Chuyen hoa glycogen

Đường huyết được ổn định nhờ sự cân bằng của 2 nguồn: - Nguồn bổ sung: + Nguồn glucid ngoại sinh từ thức ăn + Nguồn nội sinh: do phân giải glycogen và tân tạo glucose ở khoảng giữa các b

Bài thuyết trình Môn: Hóa Sinh

CHUYỂN HÓA GLYCOGEN – RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA GLUCID

I KHÁI NIỆM GLYCOGEN

Glycogen là một đại phân tử polysaccharide đa nhánh của glucose

Vai trò làm chất dự trữ năng lượng trong cơ thể động vật

Giống tinh bột: vì cũng gồm 2 liên kết alpha-D 1-4 và alpha-D 1-6 glucoside

Khác tinh bột ở chỗ là có nhiều nhánh rẽ hơn, cứ từ 8-10 phân tử glucose thì có 1 liên kết nhánh alpha-D 1-6

Glycogen có nhiều ở gan (chiếm 5-7% khối lượng của gan), và chiếm 2% khối lượng của cơ

II ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA

GLUCID

1 Đường huyết được ổn định nhờ sự cân bằng của 2 nguồn:

- Nguồn bổ sung:

+ Nguồn glucid ngoại sinh (từ thức ăn)

+ Nguồn nội sinh: do phân giải glycogen và tân tạo glucose ở khoảng giữa các bữa ăn

- Nguồn sử dụng: ở các tổ chức, các mô quan trọng nhất là ở mô cơ,

mô mỡ, mô thần kinh và tổng hợp glycogen dự trữ ở tất cả các tổ chức (nhiều nhất ở gan và cơ)

Glucose được liên tục lọc qua cầu thận và được tái hấp thu hoàn toàn qua ống thận Khi lượng glucose máu vượt quá ngưỡng thận (khoảng 180mg/ml) thì glucose được thải ra qua nước tiểu

2 Cơ chế điều hòa đường huyết

- Gan đóng vai trò rất quan trọng trong điều hòa đường huyết

- Hệ thống nội tiết điều hòa chính xác và nhanh chóng qua hệ thần kinh trung ương, gồm 2 hệ thống đối lập nhau:

+ Làm giảm đường huyết: insulin

+ Làm tăng đường huyết: adrenalin, glucagon, và hormone của các tuyến khác

Biểu hiện tăng đường huyết có thể do thiếu insulin hay thừa các

hormone tăng đường huyết, ngược lại giảm đường huyết có thể do

thừa insulin hay thiếu các hormone tăng đường huyết

II ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA

GLUCID

Một số hormone điều hòa đường huyết

a) Glucagon

Khi đường huyết giảm thì glucagon được tế bào alpha của tụy tiết ra và tác động lên gan kích thích gan phân giải glycogen thành glucose vào máu.

b) Insulin

Do tế bào beta đảo Langerhans tuyến tụy tiết ra, làm tăng tính thấm của

màng tế bào đối với glucose, làm tăng sử dụng glucose ở tất cả các mô cơ thể => làm giảm đường huyết.

c) Adrenalin

Sự co cơ hoặc sự kích thích thần kinh khiến tủy thượng thận giải phóng

Adrenalin => Adrenalin kích thích gan và cơ phân giải glycogen cung cấp

năng lượng.

d Thyroxin:

Hormone tuyến giáp làm tăng hấp thu glucose ở ruột, tăng phân ly glycogen ở gan => làm tăng đường huyết.

e Glucocorticoid (hormone vỏ thượng thận):

Làm tăng đường huyết bằng cách tăng tân tạo glucose, tăng hấp thu glucose ở ruột, tăng phân ly glycogen.

f Hormone tăng trưởng:

Hormone tuyến yên trước làm giảm nhập glucose vào các mô, giảm tổng hợp glycogen, tăng phân ly glycogen, do đó làm tăng đường huyết.

g ACTH (hormone kích thích vỏ thượng thận):

Tiết hormone steroid trong đó có glycocorticoid (gây tăng đường huyết).

Một số hormone điều hòa đường huyết

III CHUYỂN HÓA GLYCOGEN

1 Tổng hợp Glycogen

Xảy ra ở mọi tổ chức nhưng mạnh nhất là ở gan và cơ xương

Ở gan glycogen đóng vai trò dự trữ glucose và sẵn sàng cung cấp

glucose cho các tổ chức khác sử dụng, đồng thời nó đảm bảo đường huyết ổn định trong máu kể cả thời điểm xa bữa ăn

Ở cơ, glycogen được dùng để thoái hóa thành glucose theo con đường Đường phân, cung cấp năng lượng ATP cho sự co cơ

Quá trình tổng hợp glycogen bắt đầu từ G6P là sản phẩm do phản ứng phosphoryl hóa glucose xúc tác bởi hexokinase (ở gan) và glucose

kinase (ở cơ):

D-glucose + ATP → D-glucose-6-phosphat +ADP

1 Tổng hợp Glycogen

Từ G6P, nó được đồng phân hóa thuận nghịch thành G1P nhờ phosphoglucomutase:

Glucose-6-phosphat ↔ Glucose-1-phosphat

1 Tổng hợp Glycogen

Tiếp theo là phản ứng then chốt nhất trong quá trình tổng hợp glycogen: Phản ứng tạo UDPG (UDP-glucose) xúc tác bởi UDPG pyrophosphorylase:

Glucose-1-phosphat + UTP → UDP-glucose + PPi

a) Tổng hợp Glycogen mạch thẳng

Trường hợp đã có sẵn mạch glycogen: Enzym glycogen synthase xúc

tiến việc chuyển gốc glycosyl từ UDPG tới gắn vào đầu không khử (C4) của một phân tử glycogen có n gốc glucose có sẵn để tạo thêm một

liên kết mới (alpha-1→4) glucoside, nghĩa là tạo thành glycogen có n+1 gốc glucose

Trường hợp không có sẵn mạch glycogen:

Vì Glycogen synthetase không có khả năng tổng hợp

glycogen từ đầu mà chỉ có thể kéo dài mạch glycogen bằng

liên kết 1→4 nên lúc này sự tổng hợp từ đầu 1 phân tử

glycogen cần phải có một chất mồi protein gọi là

glycogenin Quá trình tổng hợp gồm 5 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Một gốc glucose từ UDPG gắn vào gốc

Tyrosin194 của glycogenin nhờ xúc tác protein

tyrosine-glucosyl transferase

Giai đoạn 2: Tạo phức hợp của glucogenin đã gắn glucose

với glycogen synthase theo tỉ lệ 1:1

a) Tổng hợp Glycogen mạch thẳng

Giai đoạn 3: Kéo dài chuỗi glucan lên đến 7 gốc glucose hoặc

hơn, mỗi glucose mới gắn vào đều bắt nguồn từ UDPG và đó là

những phản ứng tự xúc tác thông qua glycosyl transferase của

glycogenin

Giai đoạn 4: Glycogen synthase tách dần khỏi glycogenin.

Giai đoạn 5: Sự kết hợp giữa glycogen synthase và enzyme gắn

nhánh cho ra phân tử glycogen hoàn chỉnh Cuối cùng,

glycogenin vẫn gắn vào phân tử glycogen vừa tạo thành

a) Tổng hợp Glycogen mạch thẳng

Khi tạo thêm ít nhất 6

của đoạn glycogen mới

tạo ra, vừa chuyển đến

gắn vào OH của C6 của

Ở cơ khi hoạt động, sự tiêu hao năng lượng đòi hỏi phải được cung cấp một lượng lớn glucose để thoái hóa Ngoài nguồn glucose do máu mang đến, tế bào cơ phải thoái hóa rất mạnh glycogen dự trữ để tạo glucose-6-phosphat cho quá trình đốt cháy.

Ở mô gan, sự thoái hóa glycogen ngoài mục đích cung cấp glucose cho chính nó còn tạo ra lượng lớn glucose tự do theo máu để cung cấp cho các

mô khác Ở thời điểm xa bữa ăn (lúc đói), sự thoái hóa glycogen ở gan có vai trò quan trọng trong sự điều hòa hàm lượng glucose trong máu

2 Thoái hóa Glycogen

a) Thoái hóa Glycogen mạch thẳng

Glycogen phosphorylase xúc

tác phản ứng cắt gốc glucose

tận cùng ở đầu không khử của

mạch thẳng glycogen Đó là

phản ứng thủy phân liên kết

alpha 1→4 glucosid với sự

tham gia của phosphate (Pi)

tạo thành alpha

D-Glucose-1-phostphat (G1P) và chuỗi mạch

thẳng của phân tử glycogen

ngắn đi một phân tử glucose

Quá trình này được lặp lại

nhiều lần, tách dần từng gốc

glucose dưới dạng G1P cho

đến khi mạch thoái hóa chỉ

còn lại 4 đơn vị glucose tại

một điểm nhánh (alpha 1→6)

thì dừng lại

a) Thoái hóa Glycogen mạch thẳng

Sau đó, enzyme cắt nhánh thể hiện

hoạt tính chuyển nhánh sẽ cắt một

đoạn 3 đơn vị glucose của đoạn còn

lại, bằng cách thủy phân liên kết alpha

1→4 glucosid giữa glucose thứ nhất

và thứ hai tính từ gốc nhánh, rồi

chuyển đoạn có 3 đơn vị glucose đó

gắn vào đầu một chuỗi thẳng khác

bằng cách tạo một liên kết alpha 1→4

glucosid khác

b) Thoái hóa Glycogen mạch nhánh

Nhánh glycogen mới gắn này sẽ

tạo điều kiện cho enzyme

phosphorylase tiếp tục cắt

Phần mạch nhánh còn lại chỉ

còn một đơn vị glucose với liên

kết alpha 1→6 glucosid Như

vậy, sản phẩm của quá trình

thủy phân mạch thẳng của

phân tử glycogen là các phân

tử glucose 1 phosphat (G1P)

b) Thoái hóa Glycogen mạch nhánh

Khi mạch nhánh chỉ còn lại một gốc

glucose, enzyme cắt nhánh thể hiện hoạt

tính amylo 1→6 glucosidase, thủy phân

liên kết alpha 1→6 glucosid của gốc

glucose còn lại ở nhánh để giải phóng

glucose tự do.

Ở các mô, G1P sẽ được đồng phân hóa

nhờ enzyme phosphoglucomutase để tạo

thành glucose 6 phosphat (G6P) Ở mô

gan, phần lớn G6P sẽ bị thủy phân nhờ

tác dụng của enzyme glucose 6 phosphat

để tạo thành glucose tự do, thấm qua

màng tế bào, vào máu tuần hoàn.

b) Thoái hóa Glycogen mạch nhánh

III RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA

GLUCID

1 Định nghĩa rối loạn chuyển hóa Glucid.

Rối loạn chuyển hoá glucid được phản ánh ở lượng glucose máu: tăng hoặc giảm

2 Các bệnh do rối loạn chuyển hóa Glucid.

3 Cơ chế bệnh sinh của bệnh đái tháo đường.

2 Các bệnh do rối loạn chuyển hóa

Glucid

a Bệnh đái tháo đường tụy

Có hai dạng đái tháo đường tụy: type 1 được gọi là type trẻ vì xảy ra ở trẻ em

và người nhỏ tuổi, type 2 xảy ra ở người lớn tuổi và đặc biệt có thể trạng mập

b) Bệnh rối loạn chuyển hóa glycogen: Một số enzym trong quá trình thoái hóa

glycogen bị giảm hoặc mất hoạt tính xúc tác do thiếu hụt hay sai lệnh về cấu trúc (bệnh Von Gierke do thiếu G-6-Pase) dẫn đến tình trạng ứ đọng glycogen hoặc sản phẩm thoái hóa dở dang của ở các tổ chức, đặc biệt là ở gan và cơ Biểu hiện thường gặp trên lâm sàng là: gan to, rối loạn hoạt động cơ, hạ đường huyết khi đói

c) Bệnh galactose huyết bẩm sinh: Do thiếu galactose-uridin-transfrase nên

không có phản ứng biến đổi galactose thành glucose Trên lâm sàng, trẻ không dung nạp được sữa (tiêu chảy, nôn sau khi bú, suy dinh dưỡng) Galactose bị ứ đọng tại gan gây suy gan, dẫn đến tử vong

d) Bệnh hạ đường huyết tự phát: Là do có khối u tế bào β của các đảo

Langerhans (ở phần thân tụy) gây tiết insulin Hậu quả là thường xuyên bị hạ đường huyết dẫn đến những cơn hôn mê ở thời điểm xa bữa ăn

2 Các bệnh do rối loạn chuyển hóa

Glucid

3 Cơ chế bệnh sinh của bệnh đái tháo đường Thiếu insulin

Giảm nhập glucose vào tế bào

Tăng glucose máu

Bài niệu thẩm thấu

Đi tiểu nhiều

Thiếu glucose/Tế bào

Nước tiểu

Thiếu năng lượng

↑ Thoái hóa protid

↑ Thoái hóa lipid Đường niệu (+)

CÁM ƠN THẦY

VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI