Bài giảng Sự chuyển hóa glucid, BS. Phan Hải Nam, học viện quân y

Bài giảng TS Phan Hải Nam CHUYỂN HOÁ GLUCID *** Đại cương I.Chuyển hố Glucose 1.1 Thối hóa: Đường phân: “Yếm khí”, “ái khí”  Chu trình Pentose phosphat  Vòng Uronic acid 1.2 Tổng hợp:  Tân tạo Glc từ pyruvat chất khác  Tổng hợp Glc từ đường đơn (Ms) khác  II Chuyển hoá Glycogen 2.1 Thối hóa 2.2 Tổng hợp III Đường máu chế điều hòa đường máu 3.1 Nguồn gốc, nồng độ Glc máu bình thường 3.2 Các chế điều hịa Glc máu Rối loạn chuyển hố glucid ĐẠI CƯƠNG Tiêu hoá: - Một phần miệng nhờ amylase nước bọt - Chủ yếu/ruột non: E dịch tuỵ (chủ yếu), phần dịch ruột - Glucid: Disaccharid (Maltose, lactose, Saccharose) Poly-rid (Tinh bột, Glycogen) -> Ms (Glc, Ga, F,M) Hấp thu: + Tốc độ khác nhau: Ga > G > F > M + Hấp thu từ ruột non -> máu: chế: - Khuếch tán đơn giản (F, M): Theo gradien nồng độ (C cao -> C thấp), ko cần NL - Vận chuyển tích cực: Ga, Glc Do chênh lệch Na+ TB hoạt động Na+,K+- ATPase DIỄN BIẾN 1.1 ĐP ”Yếm khí”-Hexosediphosphat: K/N: Là qúa trình “O” glucose/ thiếu O2, chất Glc/ G-P SPCC acid lactic giai đoạn (11 f.ư) GĐ 1: lần phosphoryl hoá G -> DOAP, GAP (5 f.ư ) + f.ư 1: Phosphoryl hoá G lần 1: cần ATP, hexokinase/ glucokinase + f.ư 2: Đồng phân hoá G-6P fructose-6 phosphat (F-6P) + f.ư 3: phosphoryl hoá lần 2, F-6P -> F-1,6DP; cần ATP thứ 2, P-fructokinase - E dlt: ADP, AMP hoạt hoá ATP Citrat nồng cao ức chế + f.ư 4: phân cắt F-1,6DP = DOAP + GAP, nhờ aldolase + f.ư 5: Đồng phân hoá DOAP = GAP Gđ2: Oxy hoá GAP - Pyruvat-> Lactat (6 f.ư) + f.ư 6: GAP bị oxy hoá GAPDH tạo 1,3-DPG (1,3Diphosphoglycerat)- (LK ~/C1) NADH2 + f.ư 7: cắt đứt l.k (~), cần P-glyceratkinase : 1,3-DPG 3P-G + ATP + f.ư 8: Chuyển 3P-G = 2-PG, glyceromutase + f.ư 9: loại H2O, 2-PG => P.E.P (có l.k ~/C2) P.E.P = Phospho Enol Pyruvat + f.ư 10: P.E.P cắt đứt l.k ~ tạo ATP Pyruvat, pyruvatkinase + f.ư 11: khử Pyruvat => Lactat, cần LDH, NADH2 (Sơ đồ ->) Hexokinase (Glucokinase) GLUCOSE ATP ADP G - 6P GĐ1: lần Phosphoryl hóa : G-> GAP F- 6P P-fructokinase ATP ADP F-1,6DP DOAP NAD GAP NADH2 Pi 1,3-DPG ADP ATP 3-PG GĐ2: “O”GAP -> Lactat 2-PG H2O P.E.P Lactat 11 LDH Pyruvatkinase 10 ADP Pyruvat SƠ ĐỒ: ĐƯỜNG PHÂN YẾM KHÍ (EMBDEN- MEYERHOF) ATP Glucose GĐ 1: lần “P” G > GAP G-6P F-6P F-1,6DP CH2O-P C=O CH2OH GĐ 2: DOAP “O”GAP ->Lactat Lactat CH2OH CH2O-P (-) CH2O-P O P-OH2C ATP O CH2O-P NAD 1-Hexokinase/Glucokinase ATP CHO CHOH CH2O-P - P.fructokinase (Edlt) GAP O=CO~P CHOH 1,3-DPG NADH2 CH O-P ADP ATP COOH CHOH 3-PG CH2O-P COOH HCOH LDH CH COOH HCO-P 2-PG CH2OH H2O COOH CO~P P.E.P CH2 ADP ATP COOH CO Pyruvat CH 10-Pyruvatkinase ĐƯỜNG PHÂN “YẾM KHÍ” (EMBDEN- MEYERHOF) Phương trình TQ: Glucose + ADP + Pi Lactat + ATP ý nghĩa: + Năng lượng: Glucose -> ATP, Glucosyl/ Glycogen -> ATP - ít, q trình tạo NL cho thể/ thiếu O2 + Thực tiễn: Lao động với cường độ cao => ↑ acid lactic => ức chế thần kinh cơ, làm cho thể, bắp đau nhức * ĐP “YK”: sơ đồ, diễn biến ý nghĩa? * ATP từ Glucosyl/glycogen? ĐƯỜNG PHÂN “ÁI KHÍ” Giống ĐP" yếm khí ": 10 f.ư: Glucose -> pyruvat Khác: “O” pyruvat tạo acetylCoA, sau acetylCoA => Krebs oxy hố hồn tồn = CO2 + H2O NADH2, FADH2 -> vào chuỗi HHTB => NL Pyruvat -> AcetylCoA: + f/h đa E Pyruvat-dehydrogenase: - Pyruvat DH (E1) - Dihydrolipoyl transacetylase (E2) - Dihydrolipoyl DH (E3) + CoE: NAD, FAD, CoA; Thiamin pyrophosphat (vitamin B1) & acid lipoic liên kết với = LTPP Phản ứng TQ: Pyruvat DH Pyruvat AcetylCoA Krebs CoA NAD LTPP NADH2 DIỄN BIẾN Quá trình gồm f/ứ: f/ứ 1: Oxy hoá, khử CO2 Pyruvat tạo f/h Enzym- Acetal CO2: CH3CO-COOH + E1-TPP > E1-TPP-CHOH-CH3 + CO2 f/ứ 2: E- acetal kết hợp với acid Lipoic "O" tạo Acetyl -E2, -> E1-TPP: E1-TPP-CHOH-CH3 + E2-L S E2-L SH + E1-TPP S~CO-CH3 S f/ứ 3: Acetyl-E2 kết hợp với CoA tạo AcetylCoA & tạo acid lipoic "K": E2-L + HSCoA CH3CO~SCoA + E2-L SH S~CO-CH3 f/ứ 4: "O" acid lipoic "K" nhờ E tạo FADH2, -> a lipoic "O": E2-L + E -FAD SH E2-L + E3-FADH2 S SH S f/ứ 5: Khử E3 -FADH2 tạo NADH2 & giải phóng E3-FAD: E3-FADH2 + NAD E3-FAD + NADH2 SH SH TỔNG HỢP GLUCOSE -Từ Mannose: Mannose Hexokinase ATP ADP Mannose-6P Isomerase Frutose-6P -Từ Galactose: Glucose Glucose-6P Galactose Galactokinase UTP Galactose-1P UDP-Glucose PPi Galactouridyltranferase PPi UDP-Galactose UDP-Glucose Glucose-1P Glycogen UTP G-1P G-6P Glucose thiếu GUT => ứ đọng nhiễm độc Ga-1P (bệnh Ga huyết trẻ sơ sinh) CHUYỂN HỐ GLYCOGEN * Thối biến glycogen: - Xảy chủ yếu gan - SP tạo: glucose G-1P - Gồm giai đoạn: 1- Phân cắt glycogen: - Tạo G-1P: E (phosphorylase “a”, E chuyển, E cắt nhánh Quá trình phân cắt glycogen minh hoạ sau: THOÁI HOÁ GLYCOGEN Glycogen O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O G-1P O O O O O O O O O E “cắt nhánh” O O Phosphorylase “a” O E “chuyển” O O O O O O O O G-1P Phosphorylase “a” Ý NGHĨA (ĐH ĐM): KHI ĐM ↓ -> ↑ PHÂN CẮT GLYCOGEN DỰ TRỮ Ở GAN THOÁI HOÁ GLYCOGEN 2- Tạo Glucose-6P: Glucose-1P Phosphoglucomutase Glucose-6P 3- Tạo Glucose tự : Glucose-6P Glucose-6Phosphatase H2O * Tổng hợp glycogen Nguyên liệu: - gan: từ glucose, ms - cơ: từ glucose Gồm giai đoạn: 1- Tạo UDP-glucose: Glucose Hexokinase ATP ADP Glucose-6P Glucose H3PO4 UTP Glucose-1P PPi UDP-Glucose TỔNG HỢP GLYCOGEN 2- Tạo mạch thẳng: Glycogen Syntethase xúc tác f/ư: UDP-Glucose + (C6H10O5)n UDP + (C6H10O5)n+1 Glycogen “mồi” 3- Tạo mạch nhánh: Khi có >10 gốc glc nối với l.k α (1 - 4); nhờ enzym "gắn nhánh" 1,4 - 1,6 transglucosidase E "gắn nhánh“- E có khả cắt đứt l.k α (1 - 4) vận chuyển đoạn osid mạch đến C6 glucose mạch khác => mạch nhánh (tạo LK α (1 - 6) mới) TỔNG HỢP GLYCOGEN O O O α(1,4) O O Glycogen syntetase O OO UDP.G O O O α(1,6) O O Glycogen “mồi” O O O O O O O O O O O Glycogen α(1,4) O O O α(1,4) O O O O E ”gắn nhánh” O O O O O O O O O O O α(1,6) O O O O O O O O O O O O α(1,6) O O O Glycogen α(1,4) α(1,6) Ý NGHĨA (ĐH ĐM): KHI ĐM ↑ -> ↑ TỔNG HỢP GLYCOGEN DỰ TRỮ Ở GAN -> ĐM ↓ ĐƯỜNG MÁU VÀ CƠ CHẾ ĐIỀU HỒ ĐƯỜNG MÁU KN: ĐM – Là đường khử có máu, mà chủ yếu Glucose máu 1- Nguồn gốc + Ngoại sinh: Từ glucid thức ăn tiêm truyền + Nội sinh: - Từ phân cắt glycogen gan/ - Từ trình tân tạo đường: từ pyruvat, từ lac tat, từ SPTG vòng Krebs 2- Nồng độ đường máu: (giới hạn bình thường, lúc đói) - Nồng độ Glc máu bt: 4.4 - 6.1 mmol/l (0.8 - 1.1 g/l) - Sau ăn: 1.2 - 1.3 g/l; đói < 0.7 g/l 3- Các chế điều hoà ĐM:3- Gan, hormon, thận * Gan: - Khi NĐ glucose máu bt: gan nơi cung cấp glc cho máu - Khi glucose ↑ cao: giải phóng glc vào máu ngừng lại, mức cao gan ↑ sử dụng glc => tổng hợp glycogen (↓ Glc/M) - Khi glucose M↓: gan ↑ phân cắt glycogen -> glucose cho máu (↑ Glc/M) ĐƯỜNG MÁU VÀ CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ ĐƯỜNG MÁU * Hormon: + Hormon ↓ đm: Insulin (tuỵ): Hormon làm giảm glc máu, do: - Tăng nhập glc vào tế bào (↑ tính thấm ↑ v.c tích cực) - ↑ sử dụng glc (ở gan): cảm ứng E "chốt" ĐP => ↑ đường phân - ức chế E"chốt" tân tạo đường (4) => ↓ tạo đường => giảm (↓ ) đường máu + Hormon làm ↑ ĐM: Adrenalin (tuỷ thượng thận), glucagon (tuỵ), ACTH, TSH, STH hoạt hố phosphorylase thơng qua AMPv theo chế hình bậc thang làm ↑ đường máu * Thận: - THT 100% glc ống lượn gần ĐM < 9,5 mmol/l (NT) - Thải glucose theo nước tiểu đường máu > 9,5 mmol/l CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ ĐƯỜNG MÁU Adrenalin, Glucagon ACTH, STH, TSH Prostaglandin + Adenylatcyclase AMPv ( ) ATP + P.Pi Proteinkinase Proteinkinase (kohđ) (hđ) Phosphorylase Kinase Phosphorylase Kinase (k hđ) (hđ) o 4ATP Phosphorylase “b” 4H2O 4ADP Phosphorylase “a” H3PO4 Glycogen G-1P Glc RỐI LOẠN CHUYỂN HOÁ GLUCID * Đái tháo đường (tiểu đường) - 1/ RLCH glucid điển hình - ĐN (WHO 1994):Bệnh TĐ biểu tăng mạn tính glucose máu rối loạn CH glucid, lipid, protid, thường kết hợp với giảm tuyệt đối hay tương đối tác dụng tiết insulin” - Dấu hiệu CLS: ↑ glc máu (>> ⊥ ) Glc niệu(+++) - TC Lâm sàng (4 nhiều): ăn nhiều, uống nhiều, đái nhiều (2 - l/24h), gầy nhiều - Nguyên nhân: thiếu insulin - Khi Glc/M : ↑ , > ⊥ - Cần làm NP tăng đường máu-> CĐ TĐ ? CƠ CHẾ BỆNH SINH BỆNH TIỂU ĐƯỜNG Thiếu Insulin Giảm nhập Glucose vào tế bào Tăng Glucose máu > NT Thiếu Glucose/tế bào Bài niệu thẩm thấu Thiếu lượng Đi tiểu nhiều* ↑ Tho¸i ho¸ Protid ↑ Tho¸i ho¸ Lipid (Đái nhiều) Đường niệu(+) Ceton niệu(+) Uống nhiều* Khát Ceton ↑ Nhiễm acid chuyển hoá Gầy nhiều* Ăn nhiều* CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ ĐƯỜNG MÁU Adrenalin, Glucagon Prostaglandin ACTH, STH, TSH + Adenylatcyclase AMPv + P.Pi ATP Proteinkinase Proteinkinase (kohđ) (hđ) Phosphorylase Kinase Phosphorylase Kinase (k hđ) (hđ) o 4ATP Phosphorylase “b” 4H2O 4ADP Phosphorylase “a” H3PO4 Glycogen G-1P > G NP tăng đường máu theo PP uống  Nghiệm pháp dung nạp glucose (WHO 1998): + Chỉ định: Glc M lúc đói: 6,1- < 7, bất kỳ: 7,8- 11,1 mmol/l + Glucose niệu (+) + Người có nguy ĐTĐ: cha mẹ bị ĐTĐ, sinh đôi trứng + Bệnh nội tiết có liên quan đến ĐTĐ + Liều lượng: Người lớn- 75g /250- 300 ml nước/uống/ phút + Thời gian: Buổi sáng, sau 12- 14h nhịn đói + Lấy máu: thời điểm: - Trước uống Glc (0h) - Sau uống h + Kết quả: - ĐTĐ glc máu ≥ 11,1 mmol/l - RNDNG glc máu: 7,8 - 11 mmol/l - Dung nạp ⊥ : < 7,8 mmol/l NGHIỆM PHÁP DUNG NẠP GLUCOSE ... chuỗi HHTB => NL Pyruvat -> AcetylCoA: + f/h đa E Pyruvat-dehydrogenase: - Pyruvat DH (E1) - Dihydrolipoyl transacetylase (E2) - Dihydrolipoyl DH (E3) + CoE: NAD, FAD, CoA; Thiamin pyrophosphat (vitamin... ĐP “YK”: sơ đồ, diễn biến ý nghĩa? * ATP từ Glucosyl/glycogen? ĐƯỜNG PHÂN “ÁI KHÍ” Giống ĐP" y? ??m khí ": 10 f.ư: Glucose -> pyruvat Khác: “O” pyruvat tạo acetylCoA, sau acetylCoA => Krebs oxy hố... - X? ?y chủ y? ??u gan - SP tạo: glucose G-1P - Gồm giai đoạn: 1- Phân cắt glycogen: - Tạo G-1P: E (phosphorylase “a”, E chuyển, E cắt nhánh Quá trình phân cắt glycogen minh hoạ sau: THỐI HỐ GLYCOGEN