HÓA SINH chuyển hóa glucid

Trình bày được quá trình đường phân, số phận của pyruvat trong điều kiện yếm khí và ái khí 2.. TỔNG QUÁT VỀ CH GLUCID Chuyển hóa trung gian của glucid trong TB  Cơ chất của CH Glucid:

CHUYỂN HÓA GLUCID VÀ

RỐI LOẠN

THS NGỌC LAN

hslan2011@gmail.com

MỤC TIÊU

1 Trình bày được quá trình đường phân, số phận của

pyruvat trong điều kiện yếm khí và ái khí

2 Trình bày được chu trình pentose

3 Trình bày được quá trình thoái hóa các

monosaccarid khác

4 Trình bày được quá trình tân tạo glucose

5 Trình bày được quá trình tổng hợp và thoái hóa

glycogen

1 TỔNG QUÁT VỀ CH GLUCID

-Nguồn gốc: từ thực vật (tinh bột, đường mía, trái

cây), từ ĐV (lactose, glycogen)

1 TỔNG QUÁT VỀ CH GLUCID

- Tiêu hóa glucid:

Maltose - glucose + glucose Lactose - galactose + glucose Saccarose - fructose + glucose Isomaltose - glucose + glucose

Maltase Lactase Saccarase Isomaltase

1 TỔNG QUÁT VỀ CH GLUCID

 Tiêu hóa glucid:

• Hấp thụ monosaccarid ở ruột non

Glc (phần lớn), Fru, Gal, Pen

Cơ chế: Glc, Gal: vc tích cực, cần NL với Pro vc,

đồng vc với Na+

• Sau đó vào máu nhờ cơ chế kt tăng cường

1 TỔNG QUÁT VỀ CH GLUCID

1 TỔNG QUÁT VỀ CH GLUCID

 Chuyển hóa trung gian của glucid trong TB

 Cơ chất của CH Glucid: G tự do và G kêt hợptrong glycogen

 Mốc CH quan trọng: G6P – dạng hoạt hóa G

 Vai trò của CH Glucid:

 Tạo NL: cc 60% NL của cơ thể (HDP)

 Tạo hình: cc ribose của A.Nu; Glc, Gal trongpolysaccarid tạp…

1 TỔNG QUÁT VỀ CH GLUCID

 Lên men: CH ở đk yếm khí (không O2)  lên men

 Đường phân: thoái hóa Glc  pyruvat

 HDP, HMP: 2 con đường thoái hóa glucid

 Thoái hóa glucid ở đk có O2  sự hô hấp

 Glycogen phân: phân giải glycogen  Glc  CO2, H2O

 Tổng hợp glycogen: từ Glc, MS khác

 Tân tạo glucid: tổng hợp Glc và Glycogen từ chất ko phải là glucid (pyruvat, lactat, aa, glycerol)

2 THOÁI HÓA GLUCOSE

 2.1 Con đường đường phân

 1 pt Glc  2 pt 3C: pyruvat, NL=ATP và NADH

 Con đường CH đầu tiên, được hiểu rõ nhất

 Xảy ra ở bào tương, 2 giai đoạn: 10 phản ứng

 Giai đoạn hoạt hóa: 5 phản ứng

 Giai đoạn oxy hóa sinh năng lượng: 5 pư

2.1 Con đường đường phân

Đặc điểm Hexokinase glucokinase

Pư 1

Pư 2

Pư không thuận nghịch

Khâu giới hạn tốc độ đường phân

PFK-1: enzym dị lập thể

Ức chế bởi: nđộ ATP, citrat cao

Hoạt hóa bởi: nđộ AMP cao, F2,6DP

Pư 3

2.1 Con đường đường phân

 Tóm lại: QT hoạt hóa  hexosediphosphat

dễ phân giải

 Cần dùng 2ATP

 2 enzym tham gia kiểm soát: hexokinase

và đặc biệt PFK-1

2.1 Con đường đường phân

(tiếp)

Pư 4

2.1 Con đường đường phân (tiếp)

Pư 5

Pư 6

2.1 Con đường đường phân (tiếp)

Pư 7

2.1 Con đường đường phân (tiếp)

Pư 8

2.1 Con đường đường phân (tiếp)

Tổng hợp và thoái hóa 2,3 DPG

trong hồng cầu

2,3-DPG: trung tâm của Hb tỷ lệ 1:1 Liên kết muối với 2 chuỗi β

 Đường phân ảnh hưởng đến vc oxy

 Hồng cầu: 2,3DPG nồng độ cao (5mM)

 Bệnh BS: thiếu hụt hexokinase, pyruvat

kinase ảnh hưởng đến đường cong bh oxy

Tổng hợp và thoái hóa 2,3 DPG trong

hồng cầu

Thiếu hụt Hexokinase

Thiếu hụt pyruvat kinase

Pư 9

2.1 Con đường đường phân

(tiếp)

Enolase bị ức chế bởi F-  KT định lượng Glc huyết dùng: NaF

Ngăn chặn quá trình đường phân

Pư 10

2.1 Con đường đường phân (tiếp)

Pư không thuận nghịch

Pyruvat kinase được hoat hóa = F1,6DP

Phản ứng tổng quát của đường phân

(glycolysis)

 Glucose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi →

2 pyruvat + 2 NADH + 2H+ + 2 ATP + 2 H2O

2.2 Sự thoái hóa tiếp theo

Động vật, thực vật, nhiều loại vi khuẩn trong điều kiện ái khí

Ở mô động vật trong điều kiện yếm khí

•Pư số 11 của con đường đường phân

•Chiều phản ứng phụ thuộc: nồng độ pyruvat, lactat, tỷ số NADH, H+/NAD+

•ở gan, tim: tỷ lệ này thấp  chiều pư tạo thành pyruvat  OXH tiếp

Lên men rượu ở nấm

Tạo oxaloacetat

Oxaloacetat cần cho sự tái tạo chu trình acid citric

Số phận pyruvat trong

điều kiện ái khí

Số phận pyruvat trong

điều kiện ái khí

TPP: thyamin pyrophosphat

Trong điều kiện ái khí

 Pyruvat vào ty thể  khử carboxyl OXH  acetyl CoA

 Acetyl CoA  CT Acid Citric  OXH  CO2 và H2O.

 Bilan năng lượng:

Glucose  2 pyruvat: 2 ATP

2 NADH (ở phản ứng 6): 6 ATP

2 Pyruvat  2 Acetyl CoA: 6 ATP

2 Acetyl CoA: 24 ATP

Tổng: 38 ATP (hoặc 36 ATP)

Con thoi malat- aspartat

Con thoi glycerol

3-phosphat

Tổng kết con đường hexosediphosphat

3 Chuyển hóa của các MS khác

 MS và sp thủy phân disaccarid: fructose, galactose, mannose

 Sau khi tiêu hóa  máu  sp trung giancủa con đường đường phân

3 Chuyển hóa của các MS khác

3.1 Chuyển hóa fructose

Hấp thụ ở NM ruột: ko nhanh = Glc

Chuyển hóa nhanh hơn

3.2 CHUYỂN HÓA GALACTOSE

4 CHU TRÌNH PENTOSEPHOSPHAT

(HEXOMONOPHOSPHAT)

 Hexose (Glc) OXH 1 lần  G6P

 Xảy ra: bào tương

 Song song với đường phân, tỷ lệ 7-11%

 Quan trọng ở TB phân chia nhanh: tủy xương,

da, niêm mạc ruột (tổng hợp RNA và DNA)

 Quan trọng ở TB cần NADPH để bảo vệ chốnglại tác nhân OXH (hồng cầu, võng mạc…) vàquá trình sinh tổng hợp acid béo (mô mỡ, gan),cholesterol (gan, tuyến SD, vỏ thượng thận)

 2 giai đoạn

4 CHU TRÌNH PENTOSEPHOSPHAT

4.1 Giai đoạn 1: OXH G6P  pentose P

 Có 2 pư OXH, tạo NADPH, H+

 Pư tổng quát:

 G6P Pentose 5P + CO2

H2O

4.2 CHU TRÌNH PENTOSE

Số phận G6-P phụ thuộc vào nhu

cầu của TB và vào nồng độ tương

đối của NADP +/ NADPH

4.2 CHU TRÌNH PENTOSE

 Sử dụng NADPH, H+

- Pư tổng hợp khử hóa (gắn 2C): AB…

- Phản ứng chống OXH:

4 CHU TRÌNH PENTOSEPHOSPHAT

5 TÂN TẠO GLUCOSE (Gluconeogenesis)

Tân tạo glucose

Đường phân

Đường phân Tân tạo glucose

5 Tân tạo glucose (Gluconeogenesis)

 Tốn kém cho tế bào, cho cơ thể

 Để tạo 1 phân tử glucose tiêu tốn mất 4ATP

và 2GTP và oxy hóa 2NADH thành NAD+

 Xảy ra khi đói và cạn kiệt glycogen

 Chủ yếu ở gan, 10% ở cơ

 Cc NL cho cơ quan não, HC

Chu trình Cori

Chu trình glucose - alanin

Đường phân và tân tạo đường

 Cơ thể không thể đồng thời vừa xảy ra haiquá trình trên đồng thời với tốc độ cao Kếtquả sẽ là tiêu tốn nhiều ATP và sinh ra quánhiều nhiệt

 Hai quá trình trên được điều hòa tương hỗ

và phối hợp sao cho một quá trình tăng lênthì quá trình kia giảm đi và ngược lại

6 CHUYỂN HÓA GLYCOGEN

Glycogen Phosphorylase Phosphoglucomutase

UDP-Glucose Pyrophosphorylase

Pyrophosphatase

6.1 Thoái hóa glycogen

 Cấu trúc của glycogen

 - (1—>4) Linkages

 - (1—>6) Linkage

 - (1—>4) Linkages

6.1 Thoái hóa glycogen

Glycogen phosphorylase

Enzym cắt nhánh (glycogen debranching enzym)

 -(1—>4) transglycosylase

Glucose

 -(1—>6) glucosidase

Limit Branch (4 residues)

(group transfer reaction)

Tổng hợp glycogen

 Xảy ra ở tất cả các mô, nhưng chủ

yếu ở gan và cơ

 Xảy ra ở bào tương của tế bào

 Nguyên liệu là glucose

 Tổng hợp mạch thẳng và mạch nhánh

UDP-Glucose Pyrophosphorylase

O O

H

H

HO OHH

H OH

O–

P O

O–O

HN O

O

UDP-Glucose Pyrophosphorylase

2 P i

Inorganic Pyrophosphatase

O OHH

H OH

H

O

CH2OH H

OH H

H OH

OH H

H OH

H

O

CH2OH H

OH H

H OH

H O

7 Điều hòa chuyển hóa glucid

- Thay đổi tốc độ sinh tổng hợp & thoái hóa

- Điều hòa dị lập thể hoặc hóa học

 Điều hòa nhanh (tính bằng giây hoặc nhanh hơn) ở mức độ trong tế bào thường là dị lập thể

 Tác động của các hormon thường chậm hơn (giây đến giờ) thường là sự thay đổi hóa học hoặc thay đổi tổng hợp enzym

Điều hòa tương hỗ đường phân

& tân tạo đường

 3E của con đường đường phân được điều hòa dị lập thể: Hexokinase, PFK-1, Pyruvat kinase

- HK ở được giữ trong nhân tế bào gan, giải phóng khi

glucose bào tương tăng

- PFK-1 : ức chế dị lập thể bởi ATP, citrat Hoat hóa bởi

fructose 2,6-diphosphat.

- Pyruvat kinase: ức chế dị lập thể bởi ATP

 Tân tạo đường: được điều hòa ở pyruvat carboxylase

(acetyl-CoA hoạt hóa) và Fructose1,6-diphosphatase

(F2,6 diphosphat và AMP ức chế)

 Hai quá trình được điều hòa tương hỗ dị lập thể chủ yếu

ở tác dụng đối lập của F 2,6-diphosphat trên PFK-1 và

Fructose1,6-diphosphatase

 Glucagon và epinephrine làm giảm [Fructose

2,6-diphosphat] Insulin làm tăng [Fructose2,6-2,6-diphosphat]

8 Rối loạn chuyển hóa glucid

8.1 Hạ đường huyết (Hypoglycemia)

 HC, đặc trưng =giảm [Glc]m < 2,8mmol/L

 NN:

 Điều trị Insulin quá liều, thuốc,

 Giảm tân tạo Glc do rượu

 Nhịn ăn, tự phát, tổn thương nhiều cq

 HĐH khi đói do u tụy, u ngoài tụy

8 Rối loạn chuyển hóa glucid

8 Rối loạn chuyển hóa glucid

8.3 Đái tháo đường

 NN: thiếu hụt Insulin  Glu không vào TB

 [Glc]m tăng cao, TB thiếu NL  thoái hóa

L, Pro  tăng sp chuyển hóa trung gian (thểcetonic)  nhiễm acid chuyển hóa

 TCLS:

 CLS:

8 Rối loạn chuyển hóa glucid

8.4 Bệnh ứ glycogen bẩm sinh

 Tập hợp các bệnh thiếu hụt enzym của

chuyển hóa glycogen

 Typ1: thiếu Glucose 6 phosphatase

 G6P không  Glc  Glc máu giảm,

[glycogen] tăng cao, tăng cetonic, lipid máu

 TC: gan to

8 Rối loạn chuyển hóa glucid

8.4 Bệnh ứ glycogen bẩm sinh

 Typ2: thiếu α 1,4-glucosidase

 Tích lũy lượng quá lớn glycogen trong TB

 LS: suy tim, suy hô hấp, tử vong < 1 tuổi

8 Rối loạn chuyển hóa glucid

8.4 Bệnh ứ glycogen bẩm sinh

 Typ3: thiếu Amylo 1,6-glucosidase

 Cấu trúc glycogen không BT

 Glycogen không thoái hóa hoàn toàn  hạ Glc

máu

 Điều trị: CĐ ăn nhiều Pro

 …

8 Rối loạn chuyển hóa glucid

8.5 Bệnh galactose máu bẩm sinh

 Thiếu hụt 1/3 E chuyển hóa Gal (đb galactose

1 phosphat uridylyl transferase)

 LS: còi cọc, nôn mửa sau ăn sữa, Gal niệu,

máu tăng, đục TTT

 Điều trị: CĐ ăn không có sữa

8 Rối loạn chuyển hóa glucid

8.6 Rối loạn chuyển hóa Fructose

 Biểu hiện: không dung nạp Fructose, hạ Glc

máu

 NN: thiếu enzym F1P aldolase, F1,6

diphosphatase, fructokinase ở gan