Chuyen hoa glycogen

Bài thuyết trình Mơn: Hóa Sinh CHUYỂN HĨA GLYCOGEN – RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA GLUCID NHÓM – ĐH DƯỢC GIÁO VIÊN I KHÁI NIỆM GLYCOGEN Glycogen đại phân tử polysaccharide đa nhánh glucose Vai trò làm chất dự trữ lượng thể động vật Giống tinh bột: gồm liên kết alpha-D 1-4 alpha-D 1-6 glucoside Khác tinh bột chỗ có nhiều nhánh rẽ hơn, từ 8-10 phân tử glucose có liên kết nhánh alpha-D 1-6 Glycogen có nhiều gan (chiếm 5-7% khối lượng gan), chiếm 2% khối lượng II ĐIỀU HỊA CHUYỂN HĨA GLUCID Đường huyết ổn định nhờ cân nguồn: - Nguồn bổ sung: + Nguồn glucid ngoại sinh (từ thức ăn) + Nguồn nội sinh: phân giải glycogen tân tạo glucose khoảng bữa ăn - Nguồn sử dụng: tổ chức, mô quan trọng mô cơ, mô mỡ, mô thần kinh tổng hợp glycogen dự trữ tất tổ chức (nhiều gan cơ) Glucose liên tục lọc qua cầu thận tái hấp thu hoàn toàn qua ống thận Khi lượng glucose máu vượt q ngưỡng thận (khoảng II ĐIỀU HỊA CHUYỂN HĨA GLUCID Cơ chế điều hòa đường huyết - Gan đóng vai trò quan trọng điều hòa đường huyết - Hệ thống nội tiết điều hòa xác nhanh chóng qua hệ thần kinh trung ương, gồm hệ thống đối lập nhau: + Làm giảm đường huyết: insulin + Làm tăng đường huyết: adrenalin, glucagon, hormone tuyến khác Biểu tăng đường huyết thiếu insulin hay thừa hormone tăng đường huyết, ngược lại giảm đường huyết thừa insulin hay thiếu hormone tăng đường huyết Một số hormone điều hòa đường huyết a) Glucagon Khi đường huyết giảm glucagon tế bào alpha tụy tiết 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 màng tế bào glucose, làm tăng sử dụng glucose tất mô thể => làm giảm đường huyết c) Adrenalin Sự co kích thích thần kinh khiến tủy thượng thận giải phóng Adrenalin => Adrenalin kích thích gan phân giải glycogen cung cấp lượng Một số hormone điều hòa đường huyết d Thyroxin: Hormone tuyến giáp làm tăng hấp thu glucose ruột, tăng phân ly glycogen gan => làm tăng đường huyết e Glucocorticoid (hormone vỏ thượng thận): Làm tăng đường huyết cách tăng tân tạo glucose, tăng hấp thu glucose ruột, tăng phân ly glycogen f Hormone tăng trưởng: Hormone tuyến yên trước làm giảm nhập glucose vào mô, giảm tổng hợp glycogen, tăng phân ly glycogen, làm tăng đường huyết g ACTH (hormone kích thích vỏ thượng thận): Tiết hormone steroid có glycocorticoid (gây tăng đường huyết) III CHUYỂN HÓA GLYCOGEN Tổng hợp Glycogen a Mạch thẳng b Mạch nhánh Thối hóa Glycogen (Cơ chế hoạt động glycogen) a Mạch thẳng b Mạch nhánh Tổng hợp Glycogen Xảy tổ chức mạnh gan xương Ở gan glycogen đóng vai trò dự trữ glucose sẵn sàng cung cấp glucose cho tổ chức khác sử dụng, đồng thời đảm bảo đường huyết ổn định máu kể thời điểm xa bữa ăn Ở cơ, glycogen dùng để thối hóa thành glucose theo đường Đường phân, cung cấp lượng ATP cho co a) Tổng hợp Glycogen mạch thẳng Trường hợp có sẵn mạch glycogen: Enzym glycogen synthase xúc tiến việc chuyển gốc glycosyl từ UDPG tới gắn vào đầu không khử (C4) phân tử glycogen có n gốc glucose có sẵn để tạo thêm liên kết (alpha-1→4) glucoside, nghĩa tạo thành glycogen có n+1 gốc glucose a) Tổng hợp Glycogen mạch thẳng Trường hợp sẵn mạch glycogen: Vì Glycogen synthetase khơng có khả tổng hợp glycogen từ đầu mà kéo dài mạch glycogen liên kết 1→4 nên lúc tổng hợp từ đầu phân tử glycogen cần phải có chất mồi protein gọi glycogenin Quá trình tổng hợp gồm giai đoạn: Giai đoạn 1: Một gốc glucose từ UDPG gắn vào gốc Tyrosin194 glycogenin nhờ xúc tác protein tyrosineglucosyl transferase Giai đoạn 2: Tạo phức hợp glucogenin 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 gốc glucose hơn, glucose gắn vào bắt nguồn từ UDPG phản ứng tự xúc tác thông qua glycosyl transferase glycogenin Giai đoạn 4: Glycogen synthase tách dần khỏi glycogenin Giai đoạn 5: Sự kết hợp glycogen synthase enzyme gắn nhánh cho phân tử glycogen hoàn chỉnh Cuối cùng, glycogenin gắn vào phân tử glycogen vừa tạo thành b) Tổng hợp Glycogen mạch nhánh Khi tạo thêm phân tử glucose enzyme gắn nhánh amylose (1→4 1→6) – transglycosylase có tác dụng vừa cắt đứt liên kết (alpha-1→4) glycoside đoạn glycogen tạo ra, vừa chuyển đến gắn vào OH C6 gốc glucose chuỗi hay chuỗi khác tạo điểm nhánh (alpha-1→6) q trình sinh tổng hợp glycogen Thối hóa Glycogen Ở hoạt động, tiêu hao lượng đòi hỏi phải cung cấp lượng lớn glucose để thối hóa Ngồi nguồn glucose máu mang đến, tế bào phải thối hóa mạnh glycogen dự trữ để tạo glucose-6phosphat cho trình đốt cháy Ở mơ gan, thối hóa glycogen ngồi mục đích cung cấp glucose cho tạo lượng lớn glucose tự theo máu để cung cấp cho mô khác Ở thời điểm xa bữa ăn (lúc đói), thối hóa glycogen gan có vai trò quan trọng điều hòa hàm lượng glucose máu a) Thối hóa Glycogen mạch thẳng Glycogen phosphorylase xúc tác phản ứng cắt gốc glucose tận đầu khơng khử mạch thẳng glycogen Đó phản ứng thủy phân liên kết alpha 1→4 glucosid với tham gia phosphate (Pi) tạo thành alpha D-Glucose-1phostphat (G1P) chuỗi mạch thẳng phân tử glycogen ngắn phân tử glucose a) Thối hóa Glycogen mạch thẳng Quá trình lặp lại nhiều lần, tách dần gốc glucose dạng G1P mạch thối hóa lại đơn vị glucose điểm nhánh (alpha 1→6) dừng lại b) Thối hóa Glycogen mạch nhánh Sau đó, enzyme cắt nhánh thể hoạt tính chuyển nhánh cắt đoạn đơn vị glucose đoạn lại, cách thủy phân liên kết alpha 1→4 glucosid glucose thứ thứ hai tính từ gốc nhánh, chuyển đoạn có đơn vị glucose gắn vào đầu chuỗi thẳng khác cách tạo liên kết alpha 1→4 glucosid khác b) Thối hóa Glycogen mạch nhánh Nhánh glycogen gắn tạo điều kiện cho enzyme phosphorylase tiếp tục cắt Phần mạch nhánh lại đơn vị glucose với liên kết alpha 1→6 glucosid Như vậy, sản phẩm trình thủy phân mạch thẳng phân tử glycogen phân tử glucose phosphat (G1P) b) Thối hóa Glycogen mạch nhánh Khi mạch nhánh lại gốc glucose, enzyme cắt nhánh thể hoạt tính amylo 1→6 glucosidase, thủy phân liên kết alpha 1→6 glucosid gốc glucose lại nhánh để giải phóng glucose tự Ở mơ, G1P đồng phân hóa nhờ enzyme phosphoglucomutase để tạo thành glucose phosphat (G6P) Ở mô gan, phần lớn G6P bị thủy phân nhờ tác dụng enzyme glucose phosphat để tạo thành glucose tự do, thấm qua màng tế bào, vào máu tuần hoàn III RỐI LOẠN CHUYỂN HĨA GLUCID Định nghĩa rối loạn chuyển hóa Glucid Rối loạn chuyển hoá glucid phản ánh lượng glucose máu: tăng giảm Các bệnh rối loạn chuyển hóa Glucid Cơ chế bệnh sinh bệnh đái tháo đường Các bệnh rối loạn chuyển hóa Glucid a Bệnh đái tháo đường tụy Có hai dạng đái tháo đường tụy: type gọi type trẻ xảy trẻ em người nhỏ tuổi, type xảy người lớn tuổi đặc biệt trạng mập b) Bệnh rối loạn chuyển hóa glycogen: Một số enzym q trình thối hóa glycogen bị giảm hoạt tính xúc tác thiếu hụt hay sai lệnh cấu trúc (bệnh Von Gierke thiếu G-6-Pase) dẫn đến tình trạng ứ đọng glycogen sản phẩm thối hóa dở dang tổ chức, đặc biệt gan Biểu thường gặp lâm sàng là: gan to, rối loạn hoạt động cơ, hạ đường huyết đói Các bệnh rối loạn chuyển hóa Glucid c) Bệnh galactose huyết bẩm sinh: Do thiếu galactose-uridin-transfrase nên khơng có phản ứng biến đổi galactose thành glucose Trên lâm sàng, trẻ không dung nạp sữa (tiêu chảy, nôn sau bú, suy dinh dưỡng) Galactose bị ứ đọng gan gây suy gan, dẫn đến tử vong d) Bệnh hạ đường huyết tự phát: Là có khối u tế bào β đảo Langerhans (ở phần thân tụy) gây tiết insulin Hậu thường xuyên bị hạ đường huyết dẫn đến hôn mê thời điểm xa bữa ăn Cơ chế bệnh sinh bệnh đái tháo đường Thiếu insulin Giảm nhập glucose vào tế bào Thiếu glucose/Tế bào Tăng glucose máu Bài niệu thẩm thấu Thiếu lượng Nước tiểu ↑ Thối hóa protid Đi tiểu nhiều Đường niệu (+) Khát ↑ Thoái hóa lipid Gầy nhiều Ceton niệu (+) ↑ Ceton Ăn nhiều Uống nhiều Nhiễm acid chuyển hóa CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI ... CHUYỂN HÓA GLYCOGEN Tổng hợp Glycogen a Mạch thẳng b Mạch nhánh Thối hóa Glycogen (Cơ chế hoạt động glycogen) a Mạch thẳng b Mạch nhánh Tổng hợp Glycogen Xảy tổ chức mạnh gan xương Ở gan glycogen. .. transferase glycogenin Giai đoạn 4: Glycogen synthase tách dần khỏi glycogenin Giai đoạn 5: Sự kết hợp glycogen synthase enzyme gắn nhánh cho phân tử glycogen hoàn chỉnh Cuối cùng, glycogenin... glycogen: Vì Glycogen synthetase khơng có khả tổng hợp glycogen từ đầu mà kéo dài mạch glycogen liên kết 1→4 nên lúc tổng hợp từ đầu phân tử glycogen cần phải có chất mồi protein gọi glycogenin