pyruvate: Pyruvate được tạo ra ở tế bào chất:
- Trong điều kiện yếm khí: pyruvate chuyển đổi thành lactate ở tế bào chất. lOMoAR cPSD| 58490434
- Ngoài ra, pyruvate còn có thể chuyển hóa thành ethanol (ở nấm men và 1 số VSV khác, kể cả VK ở ruột),
quá trình đường phân giống động vật, nhưng pyruvate biến thành ethanol trong điều kiện yếm khí.
- Trong điều kiện hiếu khí: Pyruvate được vận chuyển vào ty thể, đổi thành acetylCoA nhờ phản ứng khử
carboxyl oxy hóa (xúc tác bởi phức hợp pyruvate dehydrogenase) và được biến đổi vào chu trình acid
citric và chuỗi hô hấp tế bào.
2.2.2. NL dự trữ phát sinh trong con đường HDP:
- Trong điều kiện hiếu khí, pyruvate được vận chuyển vào ty thể tạo acetyl-CoA, sau đó vào chu trình acid
citric và chuỗi hô hấp tế bào, tổng cộng 1 phân tử glucose bị oxy hóa hiếu khí thu được 32 ATP.
- Trong điều kiện con đường HDP diễn ra yếm khí, nguồn NL tạo ra rất ít (2 ATP), nhưng vẫn là nguồn NL
có giá trị trong 1 số trường hợp (cung cấp O2 hạn chế, cơ hoạt động mạnh, ở tế bào và mô có ít hoặc
không có ty thể (hồng cầu, bạch cầu, vùng tủy của thận, thủy tinh thể, tinh hoàn).
- Ở cơ đang hoạt động mạnh: NADH, H+ được tạo thành và 3 enzyme trong chu trình acid citric (CAC) vượt
quá khả năng oxy hóa của chuỗi hô hấp tế bào, tỉ số NADH, H+/NAD+ tăng tạo thuận lợi cho sự khử hóa
pyruvate thành lactate => pH trong tế bào giảm dễ gây chuột rút.
- Chiều của phản ứng phụ thuộc vào nồng độ nội bào tương đối của pyruvate, lactate và tỉ số NADH, H+/NAD+, VD:
+ Ở tim và gan, tỉ số NADH, H+/NAD+ thấp
hơn ở cơ đang hoạt động => Có sự oxy hóa
lactate (từ máu) thành pyruvate. lOMoAR cPSD| 58490434
+ Ở gan, pyruvate biến thành glucose hoặc qua CAC thành CO2, H2O. + Cơ tim oxy hóa phần lớn lactate thành CO2, H2O.
III. ĐIỀU HÒA QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA HDP: Dựa vào
3 enzyme của các phản ứng không thuận nghịch là:
- Hexokinase (I, II, III và IV).
- Phosphofructokinase (PFK-1). - Pyruvate kinase.
IV. CHUYỂN HÓA GLUCID THEO CON ĐƯỜNG HMP:
4.1. Các phản ứng: Gồm 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Oxy hóa trực tiếp glucose-6phosphate
thành pentose phosphate => Con đường HMP còn được
gọi là con đường pentose phosphate, do hexose
(glucose) chỉ được phosphoryl hóa 1 lần.
- Bước 1: Diễn ra quá trình oxy hóa-khử:
- Bước 2: Đồng phân ribulose P thành ribose 5P và xylose 5P:
Giai đoạn 2: Chu trình pentose, gồm những phản ứng oxy hóa không thuận nghịch xúc tác bởi
transcetolase (TC) và transaldolase (TA).
4.2. Đặc điểm của con đường HMP: lOMoAR cPSD| 58490434 - Xảy ra ở bào dịch.
- Cung cấp phần lớn NADPH, H+ của tế bào, đặc biệt quan trọng ở gan và tuyến vú (tổng hợp acid béo), vỏ
thượng thận (tổng hợp steroid).
- HMP được điều hòa trước hết ở G6PD:
+ NADH, H+ là chất ức chế cạnh tranh của G6PD.
+ NADP+ hoạt hóa G6PD khi tế bào dùng nhiều NADPH, H+ => NADPH, H+ giảm, NADP+ tăng => Tỉ số NADPH,
H+/NADP+ giảm => G6PD được hoạt hóa và HMP tăng => Tái tạo NADPH, H+.
+ Khi tế bào cần ribose 5P hơn NADPH, H+ => Fructose-6-phosphate và glyceraldehyd-3-phosphate lấy từ
đường phân tạo thành ribose 5P nhờ những phản ứng ngược chiều của transcetolase và transaldolase.
4.3. Liên quan giữa con đường HMP và con đường HDP: Được trình bày ở sơ đồ sau:
V. TỔNG HỢP GLUCID:
5.1. Quá trình tổng hợp glycogen từ glucose: lOMoAR cPSD| 58490434 -
Sự tổng hợp glycogen xảy ra ở bào dịch
nhờ 2 enzyme là glycogen synthase và enzyme
tạo nhánh, cơ chất tham gia phản ứng là α-D-
glucose, ATP và UTP; 2 enyme này hoạt động lần lượt và xen kẽ. -
Glycogen synthase (GS) có 2 dạng: Dạng
a (không bị phosphoryl hóa) và dạng b (được
phosphoryl hóa, phụ thuộc vào nồng độ G6P). - GS còn được gọi là UDP-
glucoseglycogen transglucoslyase, xúc tác sự gắn
từng gốc glucose vào mạch gycogen bằng liên kết 1,4
=> Tác dụng kéo dài mạch, glucose được gắn vào
mạch từ dạng hoạt hóa UDPG
(uridine diphosphate glucose). -
Khi mạch glycogen được kéo dài đến 1 mức nào đó (6-11 glucose) thì enzyme tạo nhánh tức amylo
(α-1,4 α-1,6) transglucosidase (AT) (hay
glucosyl α-4:6 transferase) chuyển 1 đoạn gồm 5-
8 gốc glucose sang mạch bên bằng liên kết 1 6
=> Tạo nên mạch nhánh mới. -
Glycogen synthase không thể chuyển G
từ UDPG sang glucose tự do được mà chỉ có thể
kéo dài nhánh glycogen => Khi tế bào cạn kiệt
glycogen thì cần có 1 đoạn glycogen gọi là đoạn
mồi (primer) với sự tham gia của 1 Pr đặc hiệu là glycogenin. -
Nhóm -OH của tyrosin của glycogenin là
nơi gắn gốc glucose đầu tiên với sự xúc tác của
glycogen synthase khởi đầu (Glycogen initiator
synthase). - Bản thân glycogenin có thể chuyển
vài gốc glucose tạo thêm 1 nhánh α1,4-glucosyl
=> Đoạn mồi có thể tiếp nhận những gốc glucose
tiếp theo nhờ glycogen synthase.
5.2. Quá trình tân tạo glucid: - Là sự tạo thành
glucid từ những chất không phải là glucid: lactate, pyruvate,
chất trung gian trong chu trình acid citric, glycerol,… lOMoAR cPSD| 58490434 -
Glucid cung cấp nguồn NL lớn cần thiết
cho cơ thể, ngay cả lúc cơ thể có thể sử dụng
nguồn NL từ lipid và protid vẫn cần có 1 mức yêu
cầu căn bản về glucid => Nếu thức ăn không cung
cấp đủ glucid, cơ thể phải tạo glucid từ các chất
khác bằng sự tân tạo glucid. -
Tân tạo glucid quan trọng ở não và hồng
cầu, vì nguồn NL ở đó hầu như chỉ là glucid, khi
đói glycogen dự trữ ở gan chỉ đủ cung cấp
glucose cho não khoảng nửa ngày => Tân tạo
glucid đặc biệt quan trọng trong thời gian đói hay
hoạt động nhiều (từ acid amin do thoái hóa Pr,
glycerol do thoái hóa lipid). - Quá trình tân tạo glucose xảy ra ở tế bào chất, diễn ra ngược với con đường
HDP với 3 khâu không thuận nghịch (phải nhờ enzyme khác hoặc con đường khác cho phản ứng ngược).
Tóm tắt quá trình: Gồm 7 phản ứng thuận nghịch, sử dụng lại enzyme của quá trình đường phân và 3
phản ứng không thuận nghịch. -
3 phản ứng không thuận nghịch baogồm:
+ Biến đổi pyruvate thành PEP thông qua
oxaloacetate nhờ enzyme pyruvate carboxylase và PEP carboxykinase.
+ Khử phosphate của fructose-1,6diphosphate thành fructose-6phosphate nhờ
enzyme fructose biphosphatase-1.
+ Khử phosphate của glucose-6phosphate thành
glucose tự do nhờ glucose-6-phosphatase. -
Để tân tạo 1 phân tử glucose từ pyruvate
cần 4 ATP, 2 GTP và 2 NADH, H+. -
ĐV không thể sử dụng trực tiếp acetylCoA
(nguồn gốc từ acid béo) để tân tạo glucose (TV và VSV có thể). -
Trong ty thể có enzyme pyruvate
carboxylase biến đổi pyruvate thành oxaloacetate,
ngoài ty thể có enzyme phosphoenol pyruvate carboxykinase biến đổi oxaloacetate thành phosphoenol
pyruvate (đi ngược lại sự đường phân). -
Vì oxaloacetate không qua được màng ty
thể => Phải biến đổi thành 1 chất lOMoAR cPSD| 58490434
trung gian có thể qua màng ty thể được (malate, aspartate, citrate,…) nhờ phản ứng của chu trình acid
citric hoặc phản ứng chuyển nhóm amin.
VI. CHUYỂN HÓA GLYCOGEN: -
Glucose ở cơ vân và gan có nguồn gốc từ glycogen sẽ
đi vào chu trình HDP nhờ vào hoạt động của 3 enzyme: glycogen phosphorylase, enzyme cắt nhánh và phosphoglucomutase. -
Glycogen phosphorylase cắt liên kết α-1,4-glycoside
của glycogen và giải phóng αD-glucose-1-phosphate, cắt dần
từng phân tử glucose cho đến khi còn khoảng 4 phân tử
glucose trước phân nhánh α-1,6 thì dừng
lại, nhường cho enzyme cắt nhánh hoạt động. -
Enzyme cắt nhánh có 2 hoạt tính: + Hoạt tính transferase α-
1,6glucosidase: Đầu tiên enzyme cắt
nhánh sử dụng hoạt tính transferase để
cắt 3 phân tử glucose trước nhánh α-1,6,
rồi chuyển cùng lúc 3 phân tử glucose đó
sang kết hợp nhánh gần đó bằng liên kết α-1,4glycoside.
+ Hoạt tính cắt nhánh: Thể hiện sau hoạt
tính transferase, lúc này liên kết α-1,6 sẽ
bị cắt bỏ. - Phosphoglucomutase biến
đổi glucose-1-phosphate thành glucose-6-phosphate và sử dụng ngay. Riêng ở gan có thêm enzyme
glucose-6-phosphatase có thể khử phosphate của glucose-6-phosphate thành glucose tự do cung cấp cho
máu => Chức năng glycogen của gan, không có ở cơ vân.
VII. MỘT SỐ CON ĐƯỜNG CHUYỂN HÓA KHÁC: lOMoAR cPSD| 58490434
7.1. Chuyển hóa fructose: - Fructose hấp thụ theo hệ tĩnh mạch cửa về gan, được đường phân nhanh hơn glucose. -
Phần lớn chuyển hóa theo đường fructose-1-phosphate nhờ
enzyme fructokinase, 1 phần nhỏ thành fructose-6-phosphate. - 2 triosephosphate
(phosphoglyceraldehyd (PGA) và
phosphodihydroaceton (PDA)) thoái hóa theo
sự đường phân hoặc chủ yếu sẽ được chuyển thành glucose, glycogen. -
Sự nhập fructose vào tế bào
không phụ thuộc insulin và
fructose không kích thích chế tiết insulin. -
Hexokinase (ở nhiều mô) có ái lực
thấp (Km cao) với fructose => Phản
ứng fructose thành fructose-6-phosphate xảy ra ít, trong khi fructokinase (ở gan, thận, ruột
non) chuyển phần lớn fructose thành fructose-1-phosphate. -
Fructose-1-phosphate bị phân cắt nhờ aldolase B (có nhiều ở gan) thành glyceraldehyd và
phosphodihydroaceton, glyceraldehyd được phosphoryl hóa nhờ glyceraldehyd kinase và phosphoglyceraldehyd. - Tốc độ chuyển hóa fructose nhanh hơn glucose vì nó vượt phản ứng phosphofructokinase (phản ứng hạn chế tốc độ đường phân), sự tăng fructose làm tăng đáng kể tổng hợp lipid. lOMoAR cPSD| 58490434 -
Mannose (1 thành phần quan trọng của glycoPr và 1 thành phần nhỏ trong thức ăn glucid)
biến thành fructose qua các bước tạo mannose-6-phosphate (nhờ hexokinase) và đồng phân thành
fructose-6phosphate (nhờ phospho mannose isomerase). -
Glucose cũng biến thành fructose qua 2 bước:
+ Tạo sorbitol (còn được gọi là glucitol, là 1 polyalcol) nhờ aldose reductase (ở nhiều mô như thủy tinh
thể, võng mạc, tế bào Schwann của thần kinh ngoại biên, thận, nhau thai, hồng cầu và tế bào mã của
buồng trứng và túi tinh).
+ Chuyển sorbitol thành fructose nhờ sorbitol dehydrogenase (ở gan, buồng trứng, tinh dịch và tế bào túi tinh). -
Sorbitol thức ăn từ 2 con đường này mà vào quá trình đường phân và tân tạo glucid.
Các loại bệnh lý: -
Khi đường huyết tăng cao (trong bệnh đái tháo đường không kiểm soát) => Sorbitol nội bào
tăng, có thể bị ứ đọng trong tế bào (võng mạc, thủy tinh thể, thận, thần kinh,…) => Tăng áp
suất thẩm thấu nội bào, kéo nước vào => Biến chứng (đục thủy tinh thể, bệnh thận, bệnh
võng mạc,…). - Rối loạn chuyển hóa fructose: Có 2 bệnh di truyền:
+ Fructose niệu vô căn do thiếu fructokinase: Bệnh lành tính, không triệu chứng, fructose xuất hiện trong nước tiểu.
+ Không dung nạp fructose di truyền (ngộ độc fructose): Do thiếu aldolase B => Ứ đọng fructose-1-
phosphate nội bào => Gây hạ đường huyết nặng, nôn, vàng da, chảy máu, có thể suy gan.
Hướng điều trị: Hạn chế fructose thức ăn.
7.2. Chuyển hóa galactose: -
Nguồn galactose là lactose (còn được gọi là galactosyl β-1,4-glucose) trong sữa và các sản phẩm của sữa. -
Lactase (β-galactosidase) ở màng tế bào niêm mạc ruột non thủy phân lactose thành galactose và glucose.
- Galactose cũng được giải phóng từ phần glucid
của glycoPr, glycolipid nhờ enzyme ở lysosome, sự
di chuyển của galactose vào tế bào không phụ thuộc insulin.
- Galactose là nguồn carbon cho đường phân và
tân tạo glucid nhờ phản ứng UDP-galactose-
4epimerase chuyển UDP-galactose thành UDPglucose. lOMoAR cPSD| 58490434 -
UDP-galactose cung cấp galactose cho sự tổng hợp lactose ở tuyến vú và glycoPr, glycolipid
và glycosaminoglycan ở nhiều mô. -
Aldose reductase (AR) có ở gan, thủy tinh thể, mô thần kinh, túi tinh; bình thường không
quan trọng trong chuyển hóa galactose trừ trường hợp nồng độ galactose cao (bệnh
galactose huyết), sự tăng galactitol có thể gây đục thủy tinh thể.
Các loại bệnh lý: -
Đa số các mô có galactokinase xúc tác tạo galactose-1-phosphate, thiếu galactokinase gây
galactose huyết và galactose niệu, sự tích tụ galactitol (nếu galactose có trong khẩu phần). -
Bệnh galactose huyết cổ điển là do thiếu
galactose-1-phosphate uridyltransferase (gọi gọn là galactose
huyết và galactose niệu) => Tích tụ galactose-1-phosphate ở
mô thần kinh, thủy tinh thể, gan và thận => Tổn thương gan,
chậm phát triển tinh thần nặng và đục thủy tinh thể.
7.3. Chuyển hóa acid uronic và acid ascorbic: -
Acid uronic giữ vai trò khử độc, tạo các polysaccharide tạp. -
L-gulonolacton oxidase không có ở linh trưởng (kể cả người) và chuột lang => Đối với chúng,
acid ascorbic (vitamin C) cần phải có trong thức ăn. -
Ở cơ thể người, acid uronic thức ăn chuyển hóa thành acid dehydroascorbic và cuối cùng thành acid oxalic.
7.4. Chuyển hóa hexosamin: Có thể được tóm tắt ở sơ đồ sau: lOMoAR cPSD| 58490434
VIII. QUAN HỆ VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUYỂN HÓA GLUCID Ở CÁC MÔ: 8.1. Gan và cơ: Ở gan: -
Gan là bộ máy điều hòa, dự trữ và cung cấp glucose cho toàn cơ thể. -
Gan nhận glucose từ máu để tổng hợp glycogen khi cơ thể có nhiều glucose cần dự trữ; khi cơ thể
cần, glycogen ở gan bị phân ly thành glucose nhờ sự phosphoryl hóathủy phân (90% glucose ở dạng
glucose-1phosphate) và bị thủy phân nhờ glucosidase (10% glucose ở dạng tự do). - Glucose-1-
phosphate sẽ được đồng phân hóa thành glucose-6-phosphate, sau đó sẽ bị thủy phân nhờ glucose-
6-phosphatase ở gan thành glucose tự do và phosphate vô cơ. -
Glucose tự do vào máu và di chuyển tới các mô.
Ở cơ và các mô khác: -
Chỉ có khả năng lấy glucose từ máu để tổng hợp glycogen dự trữ riêng cho chúng. - Không có khả năng
cung cấp glucose cho máu vì không có enzyme glucose-6phosphatase. -
Glucose thoái hóa tạo NL cho cơ hoạt động theo con đường HDP (hiếu khí và yếm khí), khi cơ hoạt
động nhiều cả 2 con đường đều tăng lên, nhưng con đường yếm khí tăng nhiều hơn => Tạo nhiều lactate. -
Lactate sau đó sẽ được đưa vào máu về gan; ở gan, qua pyruvate tân tạo lại glucose để cung cấp tiếp
glucose tự do cho cơ hoạt động hoặc tái tạo glycogen dự trữ. -
Quan hệ chuyển hóa giữa gan và cơ được gọi là chu trình Cori hay chu trình acid lactic.
8.2. Mô thần kinh, não: lOMoAR cPSD| 58490434 -
Ở các tổ chức thần kinh và não, nguồn NL sử
dụng cho quá trình thoái hóa theo con đường
hiếu khí là nguồn duy nhất, chủ yếu là từ glucose
tự do trong máu (lượng glycogen não thấp)
trong điều kiện bình thường; trường hợp nhịn
đói lâu ngày, ở trẻ sơ sinh, có thể là ceton. -
Trong trạng thái nghỉ ngơi não sử dụng 20% NL
O2 dù chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể => Tổn
thương thần kinh thường xảy ra do hạ đường
huyết và sự nhạy cảm rất cao của não với tình
trạng thiếu O2 (hôn mê, tổn thương không hồi phục,…). 8.3. Hồng cầu: -
Hồng cầu chứa lượng lớn Hb
(hemoglobin, có chức năng vận chuyển O2 từ phổi tới
các mô) và không có ty thể (không có chuỗi hô hấp tế
bào và chu trình acid citric). -
Trong hồng cầu, glucid chuyển hóa theo con
đường HDP yếm khí, với sản phẩm cuối cùng là
lactate, đồng thời có nhánh chuyển hóa tạo 2,3-
diphosphoglycerate (2,3-DPG) và nhánh chuyển
hóa theo con đường HMP tạo NADPH, H+ và có
tác dụng bảo vệ glutathion dạng bị khử (G-SH). -
1 phân tử 2,3-DPG gắn với 1 phân tử Hb gây ra
sự giảm ái lực của Hb đối với O2: nó có tác dụng
duy trì dạng khử O2 của Hb, giúp HbO2
(oxyhemoglobin) nhả O2. - NADPH, H+ phát sinh trong con đường HMP nhờ glucose-6- phosphatase
dehydrogenase (G6PD) có tác dụng giữ glutathion ở dưới dạng G-SH => Tác dụng bảo vệ cấu trúc hồng cầu.
Các loại bệnh lý: -
Thiếu hụt hexokinase làm giảm lượng 2,3-DPG => Tăng ái lực Hb với O2, giảm sự cung cấp O2 cho tế bào. -
Thiếu hụt pyruvate kinase làm ứ đọng 2,3-DPG => Giảm ái lực Hb với O2, khiến HbO2 dễ nhả O2 cho tế bào. -
Thiếu hụt G6PD là 1 bệnh di truyền đặc trưng bởi thiếu máu tán huyết do mất khả năng khử độc
những tác nhân oxy hóa (H2O2) và những gốc tự do (peroxyd) => Hồng cầu dễ bị vỡ, bệnh nhân bị
những cơn tiêu huyết nặng sau khi uống 1 lượng thuốc có tính oxy hóa như thuốc sốt rét, sulfamide,… lOMoAR cPSD| 58490434
IX. ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA GLUCID: -
Trong cơ thể bình thường, chuyển hóa glucid luôn được điều hòa theo nhu cầu của cơ thể, thể
hiện quan trọng và rõ rệt nhất là sự điều hòa đường huyết.
9.1. Đường huyết luôn ổn định nhờ sự cân bằng: Đó là sự cân bằng giữa 2 nguồn sau:
+ Bổ sung cung cấp glucose vào máu: Nguồn glucid ngoại sinh từ thức ăn, nguồn nội sinh do phân giải
glycogen và tân tạo glucose ở khoảng giữa các bữa ăn. + Sử dụng glucose ở các tổ chức: Quan trọng nhất
là ở mô cơ, mô mỡ, mô thần kinh, ngoài ra còn có tổng hợp glycogen dự trữ ở tất cả các tổ chức (nhiều nhất ở gan và cơ). -
Glucose được liên tục lọc qua tiểu quản cầu thận và được tái hấp thu hoàn toàn qua hệ thống ống
thận, khi lượng glucose máu vượt quá ngưỡng (khoảng 180mg/100ml huyết tương, còn được viết là
180mg%), glucose sẽ được thải qua nước tiểu (đường niệu).
9.2. Cơ chế điều hòa đường huyết: - Gan có vai trò quan trọng trong điều hòa đường huyết nhờ chức năng glycogen của gan. -
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến đường
huyết, và các yếu tố đó tác động trước hết đến chức
năng glycogen của gan và chuyển hóa glucid ở cơ và các mô khác. -
Hệ thống nội tiết điều hòa chính xác và nhanh
chóng qua hệ thần kinh trung ương, gồm 2 hệ thống đối lập nhau:
+ Làm giảm đường huyết: Chủ yếu là insulin.
+ Làm tăng đường huyết: Chủ yếu là adrenaline,
glucagon và hormone của các tuyến khác ( tuyến giáp, vỏ
thượng thận, tuyến yên trước).
Các loại bệnh lý: -
Biểu hiện tăng đường huyết có thể do thiếu
insulin hay thừa các hormone tăng đường huyết, cường năng các tuyến tương ứng; trong khi biểu hiện
giảm đường huyết có thể do thừa insulin hay suy năng các tuyến tương ứng. - Các rối loạn chuyển hóa
glucid sẽ thể hiện qua lâm sàng và các xét nghiệm. -
Các nghiệm pháp động học nhằm thăm dò khả năng đáp ứng của các hệ thống điều chỉnh đường
huyết khi ta gây tăng hoặc giảm đường huyết (nghiệm pháp tăng đường huyết, nghiệm pháp tiêm
adrenaline,..) nhằm đánh giá chức năng chuyển hóa chuyên biệt của cơ quan (nghiệm pháp glucose niệu).
9.2.1. Adrenaline và glucagon: lOMoAR cPSD| 58490434 -
Khi đường huyết giảm, glucagon được tế bào α của tiểu đảo Langerhans tuyến tụy tiết ra và tác
động lên gan, kích thích gan phân giải glycogen thành glucose vào máu. -
Sự co cơ hoặc sự kích thích thần kinh khiến tủy thượng thận giải phóng adrenaline, kích thích gan
phân giải glycogen thành glucose vào máu và kích thích cơ tăng phân giải glycogen, tạo NL cho cơ hoạt động.
Tác dụng của adrenaline: Do adrenaline gắn vào thụ thể (gọi
là thụ thể β-hướng adrenaline (β-adrenergic)) trên màng tế
bào đích (ví dụ như tế bào gan), kích thích adenylate cyclase
xúc tác tạo AMP từ ATP => AMP hoạt hóa Pr kinase thành
dạng hoạt động (Pr kinase A), sau đó là hàng loạt phản ứng. 9.2.2. Insulin: -
Do tế bào β của tiểu đảo Langerhans tuyến tụy tiết ra, có các tác dụng sau:
+ Tăng tính thấm của màng tế bào với glucose. + Tăng sử
dụng glucose ở tất cả các mô cơ thể (nhất là tế bào cơ vân,
tim, mô mỡ) bằng cách kích thích sinh tổng hợp các enzyme
chìa khóa của sự đường phân. + Tăng tổng hợp glycogen
bằng tăng hoạt động của glycogen synthase.
+ Giảm sự phân ly glycogen ở gan cơ.
+ Đối với lipid, insulin làm tăng tổng hợp acid béo từ glucose,
nhất là tổng hợp lipid dự trữ ở các mô mỡ.
=> Có tác dụng làm giảm đường huyết.
Các loại bệnh lý: Phổ biến là bệnh tiểu đường (tăng đường
huyết và có thể có đường niệu) do giảm hoặc thiếu insulin.
9.2.3. Thyroxine: Làm tăng hấp thụ glucose ở ruột, tăng phân
ly glycogen => Tăng đường huyết.
9.2.4. Glucocorticoid: Làm tăng tân tạo glucose, tăng hấp thụ
glucose ở ruột, ức chế sử dụng glucose ở các mô ngoài gan,
tăng phân ly glycogen => Tăng đường huyết.
9.2.5. Hormone tăng trưởng (GH): Làm giảm tính thấm của
glucose vào các mô, giảm tổng hợp glycogen, tăng phân ly
glycogen => Tăng đường huyết.
9.2.6. Hormone thượng thận của tuyến yên trước (ACTH):
Kích thích vỏ thượng thận tiết hormone steroid trong đó có
glucocorticoid => Tăng đường huyết.
X. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ: lOMoAR cPSD| 58490434
Câu 1. Cơ thể người sử dụng loại glucid nào để C. Aldose reductase.
tạo NL là chính: A. Glucose. D. Phosphofructokinase-1. B. Fructose.
Câu 8. 1 enzyme tạo ATP trong con đường HDP C. Galactose. có tên là: D. Maltose. A. Phosphoglycerate kinase.
Câu 2. Các enzyme disaccharidase thường được B. Glucokinase. tìm thấy ở: A. Miệng. C. Phosphofructokinase-1. B. Ruột non.
D. Triose phosphate isomerase. Câu 9. Loại C. Gan
enzyme nào sau đây chỉ có ở gan mà không D. Thận.
có ở cơ vân: A. Phosphoglucomutase.
Câu 3. Chu trình HDP, chọn câu sai: B. Pyruvate carboxylase.
A. Là quá trình chuyển glucose thànhpyruvate. C. Enolase. B. Gồm 10 phản ứng.
D. Glucose-6-phosphatase.Câu 10. Các bệnh sau
C. Có 4 phản ứng không thuận nghịch.D. Được
đây có thể là do rối loạn chuyển hóa glucid,
khởi phát bằng phản ứng phosphoryl hóa ngoại trừ:
glucose thành glucose6-phosphate.
A. Bất thường đường huyết.
Câu 4. Enzyme nào sau đây có thể bị ức chế bằng B. Bạch tạng.
ion F- (đặc trưng trong lâm sàng): C. Suy gan, vàng da. A. Phosphoglucomutase. D. Đục thủy tinh thể. B. Hexokinase. C. Aldolase. D. Glucosidase.
Câu 5. Enzyme chuyển nhóm phosphate thêm
vào fructose-6phosphate trong đường phân: A. Là phosphofructokinase-2. B. Tạo sản phẩm ATP.
C. Tạo sản phẩm fructose-2,6-diphosphate.
D. Kiểm soát quá trình đường phân.Câu 6. Các
phản ứng không thuận nghịch của quá trình
tân tạo glucid, ngoại trừ: A.
Biến đổi pyruvate thành PEP (thôngqua oxaloacetate). B. Khử phosphate của fructose-1,6-
diphosphate thành fructose-6phosphate. C. Tạo fructose-1,6-diphosphate từdihydroxyaceton phosphate (hoặc glyceraldehyd phosphate). D. Khử phosphate của glucose-6-
phosphate thành glucose tự do. Câu 7. Linh
trưởng (kể cả người) và chuột lang không có enzyme nào sau đây: A. L-gulonolactone oxidase. B. Lactate dehydrogenase. lOMoAR cPSD| 58490434