GIÁO TRÌNH HÓA SINH - DƯỢC - CAO ĐẲNG

Y Tế - Sức Khỏe - Y khoa - Dược - Y dược - Sinh học UBND TỈNH SƠN LA TRỜNG CAO ĐẲNG Y TẾ GIÁO TRÌNH HÓA SINH NGÀNH: DỢC TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số QĐ-CĐYT ngày tháng năm 2021 củ a Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Y tế Sơn La Sơn La, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạ o và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.. LỜI GIỚI THIỆU Hóa sinh là một ngành khoa học sự sống. Những thành tựu của Hóa sinh có ý nghĩa quan trọng trong Y – Dược Trong Y học, các xét nghiệm hóa sinh được sử dụng rộng rãi để sàng lọ c, chẩn đoán, tiên lượng và theo dõi điều trị bệnh. Trong ngàng Dược, hóa sinh giúp tìm hiểu cơ chế tác dụng của thuốc ở cấp độ tế bào và phân tử, từ đó giúp thiết kế ra các phân tử thuốc tác dụng tại đích đặc hiệu. Giáo trình Hóa sinh – đối tượng cao đẳng Dược nhằm cung cấ p cho sinh viên những kiến thức cơ bản về cấu tạo và thành phần hóa học của các hợp chất trong cơ thể sống, mối liên quan giữa cấu trúc và chức năng, các quá trình chuyển hóa của chúng và năng lượng trong cơ thể, từ đó vận dụng được kiế n thức để giải quyết được những vấn đề thực tế liên quan về chuyên môn và học các môn học chuyên ngành khác. Môn Hóa sinh gồm 2 đơn vị học trình lý thuyết, chia làm 2 phần: - Phần 1: cấu trúc, chức năng và sự chuyển hóa của các chất cơ bản trong cơ thể. - Phần 2: hóa sinh về nước, chất vô cơ, máu, gan, thận và nước tiểu. Nội dung của giáo trình bao gồm các chươngbài sau: Chương 1. Glucid Chương 2. Lipid Chương 3. Acid amin và Protein Chương 4. Hemoglobin và acid nucleic Chương 5. Enzym Chương 6. Hormon Chương 7. Trao đổi chất, oxy hóa sinh học, chu trình Krebs Chương 8. Chuyển hóa Glucid Chương 9. Chuyển hóa Lipid Chương 10. Chuyển hóa protid và acid nucleic Chương 11. Sự trao đổi nước và các chất vô cơ Chương 12. Hóa sinh máu Chương 13. Hóa sinh Gan Chương 14. Hóa sinh thận và nước tiểu Trong quá trình biên soạn, chúng tôi lấy giáo trình Hóa sinh học (Sách đào tạo dược sĩ ĐH, 2015), chủ biên GS.TS. Nguyễn Xuân Thắng làm tài liệ u tham khảo. Tuy nhiên, lần đầu biên soạn không thể tránh khỏi những thiế u sót. Chúng tôi mong nhận được góp ý từ các nhà giáo, các nhà khoa học, các bạn đọc và các sinh viên để cuốn sách được sửa chữa, bổ sung hoàn thiện hơn. NHÓM BIÊN SOẠN Ths. Phạm Thị Thanh Tâm Ths.Bs. Tòng Thị Thanh MỤC LỤC Trang Chương 1. Glucid ............................................................................... 1 Chương 2. Lipid ................................................................................ 8 Chương 3. Acid amin và Protein ........................................................ 13 Chương 4. Hemoglobin và acid nucleic ............................................. 21 Chương 5. Enzym .............................................................................. 27 Chương 6. Hormon ............................................................................ 34 Chương 7. Trao đổi chất, oxy hóa sinh học, chu trình Krebs ............ 39 Chương 8. Chuyển hóa Glucid .......................................................... 46 Chương 9. Chuyển hóa Lipid ............................................................ 54 Chương 10. Chuyển hóa protid và acid nucleic ................................ 61 Chương 11. Sự trao đổi nước và các chất vô cơ ............................... 67 Chương 12. Hóa sinh máu ................................................................. 73 Chương 13. Hóa sinh Gan ................................................................. 78 Chương 14. Hóa sinh thận và nước tiểu ............................................ 83 1 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC 1. Tên môn học: Hóa sinh 2. Mã môn học: 420110 Thời gian thực hiện môn học: 30 giờ (Lý thuyết: 28 giờ; Thự c hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 0 giờ; Kiểm tra: 02 giờ). 3. Vị trí , tính chất của môn học 3.1. Vị trí: Môn Hóa sinh nằm trong khối kiến thức cơ sở ngành. 3.2. Tính chất: Giáo trình cung cấp kiến thức, kỹ năng và năng lực tự chủ và trách nhiệm cho người học liên quan đến các chất và quá trình chuyể n hóa các chất trong cơ thể. Qua đó, người học đang học tập tại trường sẽ: (1) có bộ giáo trình phù hợp với chương trình đào tạo của trường; (2) dễ dàng tiếp thu cũng như vận dụng các kiến thức và kỹ năng được học vào môi trường học tập và thực tế lâm sàng. 3.3. Ý nghĩa và vai trò của môn học: Môn Hóa sinh trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về cấu trúc, tính chất và chức năng các thành phần cấu tạo chủ yếu của tế bào; quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể sống liên quan chặt chẽ đến tác dụng của thuốc và bệnh học. Vận dụng được kiến thức lý thuyết trong việc phát hiện, phòng và điều trị một số bệnh lý, giải quyết những vấn đề thực tế liên quan về chuyên môn Dược. 4. Mục tiêu môn học 4.1. Về kiến thức A1. Trình bày được những kiến thức cơ bản cấu trúc, tính chất và chức năng các thành phần cấu tạo chủ yếu của tế bào. A2. Trình bày được quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể sống. A3. Trình bày được cấu trúc và chức năng sống của các cơ quan trong cơ thể. 4.2. Về kỹ năng B1. Vận dụng được kiến thức lý thuyết trong việc phát hiện, phòng và điều trị một số bệnh lý. B2. Vận dụng được kiến thức lý thuyết để giải quyết những vấn đề thực tế liên quan về chuyên môn Dược. 4.3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm C1. Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập. 2 C2. Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này. 5. Nội dung môn học 5.1. Chƣơng trình khung Mã MH Tên môn học, Số tín chỉ Thời gian học tập (giờ) Tổ ng số Trong đó Lý thuyết Thự c hànhthự c tậ pthí nghiệ mbài tậpthả o luận Kiể m tra I Các môn học chungđại cƣơng 22 435 156 256 23 420101 Chính trị 4 75 41 29 5 420102 Tiếng anh 6 120 42 72 6 420103 Tin học 3 75 15 58 2 420104 Giáo dục thể chất 2 60 4 52 4 420105 Giáo dục quốc phòng - an ninh 5 75 36 35 4 420106 Pháp luật 2 30 18 10 2 II Các môn họ c chuyên môn ngành, nghề 101 2370 796 1453 121 II.1 Môn học cơ sở 24 495 199 269 27 420107 Sinh học 2 45 14 29 2 420108 Xác suất thống kê 2 45 14 29 2 420109 Giải phẫu – Sinh lý 4 75 43 26 6 420110 Hóa sinh 2 30 29 0 1 3 420111 Hóa đại cương-vô cơ 3 60 28 29 3 420112 Hóa hữu cơ 3 60 28 29 3 420113 Vi sinh – Ký sinh trùng 3 60 29 28 3 420114 Hóa phân tích 4 90 28 58 4 II.2 Môn học chuyên môn, ngành nghề 59 1500 441 992 67 420115 Pháp chế Dược 3 60 28 26 6 420116 Thực vật dược 4 75 43 28 4 420117 Bào chế 5 105 43 58 4 420118 Hóa dược 5 105 43 58 4 420119 Dược liệu 5 105 43 58 4 420120 Kiểm nghiệm 5 105 43 58 4 420121 Dược lý I 2 30 28 0 2 420122 Dược lý II 5 105 43 58 4 420123 Tổ chức quản lý dược 3 60 28 26 6 420124 Quản lý tồn trữ thuốc 2 30 28 0 2 420125 Dược học cổ truyền 4 90 28 58 4 420126 Dược lâm sàng 6 180 43 130 7 420127 Thực hành nghề nghiệp 1 5 225 217 8 420128 Thực hành nghề nghiệp 2 5 225 217 8 II.3 Môn học tự chọn 18 375 156 192 27 4 Nhóm 1 18 375 156 192 27 420129 Bệnh học 4 75 43 28 4 420130 Anh văn chuyên ngành 2 45 15 28 2 420131 Marketing Dược 2 45 14 26 5 420132 Kinh tế dược 2 45 14 26 5 420133 Kỹ năng giao tiế p bán hàng 4 90 28 58 4 420134 Quản trị kinh doanh dược 2 45 14 26 5 420135 Đảm bảo chất lượ ng thuốc 2 30 28 0 2 Nhóm 2 18 375 156 192 27 420129 Bệnh học 4 75 43 28 4 420130 Anh văn chuyên ngành 2 45 15 28 2 420131 Đạo đức hành nghề Dược 2 30 28 0 2 420132 Một số dạng bào chế đặc biệt 2 45 14 26 5 420133 Kỹ năng giao tiế p bán hàng 4 90 28 55 7 420134 Thực hành Dượ c khoa 2 60 0 55 5 420135 Đảm bảo chất lượ ng thuốc 2 30 28 0 2 Tổng cộng chung 123 2805 952 1709 144 5 5.2. Chƣơng trình chi tiết môn học Số TT Tên chƣơng, mục Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thảo luận, bài tập, thực hành, thí nghiệm Kiểm tra 1 Chương 1. Glucid 2 2 0 2 Chương 2. Lipid 2 2 0 3 Chương 3. Acid amin và Protein 2 2 0 4 Chương 4. Hemoglobin và acid nucleic 2 2 0 5 Chương 5. Enzym 2 2 0 6 Chương 6. Hormon 2 2 0 7 Chương 7. Trao đổi chất, oxy hóa sinh học, chu trình Krebs 2 2 0 8 Chương 8. Chuyển hóa Glucid 2 2 0 9 Chương 9. Chuyển hóa Lipid 2 2 0 10 Chương 10. Chuyển hóa protein và acid nucleic 3 3 0 11 Chương 11. Sự trao đổi nước và các chất vô cơ 2 2 0 12 Chương 12. Hóa sinh máu 2 2 0 13 Chương 13. Hóa sinh Gan 2 2 0 14 Chương 14. Hóa sinh thận và nước tiểu 2 2 0 Tổng 30 29 0 1 6. Điều kiện thực hiện môn học: 6.1. Phòng học Lý thuyếtThực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn. 6 6.2. Trang thiết bị dạy học: Máy vi tính, máy chiếu projector, phấn, bảng. 6.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phƣơng tiện: Giáo trình. 6.4. Các điều kiện khác: mạng Internet. 7. Nội dung và phƣơng pháp đánh giá: 7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức. - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 7.2. Phƣơng pháp: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành k m theo Thông tư số 092017TT-LĐTBXH, ngày 1332017 của Bộ trưởng Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Y tế Sơn La như sau: Đi m đánh giá Tr ng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40 + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60 7.2.2. Phƣơng pháp đánh giá Phƣơng pháp đánh giá Phƣơng pháp tổ chức Hình thứ c kiểm tra Chuẩn đầu ra đánh giá Số cột Thời điể m kiểm tra Thường xuyên Viết Tự luận cải tiến A1, A2, A3 B1, B2, C1, C2 1 Sau 17 giờ. (sau khi học xong bài 4) Định kỳ Viết Tự luận cải tiến A1, A2,A3 B1, B2, C1, C2 1 Sau 26 giờ (sau khi học xong bài 13 7 Kế t thúc môn học Viết Tự luận cả i tiến A1, A2,A3 B1, B2, C1, C2 1 Sau 30 giờ 7.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học nhân với trọng số tương ứng. Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân. 8. Hƣớng dẫn thực hiện môn học 8.1. Phạm vi, đối tƣợng áp dụng: Môn học được áp dụng cho đối tượng sinh viên Cao đẳng Điều dưỡng hệ chính quy học tập tại Trường CĐYT Sơn La. 8.2. Phƣơng pháp giảng dạy, học tập môn học 8.2.1. Đối với ngƣời dạy + Lý thuyết: Thuyết trình, động não, thảo luận nhóm, làm việc nhóm, giả i quyết tình huống. + Thực hành, bài tập: Thảo luận nhóm. + Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưở ng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với ngƣời học Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...) - Tham dự tối thiểu 70 các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắ ng >30 số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữ a làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc môn học. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Tài liệu tham khảo 8 1. Bộ Lao động, Thƣơng binh và Xã hội (2018), Thông tư số 542018TT-BLĐTBXH ngày 28122018 của Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội về việc quy định khối lượng kiến thức tối thiểu yêu cầu về năng lực mà người học đạt được sau khi tốt nghiệp trình độ trung cấp, trình độ cao đẳng các ngành, nghề thuộc lĩnh vực sức khỏe và dịch vụ xã hội. 2. Chủ biên TS Nguyễn Văn Rƣ, GS.TS. Nguyễn Xuân Thắ ng (2015). Hóa sinh h c (Sách đào tạo dược sĩ ĐH), NXB Y học. 3. Đại học Dƣợc Hà Nội (2017). Thực hành Hóa sinh. 9 CHƠNG 1. GLUCID  GIỚI THIỆU CHƠNG 1 Chương 1 là chương giới thiệu tổng quan về hợp chất Glucid trong cơ thể người để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào sử dụng hiệu quả Glucid trong Y – Dược.  MỤC TIÊU CHƠNG 1 Sau khi h c xong chương này, người h c có khả năng:  Về kiến thức: 1. Trình bày được định nghĩa, phân loại và vai trò sinh học của glucid. 2. Trình bày được cấu tạo, tính chất hóa học, vai trò của một số glucid quan trọng trong cơ thể sống và trong y dược. Về kỹ năng: 1. Vận dụng được kiến thức để giải thích một số vấn đề thực tế liên quan về glucid. 2. Vận dụng được kiến thức về glucid để học các môn chuyên ngành.  Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: 1. Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập. 2. Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này.  PHƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƠNG 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễ n giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thả o luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Chương 1) trước buổ i học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận chương 1 theo cá nhân hoặ c nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.  ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƠNG 1 - Phòng học chuyên môn hóanhà xưởng: Phòng học lý thuyết. - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác. - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có.  KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƠNG 1 - Nội dung: 10  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mụ c tiêu kiến thức.  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phƣơng pháp kiểm tra đánh giá:  Đi m ki m tra thường xuyên: không có.  Ki m tra định kỳ lý thuyết: không có. 11 NỘI DUNG CHƠNG 1 1. Đại cƣơng 1.1. Định nghĩa và vai trò Glucid (carbohydrat hay saccarid) là nhữ ng polyhydroxy aldehyd hay polyhydroxy ceton (có 2 nhóm –OH trở lên) và dẫn xuất của chúng. Phần lớn glucid có công thức tổng quát là Cn(H2O)m, số còn lại có thể chứa N, P hoặc S trong công thức phân tử. Glucid đóng vai trò quan trọng trong cấu tạo và chuyển hóa. Ở thực vậ t, glucid được tổng hợp từ CO2 và H2O nhờ quá trình quang hợp để tạ o thành tinh bột, cellulose và một số chất khác. Mặc dù động vật có thể tự tổng hợp mộ t phần nhỏ glucid, nhưng nguồn glucid của chúng chủ yếu được cung cấp từ thự c vật. Phần lớn glucid từ thức ăn được cơ thể động vật hấp thu dưới dạng glucose. Ở động vật có vú, glucose là nguồn nhiên liệu chính cung cấp năng lượ ng cho cơ thể đồng thời được cơ thể sử dụng để tổng hợp nên nhiều thành phầ n khác có chức năng đặc biệt như: dự trữ năng lượng (glycogen), cấu tạ o nên acid nucleic (ribose và deoxyribose), lactose của sữa (galactose), màng tế bào (peptidoglycan, glycoprotein và glycolipid), … 1.2. Phân loại Glucid được chia thành 3 nhóm: - Monosaccarid (đường đơn): là những glucid đơn giản nhất, không bị thủy phân thành những chất đơn giản hơn và được coi là đơn vị cấu tạo của glucid. Một số monosaccarid quan trọng như glucose, fructose, galactose,… - Oligosaccarid: là một chuỗi ngắn các monosaccarid được nối với nhau bằng liên kết glycosid. Oligosaccarid phổ biến nhất là các disaccarid gồm 2 phân tử đường đơn, như saccarose, lactose, maltose. - Polysaccarid: là những glucid có chứa nhiều hơn 20 đơn vị monosaccarid, được chia thành 2 loại là polysaccarid thuần và polysaccarid tạp. 2. Monosaccarid 2.1. Một số monosaccarid thƣờng gặp Bảng 1.1. Một số monosaccarid có vai trò sinh lý quan trọng Monosaccarid Nguồn gốc Vai trò sinh học Ý nghĩa lâm sàng D-Glucose Dịch ép trái cây, dịch mật ong, các dịch thủy phân tinh bột, đường mía, maltose và Là đường vận chuyển qua máu và là dạng sử dụng chính của các tổ chức. Có trong nước tiểu của người bị bệnh tiểu đường kèm theo tăng glucose trong 12 lactose. máu. D-Fructose Dị ch ép trái cây, dịch mật ong, từ sự thủy phân đường mía và innulin. Có thể được biến đổi thành glucose ở gan và ruột, do đó có thể được cơ thể sử dụng. Không dung nạ p fructose bẩ m sinh gây tích lũ y fructose và hạ đường huyết. D-Galactose Thủy phân lactose. Có thể biến đổ i thành glucose ở gan và đượ c chuyển hóa. Galactose là thành phần củ a lactose, glycolipid và glycoprotein. Bệnh không chuyển hóa galactose bẩ m sinh gây tăng galactose huyết và đục thủy tinh thể. 2.2. Cấu trúc của glucose Glucose có 2 dạng cấu trúc: mạch thẳng và mạch vòng. CHO CHOH CHOH CHOH CHOH CH2OHO OH OH OH OH CH2OH Hình 1.1. Cấu trúc phân tử glucose - Cấu trúc mạch thẳng: glucose có 4 nguyên tử bất đối (C) nên có 24 = 16 đồng phân lập thể, các đồng phân này được xếp thành 2 dạng cấu hình ký hiệu là D và L. C H O CH CH CH CH OH HO OH CH2OH 1 2 3 4 5 6 C H O CH CH CH CH CH2OH 1 3 5 6 OH HO OH HO HO 2 4 D-glucose L-glucose 13 Hình 1.2. Đồng phân D và L của glucose Đa số monosaccarid trong cơ thể đều thuộc dãy D, do đó các enzym chuyển hóa chúng cũng đặc hiệu cho cấu hình này. - Cấu trúc mạch vòng: trong dung dịch, hầu như toàn bộ phân tử glucose ở dạng mạch vòng, mạch thẳng chỉ là dạng trung gian tạm thời. Mạch vòng củ a glucose có dạng vòng 5 cạnh (furan) chiếm gần 1 và dạng vòng 6 cạ nh (pyran) chiếm trên 99. Ở mỗi dạng cấu trúc vòng, tồn tại 2 dạng đồng phân α và , hai đồng phân này có thể chuyển hóa cho nhau trong dung dịch nước để đạt đến trạng thái cân bằng (36 α-glucopyranose, 63 β-glucofuranose và 1 còn lại chủ yếu là đồng phân α,β-glucofuranose) và đi kèm với hiện tượng chuyển quay quang học (thay đổi trị số góc quay cực). Trong dung dịch, glucose làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cự c sang phải (dextrogyre) vì vậy có tên khác là dextrose.O OH OH OH OH CH2OH O OH OH CH2 OH OH HO HOCH2 -D-Glucose ( -D-Glucopyranose) α-D-Fructose (α-D-Glucofuranose) Hình 1.3. Đồng phân mạch vòng của glucose 2.3. Tính chất của glucose 2.3.1. Tính chất lý h c Glucose có vị ngọt, dễ tan trong nướ c, ít tan trong alcol và không tan trong ether, có vị ngọt. 2.3.2. Tính chất hóa h c Trong số các tính chất của glucose đã học, ở đây chỉ tóm tắt lại một số phản ứng quan trọng. 2.3.1. Phản ứng oxy hóa - Oxy hóa C1: + Với thuốc thử Fehling CHO CHOH)4 CH2 OH + Cu2+ + OH- COOH CHOH)4 CH2 OH (( + Cu2O + H2O Acid gluconi 14 + Với enzyme β-D-glucose + O2 + H2O Acid D-gluconic + H2O2 Hai phản ứng trên có thể dùng để định tính và định lượng glucose trong nước tiểu và trong máu dùng trong chẩn đoán và theo dõi bệnh tiểu đường. - Oxy hóa C6: Trong trường hợp nhóm –CHO bị khóa, chỉ có nhóm chức alcol bậc 1 bị oxy hóa tạo thành acid uronic (glucuronic). O CH2OH O O COO- Glucoronic tham gia phản ứng liên hợp khử độc ở gan. Glucoronic liên hợp với bilirubin tự do (độc) tạo bilirubin liên hợp (không độc). 2.3.2. Phản ứng khử Glucose bị khử tạo thành polyalcol. CHO CHOH)4 CH2 OH + H2( CHOH)4 CH2 OH ( CH2 OH Ni Sorbitol Sorbitol có nhiều trong quả táo, lê, có vị ngọt gần như đường, có thể dùng cho bệnh nhân tiểu đường vì ít ảnh hưởng đến nồng độ đường trong máu. 2.3.3. Phản ứng cộng CH CHOH)4 CH2OH O + HCN( CHOH)4 CH2 OH ( CH CN OH Glucose Cyanhydrin Glucose tác dụng với acid HCN (rất độc) tạo thành cyanhydrin, sau đó cyanhydrin thủy phân tạo thành glucoseheptonic acid (không độc) được đào thải ra ngoài theo đường nước tiểu. Vì vậy, để giải độc cyanid (say sắn, nhiễm độ c chất hóa học), người ta cho bệnh nhân uống hoặc tiêm truyền glucose. 3. Disaccarid Là những đường gồm 2 đơn vị monosaccarid nối với nhau bằng một liên kết glycosid. Các disaccarid có vai trò sinh lý quan trọng là maltose, saccarose, Glucose oxydase 15 lactose. Bảng 1.2. Một số disaccarid có vai trò sinh lý quan trọng Disaccarid Nguồn gốc Cấu tạo Ý nghĩa lâm sàng Maltose Có trong mạch nha và ngũ cốc nẩy mầm. Là sản phẩm do sự thủy phân tinh bột. D-glucose + D- glucose Lactose Có trong sữa các loài động vật. Đôi khi bài xuất ra nước tiểu trong quá trình thai nghén. D-glucose + D- galactose Khi thiếu hụt lactase, cơ thể hấp thu kém lactose. Saccarose Có trong đường mía, củ cải đỏ và rễ cà rốt. D-glucose + D- fructose Khi thiếu hụt saccarase, cơ thể hấp thu kém saccarose. 4. Polysaccarid 4.1. Polysaccarid thuần Là những đường khi thủy phân cho cùng một loại monosaccarid. Ví dụ : tinh bột, celulose, glycogen,… 4.1.1. Tinh bột - Có nhiều trong hạt, củ, quả, là thức ăn glucid chính của người. Gồ m nhiều phân tử -D-glucose liên kết với nhau bằng các liên kết -1,4 glucosid. - Tinh bột cấu tạo bởi 2 thành phần chính: amylose và amylopectin. 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 O CH2 OH O CH2 OH O O CH2 OH O 1 2 3 4 5 6 ... ... Amylose 16 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 O CH2 OH O CH2 OH O O CH2 OH O 1 2 3 4 5 6 ... ... 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 O CH2 OH O CH2 OH O O ... Amylopectin Hình 1.4. Phân tử amylose và amylopectin + Amylose (chiếm 15-20): có cấu trúc mạch thẳng xoắn vòng gồm nhiều phân tử -D-glucose liên kết với nhau bằng các liên kết -1,4 glucosid. + Amylopectin (chiếm 80-85): có nhiều mạch nhánh, liên kết -1,6 glucosid tại các điểm nhánh. 4.1.2. Glycogen Là dạng glucid dự trữ của người và động vật, có ở hầu hết các tổ chức cơ quan nhưng có nhiều nhất ở gan và cơ. Glycogen có cấu trúc giố ng amylopectin của tinh bột nhưng có nhiều nhánh hơn và độ dài mỗi nhánh ngắn hơn. 4.1.3. Cellulose Là thành phần chính của thành tế bào thực vật. Gồm nhiều mạch thẳng chứa các đơn vị là phân tử -D glucose liên kết với nhau bằng liên kết 1,4- glucosid. Các liên kết hydro giữa các chuỗi làm cho cấu trúc của cellulose thêm chặt chẽ. Cellulose là thức ăn của người nhưng cơ thể người không có enzym để thủy phân liên kết -1-4 glucosid nên nó không có giá trị về mặt dinh dưỡng. Nhưng cellulose ăn vào hàng ngày từ hoa quả, rau giúp cơ thể dễ tiêu hóa thức ăn, do kích thích các nhu động ruột, giúp ruột già thải các chất cặn bã chống lại sự táo bón. Ở động vật ăn cỏ, có enzym cellulase thủy phân được cellulose nên tiêu hóa được cellulose. O CH2 OH O O CH2 OH O O CH2 OH O ... ... Hình 1.5. Phân tử cellulose 4.2. Polysaccarid tạp 4.2.1. Peptidoglycan Là những polysaccarid mạch thẳng cấu tạo nên thành tế bào vi khuẩn, gồm các chuỗi disaccarid lặp lại. 17 4.2.2. Glucosaminoglycan và proteoglycan Hai chất này tạo nên lưới bao bọc tế bào, có nhiều lỗ để đưa chất dinh dưỡng vào tế bào. Điển hình là acid hyaluronic làm trơn khớp, có trong thủ y dịch mắt, tinh dịch và cấu tạo lưới ở gan,… 4.2.3. Glucoprotein và glycolipid Glycoprotein gồm các mannose, arabinose, fructose, xylose liên kết vớ i nhau rồi liên kết protein. Điển hình là muxin trong dạ dày. Glycolipid và lypopolysaccarid là thành phần chính của màng tế bào. CÂU HỎI LỢNG GIÁ Câu 1: Trình bày định nghĩa, vai trò của glucid đối với đời sống con người? Câu 2: Trình bày tính chất hóa học chính của glucose và ứng dụng trong chẩn đoán, điều trị bệnh? Câu 3: Trình bày cấu trúc, tính chất, vai trò của saccarose, mantose, lactose? Câu 4: Trình bày cấu tạo, tính chất của tinh bột, cellulose? Câu 5: Trình bày vai trò của tinh bột đối với đời sống con người? Câu 6: Bằng dụng cụ và hóa chất trong phòng thực hành, hãy nêu các bước định tính glucose trong nước tiểu? Viết phương trình phản ứng minh họa? 18 CHƠNG 2. LIPID  GIỚI THIỆU CHƠNG 2 Chương 2 là chương giới thiệu tổng quan về hợp chất lipid trong cơ thể người để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào sử dụng hiệu quả lipid trong Y – Dược.  MỤC TIÊU CHƠNG 2 Sau khi h c xong chương này, người h c có khả năng:  Về kiến thức: 1. Trình bày được cấu tạo, phân loại lipid trong cơ thể. 2. Trình bày được tính chất, vai trò của một số lipid quan trọng.  Về kỹ năng: 1. Vận dụng được kiến thức để giải thích một số vấn đề thực tế liên quan về lipid. 2. Vận dụng được kiến thức lý thuyết để học tậ p các môn chuyên ngành khác.  Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: 1. Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập. 2. Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này.  PHƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƠNG 2 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễ n giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thả o luận và bài tập chương 2 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Chương 2) trước buổ i học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận chương 2 theo cá nhân hoặ c nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.  ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƠNG 2 - Phòng học chuyên môn hóanhà xưởng: Phòng học lý thuyết. - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác. - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có.  KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƠNG 2 - Nội dung: 19  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mụ c tiêu kiến thức.  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phƣơng pháp kiểm tra đánh giá:  Đi m ki m tra thường xuyên: không có.  Ki m tra định kỳ lý thuyết: không có. 20 NỘI DUNG CHƠNG 2 1. Đại cƣơng Lipid (chất béo) là ester của acid béo và alcol hoặ c amino alcol. Lipid gồm mỡ, dầu, sáp. Ở nhiệt độ thường, mỡ và sáp ở thể đặc và dầu ở thể lỏng. Lipid là thành phần cơ bản của sinh vật. Trong cơ thể sống, lipid dự trữ ở mô mỡ, có nhiều trong não, tủy sống,… Ở thực vật, lipid có nhiều trong hạ t có dầu như hạt lạc, vừng, đậu tương, hướng dương, thầu dầu,… 1.1. Vai trò của lipid Trong cơ thể, lipid có một số vai trò quan trọng sau: - Là nguồn cung cấp và dự trữ năng lượng cho cơ thể (1g lipid cung cấ p 9,3 Kcal, trong khi đó 1g glucid cung cấp 4,1 Kcal và 1g protein cung cấp 4,2 Kcal) - Tham gia cấu tạo màng tế bào. - Lớp mỡ dưới da và lớp mỡ bao quanh một số cơ quan có tác dụng bả o vệ cơ thể và các cơ quan, ngăn nhiệt, cách điện,... - Đảm bảo sự hấp thu của các vitamin tan trong dầu (vitamin A, D, E, K). - Tạo thành các chất có hoạt động sinh học quan trọng (vitamin, hormon,…). - Các phức hợp của lipid và protein gọi là lipoprotein có vai trò vậ n chuyển lipid trong máu. Kiến thức hóa sinh về lipid giúp ta hiểu rõ hơn nhiều vấn đề quan trọng trong y dược học như hội chứng béo phì, xơ vữa động mạch, vai trò củ a acid béo có nhiều liên kết đôi trong vấn đề dinh dưỡng và chữa bệnh. 1.2. Phân loại lipid Theo phân loại của Bloor, lipid được chia thành 3 loại như sau: - Lipid đơn giản: là este của acid béo với các alcol khác nhau. Ví dụ: glycerid, sáp ong, sterid. - Lipid phức tạp: là este khi thủy phân giả i phóng ngoài alcol và acid béo còn các thành phần khác (acid phosphoric, các ose,…). Ví dụ: phospholipid, glycerolipid. - Tiền chất của lipid và dẫn xuất của lipid, bao gồm: acid béo, glycerol và các alcol khác, steroid, sterol, aldehyd của chất béo và các thể ceton, hydrocarbon, vitamin tan trong lipid và hormon. 2. Acid béo 2.1. Định nghĩa 21 Acid béo (AB) là những acid mono carboxylic có từ 4 – 36 carbon, phần lớn là mạch thẳng, có số carbon chẵn. Các AB có thể bão hòa hoặc không bão hòa, có cấu tạo vòng hoặc có chứa alcol. Danh pháp đơn giản của mỗi AB biểu thị độ dài của chuỗi và số liên kết đôi cách nhau bởi dấu “:”. Vị trí của liên kết đôi được biểu hiện bằng số mũ của ∆ (delta). Bảng 2.1. Một số acid béo tự nhiên Khung C Cấu trúc Tên thông thƣờng 12:0 CH3(CH2)10COOH Acid Lauric 14:0 CH3(CH2)12COOH Acid Myristic 16:0 CH3(CH2)14COOH Acid Palmitic 18:0 CH3(CH2)16COOH Acid Stearic 16:1 (∆9) CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH Acid Palmitoleic 18:1 (∆9) CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH Acid Oleic 18:2 (∆9,12) CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH Acid α-Linoleic Tính chất lý học của lipid ở người phụ thuộc vào độ dài của chuỗi C và mức độ không bão hòa của AB cấu tạo nên lipid. Ví dụ: Triglycerid chứa các gốc AB bão hòa từ 12C thì có dạng rắn ở nhiệt độ cơ thể, còn nếu cả 3 gốc AB đều là 18:2 sẽ có dạng lỏng ở 00C. 2.2. Dẫn xuất acid béo Điển hình là dẫn xuất acid arachidonic 20:4 (∆5,8,11,14) có vai trò như hormon song khác hormon là các chất này không vận chuyển vào máu mà tác động lên chính các tổ chức sản xuất ra chúng. Ví dụ: prostagladin (PG) điề u hòa sinh tổng hợp AMPv. Một số PG có tác dụng co bóp tử cung, một số khác lạ i gây sốt, viêm, đau. Thrombosan trong tiểu cầu giúp làm đông máu. Leucotrien có trong bạch cầu kích thích sự co cơ. Thừa chất này gây nên hen phế quản. HO O 1 5 8 11 14 Hình 2.1. Acid arachidonic 3. Alcol 3.1. Alcol mạch thẳng 22 Glycerol NH2 – CH2 – CH2 – OH Ethanolamin 3.2. Alcol mạch vòng Alcol mạch vòng (Sterol) quan trọng nhất là cholesterol. Cholesterol có nhiều trong chất béo nguồn gốc động vật nhưng không có trong chất béo thực vật. Cholesterol có đặc điểm là không tan trong dầu thực vật nhưng tan trong clorofoc. Vì vậy người ta dùng clorofoc để chiết xuất Cholesterol ra khỏi tổ chức. Trong cơ thể, Cholesterol có trong mọi tế bào của cơ thể, đặc biệt trong tế bào thần kinh, tham gia cấu tạo màng tế bào và lipoprotein huyết tương. Cholesterol liên kết ester với acid béo tạo ra lipid (sterid) là nguyên liệu để tổng hợp hormon steroid, acid mật, vitamin D,… Hình 2.2. Phân tử cholesterol Dẫn xuất của cholesterol: - Coprosterol (Cholesterol bị khử liên kết đôi): có trong phân và dịch ruột. - Các hormon vỏ thượng thận, hormon sinh dục. 4. Lipid đơn giản – glycerid 4.1. Cấu tạo Triglycerid (triacylglycerol) là triester của glycerol và các acid béo, là thành phần chính của mỡ động vật và dầu thực vật. Ở cơ thể người và động vật, glycerid là mỡ dự trữ, tập trung nhiều ở lớp mỡ dưới da (chiếm 90), tập trung xung quanh một số cơ quan để bảo vệ cơ thể và các cơ quan khỏi bị lạnh và chấn thương. Công thức cấu tạo chung:CH2 OCOR1 CH OCOR2 CH2 OCOR3 23 Trong đó, R1, R2, R3 là các gốc của acid béo giống hoặc khác nhau. 4.2. Tính chất 4.2.1. Tính chất lý h c Glycerid không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ. Điể m nóng chảy giảm khi số lượng AB không bão hòa tăng. 4.2.2. Tính chất hoá h c - Phản ứng thuỷ phân: Chất béo khi thuỷ phân sẽ tạo thành glycerol và các acid béo. Tác nhân thủy phân là acid, kiềm hay enzym.CH2 OCOR1 CH OCOR2 CH2 OCOR3 + 3H2O H+ CH2 OH CH OH CH2 OH + R1 COOH R2 COOH R3COOHCH2 OCOR1 CH OCOR2 CH2 OCOR3 + 3KOH CH2 OH CH OH CH2 OH + R1 COOK R2 COOK R3 COOK t0 - Phản ứng tự oxy hóa (peroxy hóa lipid): Peroxy hóa lipid (POL) với sự có mặt của oxy không chỉ gây hiện tượng ôi thiu thực phẩm mà còn gây phá hủy các tổ chức invivo và có thể là một trong những nguyên nhân gây ung thư. Hậu quả bị phá hủy đầu tiên là do các gốc tự do (RCOO., RO.., OH.,…) tạo ra trong quá trình sinh peroxyd từ AB không bão hòa có nhiều liên kết đôi. Phản ứng được khơi mào bởi ánh sáng và các ion kim loại. 5. Lipid phức tạp Lipid phức tạp có vai trò chuyển hóa trung gian là chủ yếu, có trong tế bào của não và gan. 5.1. Phospholipid Là chất trung gian quan trọng để tổng hợp triglycerid và các phospholipid. Phospholipid (phosphatid) là chất trung gian quan trọng, có vai trò tham gia vào nhiều chuyển hóa, cấu tạo màng, chống dính phổi, truyền tín hiệu nội tế bào. 5.2. Glycolipid Glycolipid được phân bố rộng rãi trong mọi tổ chức của cơ thể, đặc biệ t là tổ chức thần kinh như não. Glycosphigolipid là nhữ ng glucolipid chính, chúng có các thành phần đường khác nhau như D-glucose, D-galactose, galactosamin,… Các glycolipid có vai trò giải độc thần kinh, phân biệt các nhóm máu dựa 24 vào các gốc đường khác nhau ở đầu các phân tử. CÂU HỎI LỢNG GIÁ Câu 1: Trình bày vai trò của lipid trong cơ thể? Câu 2: Trình bày cách phân loại lipid? Câu 3: Trình bày cấu tạo, tính chất lý học của lipid đơn giản? Câu 4: Trình bày tính chất hóa học chính của lipid đơn giản? Viết phương trình phản ứng minh họa? Câu 5: Trình bày phản ứng tự oxy hóa lipid? Nêu tác hại của phản ứng đó? Câu 6: Kể tên và vai trò của một số lipid phức tạp quan trọng trong cơ thể? 25 CHƠNG 3. ACID AMIN VÀ PROTEIN  GIỚI THIỆU CHƠNG 3 Chương 3 là chương giới thiệu tổng quan về acid amin và protein trong cơ thể người để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào sử dụng hiệu quả acid amin và protein trong Y – Dược.  MỤC TIÊU CHƠNG 3 Sau khi h c xong chương này, người h c có khả năng:  Về kiến thức: Mục tiêu 1. Trình bày được cấu tạo, phân loại, tính chất của acid amin. 2. Trình bày được cấu tạo, tính chất của peptid. 3. Trình bày được phân loại, cấu trúc, tính chất của protein.  Về kỹ năng: 1. Vận dụng được kiến thức để giải thích một số vấn đề thực tế liên quan về acid amin và protein. 2. Vận dụng được kiến thức lý thuyết để học tậ p các môn chuyên ngành khác.  Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: 1. Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập. 2. Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này.  PHƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƠNG 3 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễ n giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thả o luận và bài tập chương 3 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Chương 3) trước buổ i học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận chương 3 theo cá nhân hoặ c nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.  ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƠNG 3 - Phòng học chuyên môn hóanhà xưởng: Phòng học lý thuyết. - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác. - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có. 26  KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƠNG 3 - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mụ c tiêu kiến thức.  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phƣơng pháp kiểm tra đánh giá:  Đi m ki m tra thường xuyên: không có.  Ki m tra định kỳ lý thuyết: không có. 27 NỘI DUNG CHƠNG 3 1. Acid amin Ngoài vai trò cấu tạo nên các peptid, protein để xây dựng nên tế bào, mộ t số acid amin còn có những chức năng quan trọng khác như: tham gia dẫn truyề n thần kinh (Glycin, glutamic), sản phẩn chuyển hóa acid amin là chấ t trung gian tham gia các quá trình chuyển hóa khác trong cơ thể. Sự xuất hiện một hay nhiều acid amin với một lượng lớn trong nước tiểu đặc trưng cho nhiều trạng thái bệnh lý liên quan đến biến đổi bất thường củ a acid amin trong tế bào. 1.1. Định nghĩa và cấu tạo Acid amin (hay Aminoacid) là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử có hai loại nhóm định chức chính là: nhóm chức amin (NH2) và nhóm chức carboxyl (COOH). Do cấu trúc phân tử, vị trí của nhóm amin so với nhóm carboxyl có thể khác nhau, mà tên gọi của các acid amin khác nhau: α, , γ,… Các acid amin trong cơ thể đều ở dạng α-acid amin, có công thức chung làCH COOH NH2 R  Các acid amin (trừ glycin) đều có carbon bất đối, do đó chúng đều có đồng phân quang học D và L. Trong tự nhiên, thường gặp các acid amin dãy L. 1.2. Phân loại Có thể phân loại acid amin dựa trên các cơ sở sau: - Theo nhu cầu dinh dưỡng gồm 2 loại: + Acid amin (aa) cần thiết (aa không thể thay thế được) là các aa mà cơ thể không tự tổng hợp được phải lấy từ bên ngoài vào qua con đường ăn uố ng, tiêm truyền, gồ m 8 aa là valin, leucin, isoleucin, lysin, methionin, phenylalanin, threonin, tryptophan. + Acid amin không cần thiết (có thể thay thế được) là các aa mà cơ thể có thể tự tổng hợp được. - Theo chuyển hóa gồm 3 loại: + Acid amin sinh ceton: khi chuyển hóa chúng có thể tạo ra cetonic. Ví dụ: leucin, isoleucin,… + Acid amin sinh đường: khi chuyển hóa chúng có thể tạo ra đườ ng (glucose). Ví dụ: alanin, arginin,… 28 + Acid amin vừa sinh đường, vừa sinh ceton: khi chuyển hóa chúng có thể vừa tạo ra đường, vừa tạo ra cetonic. Ví dụ: tryptophan, phenylalanin,… 1.3. Tính chất 1.3.1. Tính chất vật lý Acid amin nói chung, dễ kết tinh, dễ tan trong nướ c, ít tan trong alcol và không tan trong eter. Acid amin không màu, không mùi, có vị ngọt. 1.3.2. Tính chất hóa h c 1.3.2.1. Tính chất lưỡng tính Khi hòa tan vào nước, acid amin tồn tại trong dung dịch dạng lưỡng cự c, có tác dụng như một acid hoặc một base (Tính chất lưỡng cực). Ứng dụng tính chất lưỡng cực để tách acid amin bằng điện di hoặc sắ c ký trao đổi ion. 1.3.2.2. Tính chất của nhóm amin Nhóm amin có nhiều tính chất, ở đây chỉ nhắc lại tính khử amin. Có 4 cách khử amin: khử amin oxy hóa, khử amin thủy phân, khử amin nội phân tử , khử amin - khử oxy. Sản phẩm chung của khử amin là tạo ra NH3, chủ yếu từ khử amin oxy hóa.R CH COOH NH2 R CO COOH + NH3 Acid amin -cetonic 1.3.2.3. Tính chất của nhóm carboxyl Các acid amin bị khử carboxyl tạo thành amin tương ứng.R CH COOH NH2 R CH2 NH2 + CO2 Acid amin Amin 1.3.2.4. Phản ứng ninhydrin Acid amin tác dụng với ninhydrin, trong điều kiện đun nóng tạo phứ c màu xanh tím (trừ prolin cho màu vàng),… Phản ứng dùng để định tính và định lượng acid amin bằng phương pháp sắc ký, được ứng dụng trong lâm sàng để nghiên cứu máu, nước tiểu, dịch tủy sống. Sau 2-3 giờ sẽ nhận được kết quả đầy đủ về thành phần acid amin và có thể phát hiện được các chất chứa nitơ không bình thường có trong mẫu phân tích. 2. Peptid 2.1. Định nghĩa và danh pháp 29 2.1.1. Định nghĩa Peptid là các hợp chất gồm 2 hay nhiều acid amin nối với nhau bằng các liên kết peptid được tạo thành bằng phản ứng loại nước giữa nhóm α-amin của một acid amin với nhóm carboxyl của acid amin thứ 2.NH2 CH H C OH O + H N H CH CH3 COOH NH2 CH H C O N H CH CH3 COOH H2O Liên kêt peptid Hình 3.1. Sự tạo thành liên kết peptid 2.1.2. Danh pháp Theo quy ước, 3 acid amin ngưng tụ với nhau tạ o thành tripeptid. 4 acid amin gọi là tetrapeptid, 5 acid amin là pentapeptid,… Olygopeptid là peptid gồm từ 10 – 20 acid amin. Polypeptid gồm nhiều acid amin có trong lượng phân tử dưới 10.000. Tên của peptid theo các gốc acid amin từ đầu N- tận đến đầu C- tận và giữ nguyên tên acid amin cuối. Ví dụ: Glyxyl alanyl glycin (Gly – Ala – Gly)H2N CH2 CO NH CH CH3 CO NH CH2 COOH 2.2. Tính chất 2.2.1. Tính chất lưỡng tính Peptid chỉ có một nhóm α-amin tự do và một nhóm α-carboxyl tự do. Vì vậy, peptid cũng có tính chất lưỡng tính giống acid amin. 2.2.2. Phản ứng Biure Các liên kết pepid tác dụng với ion Cu2+ trong môi trường kiềm tạ o thành phức chất màu xanh tím. Phản ứng này dùng để nhận biết các liên kết peptid. 2.2.3. Phản ứng thủy phân Liên kết peptid có thể được thủy phân bằng một acid mạ nh (HCl 6N) hay một base cho sản phẩm là các acid amin. Đây là giai đoạn cần thiết để xác đị nh thành phần acid amin của protein. Trong cơ thể liên kết peptid được thủ y phân nhờ các enzym protease có trong mọi tế bào và tổ chức. 3. Protein Protein là những phân tử có một hay nhiều chuỗi polypeptid có trọ ng lượng phân tử lớn trên 10000 D. 30 Protein là nhóm phân tử đa dạng, đa chức năng và có số lượng lớ n trong tế bào. Có thể nói hầu hết các quá trình hay phản ứng chuyển hóa, trao đổi chấ t trong cơ thể sống đều không thể thực hiện được nếu không có sự tham gia củ a protein. 3.1. Phân loại Có nhiều cách phân loại protein , nhưng ở đây chỉ phân loại theo cấu tạo của protein, gồm 2 loại: - Protein thuần (hay protein đơn giản): là các protein mà trong phân tử của chúng chỉ chứa các acid amin. Ví dụ: Albumin: có trong lòng trắng trứng, các dịch và các mô sinh vật. Globulin: có trong máu, mô và các dịch sinh vật. Histon và Protamin: có trong nhân tế bào. - Protein tạp: là các protein trong phân tử của chúng có chứa phần protein đơn giản và một phần không phải protein gọi là nhóm ngoại. Nhóm ngoại có vai trò quan trọng trong chức năng sinh học của protein, tùy thuộc vào bản chất của nhóm ngoại mà ta có các loại protein tạp khác nhau. Bảng 3.1. Một số protein tạp Protein tạp Nhóm ngoại Chromoprotein Chất màu: hem, flavin. Glucoprotein Các glucid và dẫn xuất Lipoprotein Lipid và dẫn xuất Nucleoprotein Acid nucleic …. 3.2. Cấu trúc bậc của protein 3.2.1. Cấu trúc bậc I Cấu trúc bậc I là thành phần, số lượng và thứ tự sắp xếp của acid amin và các liên kết disulfur trong chuỗi polypeptid của phân tử protein. Hiện nay, cấu trúc bậc I của nhiều protein đã được xác định, protein có mạch ngắn nhất là 20 - 100 acid amin, đa phần protein có số gốc acid amin giữa 100 và 500, có một số protein có cấu tạo lên tới hàng nghìn gốc acid amin. 31 Hình 3.2. Cấu trúc bậc I của phân tử Insulin Cấu trúc bậc I quyết định chức năng sinh học của phân tử protein. Một sự thay đổi nhỏ trong cấu trúc bậc I (ví dụ thay một acid amin này bằng 1 acid amin khác), sẽ làm thay đổi chức năng sinh học của protein. Điều này được chứng minh, bởi vì các protein khác nhau đều có cấu trúc bậc I khác nhau, nhưng các protein có chức năng sinh học giống nhau có cấu trúc bậc I giống nhau. Ví dụ: Hemoglobin (Hb) trong máu người có hình cầu, tạo nên từ 4 chuỗi polipeptid (2 chuỗi polypeptid kiểu  và 2 chuỗi polypeptit kiểu  ). Nếu acid glutamic ở vị trí thứ 6 trên chuỗi  bị thay thế bằng valin, thì hồng cầu sẽ có hình lưỡi liềm và sinh ra bệnh máu hồng cầu hình lưỡi liềm. Vì vậy, thứ tự sắp xếp của acid amin trên phân tử protein là nguồn thông tin quan trọng về cấu trúc không gian 3 chiều và chức năng sinh học của protein. Cấu trúc bậc I là bản phiên dịch mã di truyền. Cấu trúc bậc một cho biết quan hệ họ hàng và lịch sử tiến hoá của thế giới sống. 3.2.2. Cấu trúc bậc II Cấu trúc bậc II là cấu hình không gian tương đối đơn giản của chuỗi polypeptid. Đó là sự xoắn đều đặn hoặc gấp nếp một cách có chu kỳ của chuỗi polypeptid của protein. Cấu trúc bậc II được hình thành bởi liên kết hydro, nhờ có liên kế t này mà cấu trúc không giản của phân tử protein được giữ vững. Cấu trúc bậc II củ a protein gồm cấu trúc xoắn α hoặc cấu trúc gấp nếp . a) xoắn R R R R R R R R R R R R 32 b) gấp nếp ᵦ Hình 3.3. Cấu trúc bậc II của protein 3.2.3. Cấu trúc bậc III Cấu trúc bậc III là cấu hình không gian phức tạp của chuỗi polypeptid. Đó là cấu trúc vừa xoắn, vừa gấp nếp một cách dày đặc và phức tạp tạo nên không gian 3 chiều xác định của chuỗi polypeptid. Các liên kết trong cấu trúc bậc III là liên kết ion, liên kết không phân cực, liên kết hydro, liên kết đồng hoá trị, liên kết disulfur nhưng quan trọng nhất là liên kết disulfid. Chính liên kết này đã duy trì cấu trúc bậc III và làm cho chuỗi polipeptid ở trạng thái ổn định. Hình 3.4. Cấu trúc bậc III của protein 3.2.4. Cấu trúc bậc IV Cấu trúc bậc IV là sự sắp xếp một cách tương hỗ của các chuỗi polypeptid trong phân tử protein bằng các liên kết yếu như liên kết hydro, liên kết ion và liên kết không phân cực. Hình 3.5. Cấu trúc bậc IV của protein 33 Hình 3.6. Các bậc cấu trúc của protein 3.3. Tính chất 3.3.1. Tính chất lưỡng tính Điện tích của protein phụ thuộc vào pH của môi trường. Tại điểm đẳng điện, protein tồn tại ở dạng lưỡng cực và không bị di chuyển trong điện trường. Ứng dụng tính chất lưỡng tính của protein để điện di phân tách c ác hỗn hợp protein. Ngoài ra, còn ứng dụng trong sắc ký trao đổi ion để tách chiết và làm sạch protein. 3.3.2. Tính chất hòa tan, kết tủa và biến tính của protein - Các protein tan trong nước và dung dịch muối loãng tạo ra dung dịch có tính keo nhớt (hòa tan lòng trắng trứng sống trong nước). Đó là do phân tử protein có lớp áo nước bao quanh hoặc protein mang điện tích cùng dấu đẩy nhau. - Khi làm mất lớp áo nước và trung hòa điện tích thì protein kết tủa. - Khi protein chịu tác động của các yếu tố vật lý như nhiệt độ cao, áp suất, tia tử ngoại, môi trường acid – base,… thì protein sẽ thay đổi tính chất, làm giảm hoặc mất hoạt tính sinh học gọi là protein bị biến tính. Ứng dụng tính chất hòa tan, kết tủa, biến tính của protein để tách chiết, làm sạch, phát hiện sự có mặt của protein trong các dịch sinh vật. 3.3.3. Một số phản ứng màu của protein - Tạo màu với HNO3: thêm acid HNO3 đặc vào dung dịch protein và đun nóng thấy có màu vàng xuất hiện. - Tạo màu với CuSO4: protein khi tác dụng với dung dịch CuSO4 trong môi trường kiềm sẽ tạo màu khác nhau từ xanh tím đến đỏ tím tùy theo cấu tạo của protein (phản ứng Biure). Phản ứng dùng để định lượng protein trong hu yết thanh và trong các dịch sinh vật. 34 CÂU HỎI LỢNG GIÁ Câu 1: Trình bày vai trò của acid amin và protein trong cơ thể? Câu 2: Trình bày cấu tạo, tính chất của acid amin? Câu 3: Trình bày cấu tạo, tính chất của peptid? Câu 4: Trình bày cấu trúc bậc của protein và ý nghĩa các bậc cấu trúc? Câu 5: Trình bày tính chất của protein? Câu 6: Giải thích vì sao: a. Trứng ung có mùi thối? b. Nấu canh cua có các mảng gạch cua nổi lên? c. Uống sữa đậu nành có thể giúp phòng nhiễm độc các kim loại n ặng như Pb2+, Hg2+,..? CHƠNG 4. HEMOGLOBIN VÀ ACID NUCLEIC  GIỚI THIỆU CHƠNG 4 Chương 4 là chương giới thiệu tổng quan về hemoglobin và acid nucleic.trong cơ thể người để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào sử dụng hiệu quả hemoglobin và acid nucleic trong Y – Dược.  MỤC TIÊU CHƠNG 4 Sau khi h c xong chương này, người h c có khả năng: 35  Về kiến thức: 1. Trình bày được cấu trúc, tính chất của hemoglobin và acid nucleic. 2. Trình bày được vai trò của hemoglobin và acid nucleic.  Về kỹ năng: 1. Vận dụng được kiến thức để giải thích một số vấn đề thực tế liên quan về hemoglobin và acid nucleic. 2. Vận dụng được kiến thức lý thuyết để học tậ p các môn chuyên ngành khác.  Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: 1. Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập. 2. Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này.  PHƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƠNG 4 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễ n giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thả o luận và bài tập chương 4 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Chương 4) trước buổ i học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận chương 4 theo cá nhân hoặ c nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.  ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƠNG 4 - Phòng học chuyên môn hóanhà xưởng: Phòng học lý thuyết. - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác. - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có.  KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƠNG 4 - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mụ c tiêu kiến thức.  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 36 - Phƣơng pháp kiểm tra đánh giá:  Đi m ki m tra thường xuyên: không có.  Ki m tra định kỳ lý thuyết: không có. NỘI DUNG CHƠNG 4 1. Hemoglobin Hemoglobin (Hb) có trong hồng cầu của động vật cao cấp. Hồng cầu người có khoảng 34 Hb, tương ứng với 15g trong máu. Hb là một protein tạp có nhóm ngoại là hem. Hem chứa trong phân tử một ion Fe2+ liên kết phối trí với một porphyrin. Hb còn được gọi là những protein gắn oxy. 37 Hai chức năng chính Hb là: - Vận chuyển O2 từ phổi tới các tổ chức ngoại biên. - Vận chuyển CO2 và proton từ tổ chức tới phổi để đào thải ra ngoài. 1.1. Cấu tạo hóa học và cấu trúc của hemoglobin Một phân tử Hb gồm 4 Hem liên kết với 1 globin. 1.1.1. Hem Hem gồm 4 nhân pyrol liên kết với 1 Fe2+.N N CH CH N CH N CH N I II III IV a) b) Hình 4.1. a) pyrol; b) porphin N CH CH V M N CH M V N CH N M P M P I II III IV N CH N M P M P N CH CH V M N CH M V Fe I II III IV a) b) Hình 4.2. a) Porphyrin và b) Hem - Cấu tạo của Hem:Hem Fe2+ Porphyrin Porphin 8 nhóm thê'''' 1.1.2. Globin 38 Mỗi phân tử globin có 2 chuỗi α-polypeptid gồm 141 acid amin và 2 chuỗi β-polypeptid gồm 146 acid amin cuộn lại thành cấu trúc bậc III (80) và cấu trúc bậc IV (20). Mỗi chuỗi polypeptid của globin kết hợp với một Hem qua hai liên kế t phối trí giữa Fe+2 và N thành một bán đơn vị của phân tử Hb. N CH N M P M P N CH CH V M N CH M V Fe N N I II III IV Polypeptid Hình 4.3. Hem liên kết với chuỗi polypeptid 1.2. Tính chất của hemoglobin 1.2.1. Khả năng kết hợp với oxy Hb của hồng cầu trong máu động mạch vận chuyển qua phổi tới các tổ chức ngoại vi được bão hòa khoảng 96 O2. Nhưng khi vào máu tĩnh mạch về tim chỉ còn bão hòa 64. Như vậy, cứ 100ml máu khi đi qua một tổ chức sẽ giải phóng khoảng 13 lượng O2 mà nó vận chuyển. Điều này chứng tỏ Hb có khả năng kết hợp thuận nghịch với O2 để tạo thành oxyhemoglobin. Hb + O2 HbO2 Đỏ thẫm Đỏ tươi Sự kết hợp và phân ly giữa O2 và Hb được xác định bởi phân áp oxy ở môi trường xung quanh Hb. Ở phổi: phân áp O2 cao làm cho 95-98 Hb kết hợp oxy theo máu đế n mô. Ở mô: phân áp O2 thấp (40mmHg) phản ứng xảy ra theo chiều nghị ch, HbO2 phân ly, nhả O2 cho mô là chức năng của Hb trong hô hấp. 1.2.2. Khả năng kết hợp với H+ và CO2 Ngoài khả năng vận chuyển hầu hết O2 cần thiết từ phổi đến các tổ chứ c, Hb còn có chức năng vận chuyển một phần đáng kể (~20) CO2 và proton là những sản phẩm chuyển hóa cuối cùng ở các tổ chức đến phổi để bài tiế t ra ngoài. 39 - Ở tổ chức: 2H+ gắn vào Hb thay cho mỗi 4O2 đã được giả i phóng ra và vận chuyển tới phổi. Như vậy khả năng đệm của máu (hấp thụ proton thừa) giúp cho cơ thể tránh được nguy cơ tăng acid máu. - Ở phổi: quá trình xảy ra ngược lại, liên kết O2-Hb đẩy H+ ra khỏi Hb. Ở đây H+ kết hợp với HCO3- giải phóng CO2 đào thải ra ngoài dưới tác dụng củ a enzyme. - H+ và O2 đều gắn với Hb nhưng ngược nhau: + Khi ái lực O2 tăng và CO2 giảm do bài xuất (ở phổi): O2 sẽ gắn vớ i Hb và giải phóng H+ để tạo acid carbonic. + Khi ái lực O2 giảm và CO2 tăng (ở tổ chức): H+ tạo ra được gắn vớ i Hb và giải phóng O2. 1.2.3. Khả năng kết hợp với CO Hb kết hợp với CO tạo thành carboxyhemoglobin bền vững. Hb + CO → Hb – CO HbCO bị mất khả năng vận chuyển O2 do O2 bị loại trừ khi một phân tử CO gắn vào hem. Muốn điều trị ngộ độc CO phải kích thích hô hấp bằng hỗ n hợp khí gồm 95 O2 và 5 CO2. 1.2.4. Oxy hóa hemoglobin Nhiều chất oxy hóa (nitrit, nitrat, clorat, cyanid, anilin,..) có khả năng oxy hóa Fe (II) thành Fe (III) tạo methemoglobin (MetHb) và giải phóng điện tử. MetHb mất khả năng gắn oxy nên không có chức năng hô hấp. MetHb có nhiều trong cơ thể gây ngộ độc, nhưng không nguy hiểm lắm nếu hệ thống enzym hoạt động có tác dụng khử trở lại thành Hb. Trên thực tế có một số chất khử khác như xanh metylen, vitamin C. 1.2.5. Tính chất enzym HbO2 có tính chất của oxydase, peroxidase, catalase. Tính chất này ứ ng dụng dùng để phát hiện các vết máu trong dịch sinh vật, đặc biệt là nước tiể u và phân. 2. Acid nucleic Acid nucleic là nhóm ngoại của protein tạp thuộc loại nucleprotein, đóng vai trò quan trọng trong sinh tổng hợp protein, là chất cơ bản của tế bào tham gia vào phần lớn hoạt động sinh học của cơ thể. Acid nucleic được tạo thành từ nhiều tiểu đơn vị là nucleotid nên còn được gọi là polynucleotid. Acid nucleic có 2 loại, được tìm thấ y trong nhân và bào tương của tế bào. Trong đó ADN (Acid deoxy ribonucleic) khu trú chủ yếu ở nhân, ARN (Acid ribonucleic) khu trú chủ yếu ở bào tương. 2.1. Nucleotid 40 Nucleotid được tạo ra từ 3 thành phần là base có nitơ, đườ ng pentose và acid H3PO4. 2.1.1. Base có nitơ Các 2 loại base trong nucleotid: base purin và base pyrimidin, chúng đều là dẫn xuất của nhân purin hoặc pyrimidin. N N N N H N N N N H NH2 HN N N N H O H2N Purin Adenin Guanin N N N N O H NH2 HN N O H O Pyrimidin Cytosin Uracil Hình 4.7. Các base chính trong nucleotid 2.1.2. Đường pentose Có hai loại pentose tham gia cấu tạo của nucleotid là deoxy ribose và ribose. Sự có mặt của 2 loại pentose này là một trong những đặc điểm để phân biệt ADN và ARN.O OH OH OH CH2OHO OH OH CH2 OH H Ribose Deoxy ribose Hình 4.8. Đƣờng ribose và deoxy ribose 2.1.3. Acid Phosphoric Acid phosphoric (H3PO4) là

UBND TỈNH SƠN LA

TRƯỜNG CAO ĐẲNG Y TẾ

GIÁO TRÌNH HÓA SINH

NGÀNH: DƯỢC TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐYT ngày tháng năm 2021 của

Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Y tế Sơn La

Sơn La, năm 2020

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm./

LỜI GIỚI THIỆU

Hóa sinh là một ngành khoa học sự sống Những thành tựu của Hóa sinh

có ý nghĩa quan trọng trong Y – Dược

Trong Y học, các xét nghiệm hóa sinh được sử dụng rộng rãi để sàng lọc, chẩn đoán, tiên lượng và theo dõi điều trị bệnh

Trong ngàng Dược, hóa sinh giúp tìm hiểu cơ chế tác dụng của thuốc ở cấp độ tế bào và phân tử, từ đó giúp thiết kế ra các phân tử thuốc tác dụng tại đích đặc hiệu

Giáo trình Hóa sinh – đối tượng cao đẳng Dược nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về cấu tạo và thành phần hóa học của các hợp chất trong cơ thể sống, mối liên quan giữa cấu trúc và chức năng, các quá trình chuyển hóa của chúng và năng lượng trong cơ thể, từ đó vận dụng được kiến thức để giải quyết được những vấn đề thực tế liên quan về chuyên môn và học các môn học chuyên ngành khác

Môn Hóa sinh gồm 2 đơn vị học trình lý thuyết, chia làm 2 phần:

- Phần 1: cấu trúc, chức năng và sự chuyển hóa của các chất cơ bản trong

Chương 3 Acid amin và Protein

Chương 4 Hemoglobin và acid nucleic

Chương 5 Enzym

Chương 6 Hormon

Chương 7 Trao đổi chất, oxy hóa sinh học, chu trình Krebs

Chương 8 Chuyển hóa Glucid

Chương 9 Chuyển hóa Lipid

Chương 10 Chuyển hóa protid và acid nucleic

Chương 11 Sự trao đổi nước và các chất vô cơ

Chương 12 Hóa sinh máu

Chương 13 Hóa sinh Gan

Chương 14 Hóa sinh thận và nước tiểu

Trong quá trình biên soạn, chúng tôi lấy giáo trình Hóa sinh học (Sách đào tạo dược sĩ ĐH, 2015), chủ biên GS.TS Nguyễn Xuân Thắng làm tài liệu tham khảo Tuy nhiên, lần đầu biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi mong nhận được góp ý từ các nhà giáo, các nhà khoa học, các bạn đọc và các sinh viên để cuốn sách được sửa chữa, bổ sung hoàn thiện hơn

NHÓM BIÊN SOẠN Ths Phạm Thị Thanh Tâm Ths.Bs Tòng Thị Thanh

MỤC LỤC

Trang

Chương 1 Glucid 1

Chương 2 Lipid

8 Chương 3 Acid amin và Protein 13

Chương 4 Hemoglobin và acid nucleic 21

Chương 5 Enzym 27

Chương 6 Hormon 34

Chương 7 Trao đổi chất, oxy hóa sinh học, chu trình Krebs 39

Chương 8 Chuyển hóa Glucid 46

Chương 9 Chuyển hóa Lipid 54

Chương 10 Chuyển hóa protid và acid nucleic 61

Chương 11 Sự trao đổi nước và các chất vô cơ 67

Chương 12 Hóa sinh máu 73

Chương 13 Hóa sinh Gan 78

Chương 14 Hóa sinh thận và nước tiểu 83

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC

1 Tên môn học: Hóa sinh

2 Mã môn học: 420110

Thời gian thực hiện môn học: 30 giờ (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành, thí

nghiệm, thảo luận, bài tập: 0 giờ; Kiểm tra: 02 giờ)

3 Vị trí , tính chất của môn học

3.1 Vị trí: Môn Hóa sinh nằm trong khối kiến thức cơ sở ngành

3.2 Tính chất: Giáo trình cung cấp kiến thức, kỹ năng và năng lực tự chủ

và trách nhiệm cho người học liên quan đến các chất và quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể Qua đó, người học đang học tập tại trường sẽ:

(1) có bộ giáo trình phù hợp với chương trình đào tạo của trường;

(2) dễ dàng tiếp thu cũng như vận dụng các kiến thức và kỹ năng được học vào môi trường học tập và thực tế lâm sàng

3.3 Ý nghĩa và vai trò của môn học: Môn Hóa sinh trang bị cho sinh viên

các kiến thức cơ bản về cấu trúc, tính chất và chức năng các thành phần cấu tạo chủ yếu của tế bào; quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể sống liên quan chặt chẽ đến tác dụng của thuốc và bệnh học Vận dụng được kiến thức lý thuyết trong việc phát hiện, phòng và điều trị một số bệnh lý, giải quyết những vấn đề thực tế liên quan về chuyên môn Dược

C2 Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này

5 Nội dung môn học

5.1 Chương trình khung

Mã

MH Tên môn học,

Số tín chỉ

Thời gian học tập (giờ)

Tổng

số

Trong đó

Lý thuyết

Thực hành/thực tập/thí nghiệm/bài tập/thảo luận

Kiểm tra

420111 Hóa đại cương-vô cơ 3 60 28 29 3

5.2 Chương trình chi tiết môn học

Thảo luận, bài tập, thực hành, thí nghiệm

Kiểm tra

4 Chương 4 Hemoglobin và acid nucleic 2 2 0

10 Chương 10 Chuyển hóa protein và acid

14 Chương 14 Hóa sinh thận và nước tiểu 2 2 0

6 Điều kiện thực hiện môn học:

6.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn

6.2 Trang thiết bị dạy học: Máy vi tính, máy chiếu projector, phấn, bảng

6.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình

6.4 Các điều kiện khác: mạng Internet

7 Nội dung và phương pháp đánh giá:

7.1 Nội dung:

- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức

- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

7.2 Phương pháp:

7.2.1 Cách đánh giá

- Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành k m theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội

- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Y tế Sơn La như sau:

+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40%

+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)

+ Điểm thi kết thúc môn học 60%

Chuẩn đầu

ra đánh giá

Số cột

Thời điểm kiểm tra

1 Sau 17 giờ

(sau khi học xong bài 4) Định kỳ Viết Tự luận cải

tiến

A1, A2,A3 B1, B2, C1, C2

1 Sau 26 giờ

(sau khi học xong bài 13

8 Hướng dẫn thực hiện môn học

8.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Môn học được áp dụng cho đối tượng sinh

viên Cao đẳng Điều dưỡng hệ chính quy học tập tại Trường CĐYT Sơn La

8.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học

8.2.1 Đối với người dạy

+ Lý thuyết: Thuyết trình, động não, thảo luận nhóm, làm việc nhóm, giải quyết tình huống

+ Thực hành, bài tập: Thảo luận nhóm

+ Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên

trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm

8.2.2 Đối với người học

Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:

- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư

viện, tài liệu )

- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết Nếu người học vắng

>30% số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau

- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công

để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm

- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ

- Tham dự thi kết thúc môn học

- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học

9 Tài liệu tham khảo

[1] Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội (2018), Thông tư số

54/2018/TT-BLĐTBXH ngày 28/12/2018 của Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội về việc quy định khối lượng kiến thức tối thiểu yêu cầu về năng lực mà người học đạt được sau khi tốt nghiệp trình độ trung cấp, trình độ cao đẳng các ngành, nghề thuộc lĩnh vực sức khỏe và dịch vụ xã hội

[2] Chủ biên TS Nguyễn Văn Rư, GS.TS Nguyễn Xuân Thắng

(2015) Hóa sinh h c (Sách đào tạo dược sĩ ĐH), NXB Y học

[3] Đại học Dược Hà Nội (2017) Thực hành Hóa sinh

CHƯƠNG 1 GLUCID

 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1

Chương 1 là chương giới thiệu tổng quan về hợp chất Glucid trong cơ thể người để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào sử dụng hiệu quả Glucid trong Y – Dược

 MỤC TIÊU CHƯƠNG 1

Sau khi h c xong chương này, người h c có khả năng:

 Về kiến thức:

1 Trình bày được định nghĩa, phân loại và vai trò sinh học của glucid

2 Trình bày được cấu tạo, tính chất hóa học, vai trò của một số glucid quan trọng trong cơ thể sống và trong y dược

1 Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập

2 Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này

 PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Chương 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận chương 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định

 ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Không có

 KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1

- Nội dung:

 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu

kiến thức

 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

 Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

- Phương pháp kiểm tra đánh giá:

 Đi m ki m tra thường xuyên: không có

 Ki m tra định kỳ lý thuyết: không có

NỘI DUNG CHƯƠNG 1

Ở động vật có vú, glucose là nguồn nhiên liệu chính cung cấp năng lượng cho

cơ thể đồng thời được cơ thể sử dụng để tổng hợp nên nhiều thành phần khác có chức năng đặc biệt như: dự trữ năng lượng (glycogen), cấu tạo nên acid nucleic (ribose và deoxyribose), lactose của sữa (galactose), màng tế bào (peptidoglycan, glycoprotein và glycolipid), …

1.2 Phân loại

Glucid được chia thành 3 nhóm:

- Monosaccarid (đường đơn): là những glucid đơn giản nhất, không bị thủy phân thành những chất đơn giản hơn và được coi là đơn vị cấu tạo của glucid Một số monosaccarid quan trọng như glucose, fructose, galactose,…

- Oligosaccarid: là một chuỗi ngắn các monosaccarid được nối với nhau bằng liên kết glycosid Oligosaccarid phổ biến nhất là các disaccarid gồm 2 phân tử đường đơn, như saccarose, lactose, maltose

- Polysaccarid: là những glucid có chứa nhiều hơn 20 đơn vị monosaccarid, được chia thành 2 loại là polysaccarid thuần và polysaccarid tạp

2 Monosaccarid

2.1 Một số monosaccarid thường gặp

Bảng 1.1 Một số monosaccarid có vai trò sinh lý quan trọng

Monosaccarid Nguồn gốc Vai trò sinh học Ý nghĩa lâm sàng

D-Glucose Dịch ép trái cây,

dịch mật ong, các dịch thủy phân tinh bột, đường mía, maltose và

Là đường vận chuyển qua máu

và là dạng sử dụng chính của các tổ chức

Có trong nước tiểu của người bị bệnh tiểu đường kèm theo tăng glucose trong

lactose máu

D-Fructose Dịch ép trái cây,

dịch mật ong, từ

sự thủy phân đường mía và innulin

Có thể được biến đổi thành glucose

ở gan và ruột, do

đó có thể được cơ thể sử dụng

Không dung nạp fructose bẩm sinh gây tích lũy fructose và hạ đường huyết

lactose

Có thể biến đổi thành glucose ở gan và được chuyển hóa

Galactose là thành phần của lactose, glycolipid và glycoprotein

galactose bẩm sinh gây tăng galactose huyết và đục thủy tinh thể

2.2 Cấu trúc của glucose

Glucose có 2 dạng cấu trúc: mạch thẳng và mạch vòng

CHO CHOH CHOH CHOH CHOH

CH 2 OH

O OH

OH

OH OH

CH2OH

Hình 1.1 Cấu trúc phân tử glucose

- Cấu trúc mạch thẳng: glucose có 4 nguyên tử bất đối (C*) nên có 24 = 16 đồng phân lập thể, các đồng phân này được xếp thành 2 dạng cấu hình ký hiệu là

D và L

C

H O

CH CH CH CH

OH HO

CH2OH

1

3

5 6 OH

HO

OH HO

HO

2

4

D-glucose L-glucose

Hình 1.2 Đồng phân D và L của glucose

Đa số monosaccarid trong cơ thể đều thuộc dãy D, do đó các enzym chuyển hóa chúng cũng đặc hiệu cho cấu hình này

- Cấu trúc mạch vòng: trong dung dịch, hầu như toàn bộ phân tử glucose ở dạng mạch vòng, mạch thẳng chỉ là dạng trung gian tạm thời Mạch vòng của glucose có dạng vòng 5 cạnh (furan) chiếm gần 1% và dạng vòng 6 cạnh (pyran) chiếm trên 99% Ở mỗi dạng cấu trúc vòng, tồn tại 2 dạng đồng phân α và , hai đồng phân này có thể chuyển hóa cho nhau trong dung dịch nước để đạt đến trạng thái cân bằng (36% α-glucopyranose, 63% β-glucofuranose và 1% còn lại chủ yếu là đồng phân α,β-glucofuranose) và đi kèm với hiện tượng chuyển quay quang học (thay đổi trị số góc quay cực)

Trong dung dịch, glucose làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực sang phải (dextrogyre) vì vậy có tên khác là dextrose

O OH

OH

OH OH

CH2OH

O

OH OH

CH2OH OH HO

HOCH2

-D-Glucose ( -D-Glucopyranose)

α-D-Fructose (α-D-Glucofuranose)

Hình 1.3 Đồng phân mạch vòng của glucose 2.3 Tính chất của glucose

+ Với enzyme

β-D-glucose + O2 + H2O Acid D-gluconic + H2O2

Hai phản ứng trên có thể dùng để định tính và định lượng glucose trong nước tiểu và trong máu dùng trong chẩn đoán và theo dõi bệnh tiểu đường

CH2OH Ni

lactose

Bảng 1.2 Một số disaccarid có vai trò sinh lý quan trọng

Disaccarid Nguồn gốc Cấu tạo Ý nghĩa lâm sàng Maltose Có trong mạch

nha và ngũ cốc nẩy mầm Là sản phẩm do sự thủy

glucose +

D-galactose

Khi thiếu hụt lactase, cơ thể hấp thu kém lactose

Saccarose Có trong đường

mía, củ cải đỏ và

rễ cà rốt

glucose + fructose

D-Khi thiếu hụt saccarase, cơ thể hấp thu kém saccarose

4 Polysaccarid

4.1 Polysaccarid thuần

Là những đường khi thủy phân cho cùng một loại monosaccarid Ví dụ:

tinh bột, celulose, glycogen,…

4.1.1 Tinh bột

- Có nhiều trong hạt, củ, quả, là thức ăn glucid chính của người Gồm

nhiều phân tử -D-glucose liên kết với nhau bằng các liên kết -1,4 glucosid

- Tinh bột cấu tạo bởi 2 thành phần chính: amylose và amylopectin

1

2 3 4

5 6

1

2 3 4 5

6

O

CH2OH O

CH2OH

O O

CH2OH

O

1

2 3 4 5 6

Amylose

2 3 4 5 6

1

2 3 4 5

6

O

CH2OH O

CH2OH

O O

CH2OH

O

1 2 3 4 5 6

1

2 3

4

5

1 2 3 4

5 O

CH2OH O

CH2OH

O

O

Amylopectin

Hình 1.4 Phân tử amylose và amylopectin

+ Amylose (chiếm 15-20%): có cấu trúc mạch thẳng xoắn vòng gồm nhiều phân tử -D-glucose liên kết với nhau bằng các liên kết -1,4 glucosid

+ Amylopectin (chiếm 80-85%): có nhiều mạch nhánh, liên kết -1,6 glucosid tại các điểm nhánh

4.1.2 Glycogen

Là dạng glucid dự trữ của người và động vật, có ở hầu hết các tổ chức cơ quan nhưng có nhiều nhất ở gan và cơ Glycogen có cấu trúc giống amylopectin của tinh bột nhưng có nhiều nhánh hơn và độ dài mỗi nhánh ngắn hơn

4.1.3 Cellulose

Là thành phần chính của thành tế bào thực vật Gồm nhiều mạch thẳng chứa các đơn vị là phân tử -D glucose liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucosid Các liên kết hydro giữa các chuỗi làm cho cấu trúc của cellulose thêm chặt chẽ

Cellulose là thức ăn của người nhưng cơ thể người không có enzym để thủy phân liên kết -1-4 glucosid nên nó không có giá trị về mặt dinh dưỡng Nhưng cellulose ăn vào hàng ngày từ hoa quả, rau giúp cơ thể dễ tiêu hóa thức

ăn, do kích thích các nhu động ruột, giúp ruột già thải các chất cặn bã chống lại

sự táo bón Ở động vật ăn cỏ, có enzym cellulase thủy phân được cellulose nên tiêu hóa được cellulose

Hình 1.5 Phân tử cellulose 4.2 Polysaccarid tạp

4.2.1 Peptidoglycan

Là những polysaccarid mạch thẳng cấu tạo nên thành tế bào vi khuẩn, gồm các chuỗi disaccarid lặp lại

4.2.2 Glucosaminoglycan và proteoglycan

Hai chất này tạo nên lưới bao bọc tế bào, có nhiều lỗ để đưa chất dinh dưỡng vào tế bào Điển hình là acid hyaluronic làm trơn khớp, có trong thủy dịch mắt, tinh dịch và cấu tạo lưới ở gan,…

4.2.3 Glucoprotein và glycolipid

Glycoprotein gồm các mannose, arabinose, fructose, xylose liên kết với nhau rồi liên kết protein Điển hình là muxin trong dạ dày Glycolipid và lypopolysaccarid là thành phần chính của màng tế bào

CÂU HỎI LƢỢNG GIÁ

Câu 1: Trình bày định nghĩa, vai trò của glucid đối với đời sống con người?

Câu 2: Trình bày tính chất hóa học chính của glucose và ứng dụng trong chẩn đoán, điều trị bệnh?

Câu 3: Trình bày cấu trúc, tính chất, vai trò của saccarose, mantose, lactose?

Câu 4: Trình bày cấu tạo, tính chất của tinh bột, cellulose?

Câu 5: Trình bày vai trò của tinh bột đối với đời sống con người?

Câu 6: Bằng dụng cụ và hóa chất trong phòng thực hành, hãy nêu các bước định tính glucose trong nước tiểu? Viết phương trình phản ứng minh họa?

CHƯƠNG 2 LIPID

 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2

Chương 2 là chương giới thiệu tổng quan về hợp chất lipid trong cơ thể người để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào sử dụng hiệu quả lipid trong Y – Dược

 MỤC TIÊU CHƯƠNG 2

Sau khi h c xong chương này, người h c có khả năng:

 Về kiến thức:

1 Trình bày được cấu tạo, phân loại lipid trong cơ thể

2 Trình bày được tính chất, vai trò của một số lipid quan trọng

1 Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập

2 Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này

 PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 2

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 2 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Chương 2) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận chương 2 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định

 ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 2

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Không có

 KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 2

- Nội dung:

 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu

kiến thức

 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

 Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

- Phương pháp kiểm tra đánh giá:

 Đi m ki m tra thường xuyên: không có

 Ki m tra định kỳ lý thuyết: không có

NỘI DUNG CHƯƠNG 2

1 Đại cương

Lipid (chất béo) là ester của acid béo và alcol hoặc amino alcol Lipid gồm mỡ, dầu, sáp Ở nhiệt độ thường, mỡ và sáp ở thể đặc và dầu ở thể lỏng

Lipid là thành phần cơ bản của sinh vật Trong cơ thể sống, lipid dự trữ ở

mô mỡ, có nhiều trong não, tủy sống,… Ở thực vật, lipid có nhiều trong hạt có dầu như hạt lạc, vừng, đậu tương, hướng dương, thầu dầu,…

1.1 Vai trò của lipid

Trong cơ thể, lipid có một số vai trò quan trọng sau:

- Là nguồn cung cấp và dự trữ năng lượng cho cơ thể (1g lipid cung cấp 9,3 Kcal, trong khi đó 1g glucid cung cấp 4,1 Kcal và 1g protein cung cấp 4,2 Kcal)

- Tham gia cấu tạo màng tế bào

- Lớp mỡ dưới da và lớp mỡ bao quanh một số cơ quan có tác dụng bảo

vệ cơ thể và các cơ quan, ngăn nhiệt, cách điện,

- Đảm bảo sự hấp thu của các vitamin tan trong dầu (vitamin A, D, E, K)

- Tạo thành các chất có hoạt động sinh học quan trọng (vitamin, hormon,…)

- Các phức hợp của lipid và protein gọi là lipoprotein có vai trò vận chuyển lipid trong máu

Kiến thức hóa sinh về lipid giúp ta hiểu rõ hơn nhiều vấn đề quan trọng trong y dược học như hội chứng béo phì, xơ vữa động mạch, vai trò của acid béo

có nhiều liên kết đôi trong vấn đề dinh dưỡng và chữa bệnh

1.2 Phân loại lipid

Theo phân loại của Bloor, lipid được chia thành 3 loại như sau:

- Lipid đơn giản: là este của acid béo với các alcol khác nhau

Ví dụ: glycerid, sáp ong, sterid

- Lipid phức tạp: là este khi thủy phân giải phóng ngoài alcol và acid béo còn các thành phần khác (acid phosphoric, các ose,…)

Ví dụ: phospholipid, glycerolipid

- Tiền chất của lipid và dẫn xuất của lipid, bao gồm: acid béo, glycerol và các alcol khác, steroid, sterol, aldehyd của chất béo và các thể ceton, hydrocarbon, vitamin tan trong lipid và hormon

2 Acid béo

2.1 Định nghĩa

Acid béo (AB) là những acid mono carboxylic có từ 4 – 36 carbon, phần lớn là mạch thẳng, có số carbon chẵn Các AB có thể bão hòa hoặc không bão hòa, có cấu tạo vòng hoặc có chứa alcol

Danh pháp đơn giản của mỗi AB biểu thị độ dài của chuỗi và số liên kết đôi cách nhau bởi dấu “:” Vị trí của liên kết đôi được biểu hiện bằng số mũ của

∆ (delta)

Bảng 2.1 Một số acid béo tự nhiên

) CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH Acid α-Linoleic

Tính chất lý học của lipid ở người phụ thuộc vào độ dài của chuỗi C và mức

độ không bão hòa của AB cấu tạo nên lipid Ví dụ: Triglycerid chứa các gốc AB bão hòa từ 12C thì có dạng rắn ở nhiệt độ cơ thể, còn nếu cả 3 gốc AB đều là 18:2

sẽ có dạng lỏng ở 00C

2.2 Dẫn xuất acid béo

Điển hình là dẫn xuất acid arachidonic 20:4 (∆5,8,11,14) có vai trò như hormon song khác hormon là các chất này không vận chuyển vào máu mà tác động lên chính các tổ chức sản xuất ra chúng Ví dụ: prostagladin (PG) điều hòa sinh tổng hợp AMPv Một số PG có tác dụng co bóp tử cung, một số khác lại gây sốt, viêm, đau Thrombosan trong tiểu cầu giúp làm đông máu Leucotrien

có trong bạch cầu kích thích sự co cơ Thừa chất này gây nên hen phế quản

Vì vậy người ta dùng clorofoc để chiết xuất Cholesterol ra khỏi tổ chức

Trong cơ thể, Cholesterol có trong mọi tế bào của cơ thể, đặc biệt trong tế bào thần kinh, tham gia cấu tạo màng tế bào và lipoprotein huyết tương Cholesterol liên kết ester với acid béo tạo ra lipid (sterid) là nguyên liệu để tổng hợp hormon steroid, acid mật, vitamin D,…

Hình 2.2 Phân tử cholesterol

Dẫn xuất của cholesterol:

- Coprosterol (Cholesterol bị khử liên kết đôi): có trong phân và dịch ruột

- Các hormon vỏ thượng thận, hormon sinh dục

4 Lipid đơn giản – glycerid

4.1 Cấu tạo

Triglycerid (triacylglycerol) là triester của glycerol và các acid béo, là thành phần chính của mỡ động vật và dầu thực vật Ở cơ thể người và động vật, glycerid là mỡ dự trữ, tập trung nhiều ở lớp mỡ dưới da (chiếm 90%), tập trung xung quanh một số cơ quan để bảo vệ cơ thể và các cơ quan khỏi bị lạnh và chấn thương

Công thức cấu tạo chung:

CH2 OCOR1

CH OCOR2

CH2 OCOR3

Trong đó, R1, R2, R3 là các gốc của acid béo giống hoặc khác nhau

- Phản ứng tự oxy hóa (peroxy hóa lipid):

Peroxy hóa lipid (POL) với sự có mặt của oxy không chỉ gây hiện tượng ôi thiu thực phẩm mà còn gây phá hủy các tổ chức invivo và có thể là một trong những nguyên nhân gây ung thư Hậu quả bị phá hủy đầu tiên là do các gốc tự do (RCOO.

, RO

, OH.

,…) tạo ra trong quá trình sinh peroxyd từ AB không bão hòa

có nhiều liên kết đôi Phản ứng được khơi mào bởi ánh sáng và các ion kim loại

5 Lipid phức tạp

Lipid phức tạp có vai trò chuyển hóa trung gian là chủ yếu, có trong tế bào của não và gan

5.1 Phospholipid

Là chất trung gian quan trọng để tổng hợp triglycerid và các phospholipid

Phospholipid (phosphatid) là chất trung gian quan trọng, có vai trò tham

gia vào nhiều chuyển hóa, cấu tạo màng, chống dính phổi, truyền tín hiệu nội tế bào

5.2 Glycolipid

Glycolipid được phân bố rộng rãi trong mọi tổ chức của cơ thể, đặc biệt là

tổ chức thần kinh như não Glycosphigolipid là những glucolipid chính, chúng

có các thành phần đường khác nhau như D-glucose, D-galactose, galactosamin,…

Các glycolipid có vai trò giải độc thần kinh, phân biệt các nhóm máu dựa

vào các gốc đường khác nhau ở đầu các phân tử

CÂU HỎI LƢỢNG GIÁ

Câu 1: Trình bày vai trò của lipid trong cơ thể?

Câu 2: Trình bày cách phân loại lipid?

Câu 3: Trình bày cấu tạo, tính chất lý học của lipid đơn giản?

Câu 4: Trình bày tính chất hóa học chính của lipid đơn giản? Viết phương trình phản ứng minh họa?

Câu 5: Trình bày phản ứng tự oxy hóa lipid? Nêu tác hại của phản ứng đó? Câu 6: Kể tên và vai trò của một số lipid phức tạp quan trọng trong cơ thể?

CHƯƠNG 3 ACID AMIN VÀ PROTEIN

 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 3

Chương 3 là chương giới thiệu tổng quan về acid amin và protein trong cơ thể người để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức

đã học vào sử dụng hiệu quả acid amin và protein trong Y – Dược

 MỤC TIÊU CHƯƠNG 3

Sau khi h c xong chương này, người h c có khả năng:

 Về kiến thức:

Mục tiêu

1 Trình bày được cấu tạo, phân loại, tính chất của acid amin

2 Trình bày được cấu tạo, tính chất của peptid

3 Trình bày được phân loại, cấu trúc, tính chất của protein

1 Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập

2 Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này

 PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 3

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 3 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Chương 3) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận chương 3 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định

 ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 3

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Không có

 KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 3

- Nội dung:

 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu

kiến thức

 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

 Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

- Phương pháp kiểm tra đánh giá:

 Đi m ki m tra thường xuyên: không có

 Ki m tra định kỳ lý thuyết: không có

NỘI DUNG CHƯƠNG 3

1 Acid amin

Ngoài vai trò cấu tạo nên các peptid, protein để xây dựng nên tế bào, một

số acid amin còn có những chức năng quan trọng khác như: tham gia dẫn truyền thần kinh (Glycin, glutamic), sản phẩn chuyển hóa acid amin là chất trung gian tham gia các quá trình chuyển hóa khác trong cơ thể

Sự xuất hiện một hay nhiều acid amin với một lượng lớn trong nước tiểu đặc trưng cho nhiều trạng thái bệnh lý liên quan đến biến đổi bất thường của acid amin trong tế bào

1.1 Định nghĩa và cấu tạo

Acid amin (hay Aminoacid) là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử

có hai loại nhóm định chức chính là: nhóm chức amin (NH2) và nhóm chức carboxyl (COOH)

Do cấu trúc phân tử, vị trí của nhóm amin so với nhóm carboxyl có thể khác nhau, mà tên gọi của các acid amin khác nhau: α, , γ,… Các acid amin trong cơ thể đều ở dạng α-acid amin, có công thức chung là

CH COOH

NH2R



Các acid amin (trừ glycin) đều có carbon bất đối, do đó chúng đều có đồng phân quang học D và L Trong tự nhiên, thường gặp các acid amin dãy L

1.2 Phân loại

Có thể phân loại acid amin dựa trên các cơ sở sau:

- Theo nhu cầu dinh dưỡng gồm 2 loại:

+ Acid amin (aa) cần thiết (aa không thể thay thế được) là các aa mà cơ thể không tự tổng hợp được phải lấy từ bên ngoài vào qua con đường ăn uống, tiêm truyền, gồm 8 aa là valin, leucin, isoleucin, lysin, methionin, phenylalanin, threonin, tryptophan

+ Acid amin không cần thiết (có thể thay thế được) là các aa mà cơ thể có thể tự tổng hợp được

- Theo chuyển hóa gồm 3 loại:

+ Acid amin sinh ceton: khi chuyển hóa chúng có thể tạo ra cetonic

Ví dụ: leucin, isoleucin,…

+ Acid amin sinh đường: khi chuyển hóa chúng có thể tạo ra đường (glucose)

Ví dụ: alanin, arginin,…

+ Acid amin vừa sinh đường, vừa sinh ceton: khi chuyển hóa chúng có thể vừa tạo ra đường, vừa tạo ra cetonic

Khi hòa tan vào nước, acid amin tồn tại trong dung dịch dạng lưỡng cực,

có tác dụng như một acid hoặc một base (Tính chất lưỡng cực)

Ứng dụng tính chất lưỡng cực để tách acid amin bằng điện di hoặc sắc ký trao đổi ion

1.3.2.2 Tính chất của nhóm amin

Nhóm amin có nhiều tính chất, ở đây chỉ nhắc lại tính khử amin Có 4 cách khử amin: khử amin oxy hóa, khử amin thủy phân, khử amin nội phân tử, khử amin - khử oxy Sản phẩm chung của khử amin là tạo ra NH3, chủ yếu từ khử amin oxy hóa

2 Peptid

2.1 Định nghĩa và danh pháp

2.1.1 Định nghĩa

Peptid là các hợp chất gồm 2 hay nhiều acid amin nối với nhau bằng các liên kết peptid được tạo thành bằng phản ứng loại nước giữa nhóm α-amin của một acid amin với nhóm carboxyl của acid amin thứ 2

CH3COOH NH2 CH

H C O N

H CH

CH3COOH

H2O Liên kêt peptid

Hình 3.1 Sự tạo thành liên kết peptid

2.1.2 Danh pháp

Theo quy ước, 3 acid amin ngưng tụ với nhau tạo thành tripeptid 4 acid amin gọi là tetrapeptid, 5 acid amin là pentapeptid,…

Olygopeptid là peptid gồm từ 10 – 20 acid amin

Polypeptid gồm nhiều acid amin có trong lượng phân tử dưới 10.000

Tên của peptid theo các gốc acid amin từ đầu N- tận đến đầu C- tận và giữ nguyên tên acid amin cuối

Ví dụ: Glyxyl alanyl glycin (Gly – Ala – Gly)

3 Protein

Protein là những phân tử có một hay nhiều chuỗi polypeptid có trọng lượng phân tử lớn trên 10000 D

Protein là nhóm phân tử đa dạng, đa chức năng và có số lượng lớn trong

tế bào Có thể nói hầu hết các quá trình hay phản ứng chuyển hóa, trao đổi chất trong cơ thể sống đều không thể thực hiện được nếu không có sự tham gia của protein

Albumin: có trong lòng trắng trứng, các dịch và các mô sinh vật

Globulin: có trong máu, mô và các dịch sinh vật

Histon và Protamin: có trong nhân tế bào

- Protein tạp: là các protein trong phân tử của chúng có chứa phần protein

đơn giản và một phần không phải protein gọi là nhóm ngoại Nhóm ngoại có vai trò quan trọng trong chức năng sinh học của protein, tùy thuộc vào bản chất của nhóm ngoại mà ta có các loại protein tạp khác nhau

Bảng 3.1 Một số protein tạp

Hình 3.2 Cấu trúc bậc I của phân tử Insulin

Cấu trúc bậc I quyết định chức năng sinh học của phân tử protein Một sự thay đổi nhỏ trong cấu trúc bậc I (ví dụ thay một acid amin này bằng 1 acid amin khác), sẽ làm thay đổi chức năng sinh học của protein Điều này được chứng minh, bởi vì các protein khác nhau đều có cấu trúc bậc I khác nhau, nhưng các protein có chức năng sinh học giống nhau có cấu trúc bậc I giống nhau

Ví dụ: Hemoglobin (Hb) trong máu người có hình cầu, tạo nên từ 4 chuỗi polipeptid (2 chuỗi polypeptid kiểu  và 2 chuỗi polypeptit kiểu ) Nếu acid glutamic ở vị trí thứ 6 trên chuỗi  bị thay thế bằng valin, thì hồng cầu sẽ có hình lưỡi liềm và sinh ra bệnh máu hồng cầu hình lưỡi liềm

Vì vậy, thứ tự sắp xếp của acid amin trên phân tử protein là nguồn thông tin quan trọng về cấu trúc không gian 3 chiều và chức năng sinh học của protein

Cấu trúc bậc I là bản phiên dịch mã di truyền Cấu trúc bậc một cho biết quan hệ họ hàng và lịch sử tiến hoá của thế giới sống

3.2.2 Cấu trúc bậc II

Cấu trúc bậc II là cấu hình không gian tương đối đơn giản của chuỗi polypeptid Đó là sự xoắn đều đặn hoặc gấp nếp một cách có chu kỳ của chuỗi polypeptid của protein

Cấu trúc bậc II được hình thành bởi liên kết hydro, nhờ có liên kết này mà cấu trúc không giản của phân tử protein được giữ vững Cấu trúc bậc II của protein gồm cấu trúc xoắn α hoặc cấu trúc gấp nếp 

b) gấp nếp ᵦ

Hình 3.3 Cấu trúc bậc II của protein

3.2.3 Cấu trúc bậc III

Cấu trúc bậc III là cấu hình không gian phức tạp của chuỗi polypeptid Đó

là cấu trúc vừa xoắn, vừa gấp nếp một cách dày đặc và phức tạp tạo nên không gian 3 chiều xác định của chuỗi polypeptid

Các liên kết trong cấu trúc bậc III là liên kết ion, liên kết không phân cực, liên kết hydro, liên kết đồng hoá trị, liên kết disulfur nhưng quan trọng nhất là liên kết disulfid Chính liên kết này đã duy trì cấu trúc bậc III và làm cho chuỗi polipeptid ở trạng thái ổn định

Hình 3.4 Cấu trúc bậc III của protein

3.2.4 Cấu trúc bậc IV

Cấu trúc bậc IV là sự sắp xếp một cách tương hỗ của các chuỗi polypeptid

trong phân tử protein bằng các liên kết yếu như liên kết hydro, liên kết ion và

liên kết không phân cực

Hình 3.5 Cấu trúc bậc IV của protein

Hình 3.6 Các bậc cấu trúc của protein 3.3 Tính chất

3.3.2 Tính chất hòa tan, kết tủa và biến tính của protein

- Các protein tan trong nước và dung dịch muối loãng tạo ra dung dịch có tính keo nhớt (hòa tan lòng trắng trứng sống trong nước) Đó là do phân tử protein có lớp áo nước bao quanh hoặc protein mang điện tích cùng dấu đẩy nhau

- Khi làm mất lớp áo nước và trung hòa điện tích thì protein kết tủa

- Khi protein chịu tác động của các yếu tố vật lý như nhiệt độ cao, áp suất, tia tử ngoại, môi trường acid – base,… thì protein sẽ thay đổi tính chất, làm giảm hoặc mất hoạt tính sinh học gọi là protein bị biến tính

Ứng dụng tính chất hòa tan, kết tủa, biến tính của protein để tách chiết, làm sạch, phát hiện sự có mặt của protein trong các dịch sinh vật

3.3.3 Một số phản ứng màu của protein

- Tạo màu với HNO3: thêm acid HNO3 đặc vào dung dịch protein và đun nóng thấy có màu vàng xuất hiện

- Tạo màu với CuSO4: protein khi tác dụng với dung dịch CuSO4 trong môi trường kiềm sẽ tạo màu khác nhau từ xanh tím đến đỏ tím tùy theo cấu tạo của protein (phản ứng Biure) Phản ứng dùng để định lượng protein trong huyết thanh và trong các dịch sinh vật

CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ

Câu 1: Trình bày vai trò của acid amin và protein trong cơ thể?

Câu 2: Trình bày cấu tạo, tính chất của acid amin?

Câu 3: Trình bày cấu tạo, tính chất của peptid?

Câu 4: Trình bày cấu trúc bậc của protein và ý nghĩa các bậc cấu trúc? Câu 5: Trình bày tính chất của protein?

Câu 6: Giải thích vì sao:

a Trứng ung có mùi thối?

b Nấu canh cua có các mảng gạch cua nổi lên?

c Uống sữa đậu nành có thể giúp phòng nhiễm độc các kim loại nặng như Pb2+

, Hg2+, ?

CHƯƠNG 4 HEMOGLOBIN VÀ ACID NUCLEIC

 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 4

Chương 4 là chương giới thiệu tổng quan về hemoglobin và acid nucleic.trong cơ thể người để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào sử dụng hiệu quả hemoglobin và acid nucleic trong Y – Dược

 MỤC TIÊU CHƯƠNG 4

Sau khi h c xong chương này, người h c có khả năng:

 Về kiến thức:

1 Trình bày được cấu trúc, tính chất của hemoglobin và acid nucleic

2 Trình bày được vai trò của hemoglobin và acid nucleic

1 Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập

2 Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này

 PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 4

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 4 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Chương 4) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận chương 4 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định

 ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 4

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Không có

 KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 4

- Nội dung:

 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu

kiến thức

 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

 Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập