tìm hiểu QUÁ TRÌNH CHUYỂN hóa các CHẤT DINH DƯỠNG chủ đề QUÁ TRÌNH CHUYỂN hóa GLUCOSE TRONG cơ THỂ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN Q TRÌNH CHUYỂN HĨA CÁC CHẤT DINH DƯỠNG Chủ đề: Q TRÌNH CHUYỂN HĨA GLUCOSE TRONG CƠ THỂ GVHD : Ths Bùi Phạm Thanh Hương Bộ mơn : Hóa sinh Dinh dưỡng người Lớp : Khóa 2020 : Thứ ba – ca Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11/2022  DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM STT Họ tên Trần Long Ẩn MSSV Nhiệm vụ - Tổng quan giới thiệu glucose 2012531 - Làm PowerPoint - Vai trò glucose người CNTP Trần Thị Thanh Hà 2012538 Nguyễn Thị Thu Thủy 2012572 Phạm Thị Ánh Tài 2012566 - Tiêu hóa, hấp thụ glucose 2012576 - Sự chuyển hóa glucose theo đường Pentose phosphate Nguyễn Thị Kiều Trinh Huỳnh Thị Hằng Vy 2012517 Trương Quốc Bửu 2012533 - Đường phân - Kết luận (các nguy ăn thừa/thiếu, bệnh liên quan khuyến nghị lượng sử dụng) - Thuyết trình tiểu luận - Tổng hợp tài liệu Trần Thị Nữ 2012561 - Làm báo cáo tiểu luận MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Tổng quan giới thiệu 1.1 Khái niệm .4 1.2 Cấu tạo 1.3 Trạng thái tự nhiên của Glucose Q trình chuyển hóa đường Glucose 2.1 Tiêu hóa hấp thụ 2.2 Đường phân 10 2.3 Con đường Pentose phosphate: (hay gọi hexose monophosphate) .13 Vai trò ứng dụng Glucose 16 3.1 Vai trò 16 3.2 Ứng dụng 16 Kết luận 17 4.1 Tác dụng phụ dư thừa đường Glucose 17 4.2 Tác dụng phụ thiếu hụt đường Glucose 17 4.3 Khuyến nghị lượng sử dụng 18 4.4 Các bệnh liên quan đến sử dụng dư thừa glucose .18 4.5 Các biện pháp khắc phục giảm lượng đường huyết máu 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 LỜI MỞ ĐẦU Glucose (còn gọi Dextrose) loại monosaccharide với công thức phân tử C6H12O6 phổ biến Glucose chủ yếu tạo thực vật hầu hết loại tảo trình quang hợp từ nước CO2, sử dụng lượng từ ánh sáng mặt trời Ở đó, sử dụng để tạo cellulose thành tế bào tinh bột Trong chuyển hóa lượng, Glucose nguồn nguyên liệu quan trọng tất sinh vật để tạo lượng q trình hơ hấp tế bào Trong thực vật lưu trữ chủ yếu dạng cellulose tinh bột (hỗn hợp gồm thành phần amylose mạch đơn amylopectin dạng mạch phân nhánh), cịn động vật lưu trữ glycogen Dạng Glucose xuất tự nhiên D-glucose, L- glucose sản xuất tổng hợp với số lượng tương đối nhỏ có tầm quan trọng thấp Bên cạnh đó, Glucose (đường) nguồn lượng để ni dưỡng thể Khi ăn thực phẩm vào hàng ngày (bánh mì, cơm, bún, trái cây, sữa…) thể bắt đầu phân hủy carbohydrate có thực phẩm để chuyển hóa thành lượng Glucose nuôi tế bào thể Glucose lưu thơng máu (đường huyết), sau tiêu thụ thức ăn, nồng độ đường máu tăng lên Các tế bào muốn tiếp nhận Glucose đòi hỏi tuyến tụy phải sản xuất đủ insulin để “mở khóa vạn năng” đường cho Glucose đến gặp tế bào Khi nhiều tế bào nhận Glucose, lượng đường máu trở lại bình thường Lượng Glucose dư thừa dự trữ gan dạng Glycogen Glycogen đóng vai trị giúp thể hoạt động đói Cụ thể, không ăn uống thời gian ngắn, nồng độ Glucose máu giảm xuống Tuyến tụy tiết hormone Glucagon, kích hoạt phân hủy Glycogen thành Glucose, giúp nồng độ đường máu trở lại mức bình thường Vì thế, thiếu hụt hay dư thừa glucose gây nhiều vấn đề lớn cho sức khỏe: tăng đường huyết, hạ đường huyết, biến chứng lên thận, mắt, tim, mạch máu… Do đó, trì mức Glucose ổn định điều quan trọng Tổng quan giới thiệu 1.1 Khái niệm: Glucose (Dextrose) đơn vị carbohydrate, hay gọi monosaccharide Khơng có riêng Glucose, monosaccharide khác bao gồm Fructose, Galactose Ribose Đây loại đường có thực phẩm mà thể sử dụng để chuyển hóa thành lượng Khi Glucose qua dịng máu đến tế bào, gọi đường huyết đường máu Hình 1.1: Vịng tuần hồng glucose 1.2 Cấu tạo: Glucose có cơng thức phân tử C6H12O6, tồn dạng mạch hở mạch vịng Hình 1.2: Ảnh minh hoạ glucose dạng mạch hở mạch vòng 1.2.1 Dạng mạch hở Viết gọn là: CH2OH[CHOH]4CHO 1.2.2 Dạng mạch vịng - Nhóm –OH C5 cộng vào nhóm C = O tạo hai dạng vòng cạnh α β Nếu nhóm –OH đính với C1 nằm mặt phẳng vòng cạnh α, ngược lại nằm mặt phẳng vòng cạnh β – Nhóm –OH vị trí C số gọi OH – hemiaxetal 1.3 Trạng thái tự nhiên của Glucose - - Chúng tồn hầu hết phận thực vật, nhiều loại chín Đặc biệt nho nên Glucose gọi đường nho Glucose chiếm khoảng 30% thành phần mật ong Con người động vật có lượng Glucose định thể Hình 1.3: Thành phần mật ong với hàm lượng glucose cao Hình 1.4: Các loại trái chứa nhiều glucose Quá trình chuyển hóa đường Glucose 2.1 Tiêu hóa hấp thụ 2.1.1 Tiêu hóa - - Các men tiêu hố chất đường gồm: Amylase nước bọt, dịch tụy, lactase, maltase, sucrase, galactase tiết tế bào niêm mạc ruột Khi ăn chất bột đường, men thủy phân chuỗi dài thành chuỗi ngắn hơn, chuỗi ngắn thành disaccharide cuối thành monosaccharide, glucose giải phóng, q trình bắt đầu miệng + Khi nhai chậm, thức ăn giàu chất bột đường kích thích tiết amylase nước bọt Trong nước bọt có chứa chất nhầy, enzyme amylase, enzyme khử khuẩn số enzyme maltase Alpha-amylase có nhiệm vụ phân cắt liên kết glucose tinh bột, glycogen, oligosaccharide polysaccharide thành đoạn ngắn maltose Enzyme maltase phân giải lactose thành glucose + Do dày khơng có men tiêu hóa nên glucose chưa tiêu hóa Bởi vậy, dày bước đệm cho giai đoạn tiêu hóa ruột non + Ruột non nơi tiêu hóa chủ yếu chất bột đường nhờ dịch tiêu hóa dịch mật, dịch tụy, dịch ruột, thức ăn phân giải tới mức đơn giản để thể hấp thu đào thải chất thừa dễ dàng Enzyme amylase tụy tiếp tục tiêu hóa chất bột đường thành polysaccharide, thành disaccharide Bước cuối cùng, tế bào niêm mạc ruột non tiết men tiêu hóa disaccharide thành monosaccharide: (Maltase) Maltose Glucose + Glucose (Sucrase) Sucrose Fructose + Glucose (Lactase) Lactose Galactose + Glucose - Hỗn hợp maltotriose, maltose, glucose oligomer (isomaltose alpha-limit dextrins) chứa liên kết 1,4- 1,6-αd-glucosidic + Maltose-glucoamylase thủy phân gốc glucose 1,4-α-d-glucosidic + Phức hợp sucrase/isomaltase thủy phân liên kết 1,6-α-dglucosidic oligomer phân nhánh, 1,6-α-dglucosidic liên kết maltose sucrose Hình 2.1: Q trình chuyển hố chất đường bột có glucose 2.1.2 - Sự hấp thu Glucose chất hấp thu với lượng giới hạn qua niêm mạc miệng trình hấp thu, glucose vận chuyển tích cực vào tế bào ruột non - Glucose hấp thu chủ yếu dạng monosaccarid phần nhỏ dạng disaccarid Các monosaccarid hấp thu theo - chế vận chuyển tích cực thứ phát (đồng vận chuyển với Na +) khuếch tác tăng cường (faciltated diffusaion, cịn dịch khuếch tán thuận hóa) Sự hấp thu glucose: từ lòng ruột, glucose vận chuyển qua bờ bàn chải (vi nhung mao) vào tế bào biểu mơ theo chế vận chuyển tích cực thứ phát Chỉ glucose ion Na+ gắn vào protein mang protein thay đổi hình dạng để đưa Na+ glucose vào bên tế bào Năng lượng để vận chuyển (tức lượng cần cho thay đổi hình dạng protein mang) chênh lệch nồng độ ion Na+, lòng ruột tế bào biểu mơ Có nghĩa Na+ khuếch tán từ lịng ruột vào tế bào, kéo theo glucose với nó, vậy, cung cấp lượng để vận chuyển ngược bậc thang Cơ chế gọi đồng vận chuyển với Na+ glucose chế vận chuyển tích cực thứ phát Khi nồng độ glucose tế bào tăng cao, glucose khuếch tác qua màng đáy bên tế bào biểu mô để vào máu theo chế khuếch tán tăng cường (facilitated) Tốc độ hấp thu tối đa glucose vào khoảng 120 g/giờ - Con đường pentose phosphate không cung cấp lượng dạng ATP cung cấp NADPH ribose-5-phosphat NADPH sử dụng dạng lượng cho trình tổng hợp acid béo, cholesterol steroid Ribose-5- phosphat cung cấp cho trình tổng hợp base purin pyrimidin Sự chuyển hóa glucose đường pentose phosphate chi tiết DATAPDP P+HPi Glu c o s e p h o t p h a t e d e h y r o g e n a s e 6he-Pxhooksinpahsoe-gluconolactone luOuconseo-6-photphate la ct on as e H + NADPH +CO2 6p h o s p NADP 6-Phospho-gluconate h o g l u c o a t e d e h y d r o g e n a s e DRibulose -5phospha te s p e h o s p h a t e p h o s p h a t e T r a n s k e t o l a s e (TPP) R D i b X o y s l e u l o - G l u c o s e p h o s p h a t e DGlycerad ehyde-3phosphat e T G D r - l S a y e n c d s o k o l y e h t e s o i p s l t a u s l e o s e ( T p P h P o ) s p h a t e G l u c o s e p h o s p h a t e i s o m e r a e s F E r r y u t c h t r o o s s e e p - h p o h s o p s p h h a a t e T D r a g n l s y k c e e t o r l a a d s e e h ( T y P d P e t e ) p h o s p h a t e 2.3.2 Đặc điểm chu trình pentose - Phosphoryl hoá lần từ G → G6P Xảy dịch bào tương (cytosol) tế bào Xảy mạnh số mô: vỏ thượng thận, tuyến sữa, hồng cầu, mô mỡ 2.3.3 Ý nghĩa chu trình pentose - Cung cấp nhiều NADPH+ cho trình tổng hợp acid béo, hormon steroid Con đường thay để chuyển hóa glucose đặc biệt quan trọng tạo ribose 5-phosphate, tiền chất đường để tổng hợp DNA RNA, NADPH, sử dụng nhiều đường sinh tổng hợp Vai trò ứng dụng Glucose 3.1 Vai trò 3.1.1 Đối với người: Glucose thành phần có vai trò quan trọng thể - - - Cung cấp lượng cho thể: Khi vào thể, Glucose chuyển hóa thành lượng dưỡng chất cần thiết khác Đặc biệt, đường cịn có tác dụng kích thích sản sinh insulin giúp làm giảm cảm giác thèm ăn, hệ thống tiêu hóa hoạt động hiệu Đường Glucose hấp thụ vào thể dự trữ gan, trở thành nguồn lượng dự trữ dạng Glycogen Chúng huy động sử dụng thể người bị thiếu hụt lượng Là thành phần tham gia vào cấu trúc tế bào (RNA DNA) 3.1.2 Đối với ngành công nghệ thực phẩm - - Glucose dùng để sản xuất ancol etylic từ nguyên liệu tinh bột xenlulozơ Trong công nghiệp thực phẩm, glucose sử dụng làm chất bảo quản Glucose giúp hỗn hợp có pha đường không bị “lại đường” - tượng lên hạt đường nhỏ để lâu Đồng thời, Glu giúp bánh kẹo lâu bị khô giữ độ mềm Glucose sử dụng trình làm kem để giữ hỗn hợp nước đường mịn 3.2 Ứng dụng 3.2.1 Trong y học - Glucose có chứa chất dinh dưỡng giúp tạo lượng để thể hoạt động tốt nên sử dụng để làm thuốc tăng lực dành cho trẻ em, người già người suy nhược thể - Glucose sử dụng để pha huyết (ứng dụng tiêm truyền y tế) Glucose dùng để sản xuất vitamin C 3.2.2 Trong công nghiệp Dùng để tráng gương, tráng ruốt phích (thay cho anđehit anđehit độc hại cho sức khoẻ người Hình 3.1: Các ứng dụng glucose Kết luận 4.1 Tác dụng phụ dư thừa đường Glucose + Lượng đường máu tăng cao + Tăng huyết áp, tăng lipid máu + Đái tháo đường + Ăn nhiều đường gây sâu + Góp phần tăng trọng lượng thể + Có thể dẫn đến nhịp tim không + Tăng nguy mắc bệnh thận + Đẩy nhanh trình suy giảm nhận thức 4.2 Tác dụng phụ thiếu hụt đường Glucose + Đói, đổ mồ hơi, chóng mặt + Cơ thể run rẩy, mặt tái + Nhịp tim đập nhanh + Hạ đường huyết + Hôn mê tổn thương quan 4.3 Khuyến nghị lượng sử dụng Nên cung cấp 130 g/ngày để có chế độ ăn uống lành mạnh 4.4 Các bệnh liên quan đến sử dụng dư thừa glucose Dư thừa lượng glucose thể gây ảnh hưởng đến thể nhiều Thừa cân, béo phì: Thừa đường gây ức chế tế bào đốt chất béo tăng lượng insulin gây rối loạn trao đổi chất thể Bên cạnh đó, đường tác nhân làm tăng hormone gây cảm giác đói (hormone Ghrelin) khiến thể thèm ăn tích tụ chất béo, nguy gây béo phì, thừa cân, đặc biệt trẻ nhỏ Tình trạng thừa đường ức chế sản xuất hormone Leptin, hormone báo hiệu cho não đủ đường dừng ăn uống nên sau ăn nhiều đồ có cảm giác thèm ăn Bệnh tiểu đường: Lượng đường tăng dẫn tới hàm lượng insulin máu tăng nguyên nhân gây bệnh tiểu đường Lượng đường thừa dẫn đến tích tụ chất béo gan, gây ảnh hưởng đến tế bào beta tuyến tụy làm khả sản xuất đủ insulin Bệnh tim mạch: Thừa đường tác động xấu đến sức khỏe tim mạch, chí có hại chất béo Đường gây thương tổn cho tim động mạch, tăng mức insulin, tăng nhịp tim, huyết áp kích hoạt hệ thống thần kinh giao cảm Người thường xuyên ăn nhiều đường có nguy mắc bệnh tim mạch, đột quỵ, động mạch vành cao so với người có chế độ ăn uống cân Suy giảm hệ thống miễn dịch: Dư thừa đường khiến thể dễ bị mắc bệnh nhiễm trùng, cảm cúm, cảm lạnh suy giảm hệ thống miễn dịch Bệnh gan nhiễm mỡ: Đường chuyển hóa gan thành lipid, thể dư thừa đường đồng nghĩa gan sản xuất lipid thừa, ảnh hưởng chức gan Hàm lượng insulin tăng cao ăn nhiều đường dẫn đến tích tụ chất béo gan Thừa đường nguyên nhân gây bệnh lý gan, đặc biệt gan nhiễm mỡ Trầm cảm: Não cần lượng định glucose insulin để hoạt động bình thường, nhiên bạn thừa đường thể khiến não bị tải glucose insulin, dẫn đến tình trạng lo lắng, bồn chồn, nguyên nhân gây bệnh trầm cảm 4.5 Các biện pháp khắc phục giảm lượng đường huyết máu - Tập thể dục thường xuyên: tế bào sử dụng lượng đường có sẵn máu cách tốt Bên cạnh đó, tập thể dục giúp bắp sử dụng lượng đường máu để tạo lượng co - Giới hạn lượng tiêu thụ carb: thể phân hủy carbs thành đường (chủ yếu glucose), sau insulin giúp thể sử dụng lưu trữ đường để tạo lượng Khi ăn nhiều carbs chức insulin gặp vấn đề, lượng đường máu tăng lên - Tăng tiêu thụ chất xơ: chất xơ làm chậm trình tiêu hóa carb hấp thụ đường, nhờ giúp lượng đường máu tăng ổn định không đột ngột Có hai loại chất xơ chất xơ khơng hòa tan hòa tan Mặc dù, hai quan trọng chất xơ hòa tan chứng minh có tác dụng cải thiện kiểm sốt lượng đường máu Chất xơ làm chậm trình tiêu hóa carb hấp thụ đường, nhờ giúp lượng đường máu tăng ổn định không đột ngột Có hai loại chất xơ chất xơ khơng hịa tan hòa tan Mặc dù, hai quan trọng chất xơ hòa tan chứng minh có tác dụng cải thiện kiểm sốt lượng đường máu Ngoài ra, chế độ ăn nhiều chất xơ giúp kiểm sốt bệnh tiểu đường loại tốt Thực phẩm giàu chất xơ bao gồm: • Rau • Trái • Cây họ đậu • Các loại ngũ cốc Lượng chất xơ hàng ngày theo khuyến nghị khoảng 25 gam phụ nữ 38 gam nam giới 14 gam chất xơ cần thiết cho chế độ ăn 1.000 calo Hình 4.1: thực phẩm giàu chất sơ làm giảm lượng đường huyết - Uống đủ nước: uống đủ nước giúp bạn giữ lượng đường máu nằm giới hạn cho phép Ngoài việc ngăn ngừa nước, uống nhiều nước giúp thận thải lượng đường dư thừa qua nước tiểu, giảm lượng đường máu giảm nguy mắc bệnh đái tháo đường Một nghiên cứu quan sát thấy người uống nhiều nước có nguy phát triển lượng đường máu cao - Chọn loại thực phẩm có số đường huyết thấp Chỉ số đường huyết phản ánh cách thể hấp thụ tiêu hóa thức ăn, ảnh hưởng đến tốc độ đường huyết tăng cao Ăn thực phẩm có số đường huyết thấp chứng minh làm giảm đường huyết máu người mắc bệnh tiểu đường Ví dụ, thực phẩm có số đường huyết từ thấp đến trung bình bao gồm: • Lúa mạch • Sữa chua • Yến mạch • Đậu, đậu lăng họ đậu • Mì ống lúa mì • Rau củ khơng tinh bột Hình 4.2: Bảng số đường huyết số thực phẩm Hình 4.3: Bảng tra cứu số “GI – GL” thực phẩm Dựa vào hình 4.3 mà ta kiểm sốt lượng thức ăn ta ăn vào mà xây dựng chế độ ăn phù hợp với tình trạng lượng đường huyết người để không làm cho lượng đường máu tăng cao Tránh rủi ro không mong muốn sức khoẻ xảy - Ngủ đủ giấc: thiếu ngủ làm ức chế giải phóng hormone tăng trưởng tăng nồng độ cortisol Cả hai đóng vai trị thiết yếu việc kiểm sốt lượng đường máu Bạn cần đảm bảo có giấc ngủ chất lượng cao đêm, đủ số lượng lẫn chất lượng - Bổ sung thêm thực phẩm giàu crom magie Lượng đường huyết cao bệnh tiểu đường liên quan đến vấn đề thiếu hụt vi chất dinh dưỡng, có thiếu hụt khống chất crom magie Crom có vai trị quan trọng q trình chuyển hóa carb chất béo, giúp cân chỉnh lượng đường máu Thiếu crơm khiến bạn không dung nạp carb Một số nghiên cứu người mắc bệnh tiểu đường cho thấy crom có lợi kiểm soát lượng đường máu lâu dài Thực phẩm giàu crom bao gồm: • Các loại thịt • Ngũ cốc nguyên hạt • Trái • Rau • Quả hạch Magiê chứng minh có lợi cho lượng đường máu, thiếu magiê có liên quan đến nguy phát triển bệnh tiểu đường cao Theo nghiên cứu, cá nhân có lượng magiê cao có nguy mắc bệnh tiểu đường loại thấp tới 47% Thực phẩm giàu magiê bao gồm: • Rau xanh đậm • Bí hạt bí • Cá ngừ • Các loại ngũ cốc • Sô cô la đen • Chuối • Bơ • Đậu - Sử dụng thực phẩm chức năng: sử dụng sản phẩm chức để làm giảm lượng đường huyết hỗ trợ bệnh tiểu đường có thành phần như: nha đam, quế, nhân sâm Hoa Kỳ, men vi sinh, berberine, dây thìa canh, magie, crom, axit anpha-lipoic,… TÀI LIỆU THAM KHẢO Glucose gì? Vai trò glucose sức khỏe, hoạt động sống: https://bom.so/LzzpUl Ths Bùi Phạm Thanh Hương, Bài giảng Q trình chuyển hóa chất dinh dưỡng, Khoa Cơng nghệ hóa học thực phẩm, Trường đại học Nông Lâm Tp.HCM Ths Huỳnh Ngọc Trung Dung, Nguyễn Thanh Huy, Giáo trình hóa sinh (Dùng cho sinh viên cao đẳng Dược), 2016 Thanh Hoa Tourism Trade (2022) Quá Trình đường Phân Là Gì? 10 Bước Của Quá Trình đường Phân https://bom.so/70iAah SCIENCE AND TECHNOLOGY, Sự phân giải glucose thành pyruvate: https://bom.so/dlIVRh TS.Huỳnh Tiến Đạt, Bài giảng mơn Dinh dưỡng sở, Khoa Cơng nghệ Hóa học Thực Phẩm, Trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinme, thông tin sức khoẻ: thể thừa đường?: https://bom.so/3DKNlO Bác Sĩ Sơn (2022), Sức khoẻ 123: Thực phẩm chức giảm lượng đường máu: https://bom.so/iDdoFY ... mật ong với hàm lượng glucose cao Hình 1.4: Các loại trái chứa nhiều glucose Quá trình chuyển hóa đường Glucose 2.1 Tiêu hóa hấp thụ 2.1.1 Tiêu hóa - - Các men tiêu hố chất đường gồm: Amylase... trò ứng dụng Glucose 3.1 Vai trò 3.1.1 Đối với người: Glucose thành phần có vai trò quan trọng thể - - - Cung cấp lượng cho thể: Khi vào thể, Glucose chuyển hóa thành lượng dưỡng chất cần thiết... LIỆU THAM KHẢO Glucose gì? Vai trị glucose sức khỏe, hoạt động sống: https://bom.so/LzzpUl Ths Bùi Phạm Thanh Hương, Bài giảng Q trình chuyển hóa chất dinh dưỡng, Khoa Cơng nghệ hóa học thực phẩm,