Bài giảng Hóa sinh - Chương 4: Chuyển hóa Glucid

Chương 4 CHUYỂN HÓA GLUCID 1 Nội dung Đại cương Thoái hóa glucose Tổng hợp Chuyển hóa các monosaccarid khác Sự chuyển hóa glucose ở một số trạng thái Liên quan chuyển hóa của glucose Vận chuyển glucose qua màng tế bào Điều hòa chuyển hóa glucose và glycogen Rối loạn chuyển hóa glucid 2 1. ĐẠI CƯƠNG 3 Chuyển hóa glucid là một trong những quá trình chuyển hóa quan trọng trong cơ thể sống  cung cấp năng lượng  cung cấp nhiều sản phẩm chuyển hóa trung gian quan trọng liên quan chặt chẽ với các quá trình chuyển hóa lipid, acid amin và acid nucleic trong cơ thể người và động vật cao cấp, glucid tồn tại ở 3 dạng:  dạng dự trữ là glycogen (ở gan và cơ)  dạng vận chuyển là glucose tự do trong máu và các dịch của cơ thể  dạng tham gia cấu tạo trong tổ chức cơ thể 4 Nguồn glucose của cơ thể ngoại sinh: (từ thức ăn)  Tinh bột (hạt ngũ cốc, củ)  Glycogen (các tổ chức và cơ động vật)  Cellulose (rau và quả)  Disaccarid (saccarose-mía đường; lactose- đường sữa; maltose-mạch nha)  Monosaccarid (glucose-nho; fructose-trái cây; mannose; ribose) 5 Nguồn glucose của cơ thể Ngoại sinh  Sự tiêu hóa và hấp thu glucid: quá trình thủy phân các polysaccaride và disaccaride → monosaccaride (nhờ enzyme ở đường tiêu hóa) 6 Nguồn glucose của cơ thể Ngoại sinh  Sự tiêu hóa và hấp thu glucid 7 Nguồn glucose của cơ thể Ngoại sinh  Hấp thu glucid: Tất cả monosaccaride đều được hấp thụ hoàn toàn ở ruột non 8 Galactose Glucose Fructose Mannose Xylose Arabinose 110 100 43 19 15 9 Nguồn glucose của cơ thể Ngoại sinh  Cơ chế hấp thu • Glucose và galactose được hấp thụ theo cơ chế vận chuyển tích cực phụ thuộc Na+ • Fructose được hấp thụ theo cơ chế khuếch tán dễ dàng (Facilitated diffusion) • Pentose được hấp thụ theo cơ chế khuếch tán đơn giản (simple diffusion) 9 Nguồn glucose của cơ thể 10 11 Nguồn glucose của cơ thể nội sinh  glycogen của gan  nguồn carbohydrate nhỏ là galactose, mannose và pentose có khả năng chuyển thành glucose  thành phần không phải carbohydrate có khả năng tạo glucose: • acid amine • lipid, các acid béo (phần glycerol) 12 2. THOÁI HÓA GLUCOSE 13 Thoái hóa glucose Glucose đi vào con đường thoái hóa khi nó ở dạng glucose-6-phosphate Từ glucose-6-phosphate đi theo các con đường thoái hóa:  Con đường đường phân (glycolysis)  Con đường hexose monophosphate (chu trình pentose phosphate)  Con đường Uronic acid 14 Con đường đường phân (Glycolysis) 15 16 17 Con đường đường phân (Glycolysis) (1) Phosphoryl hóa 18 Con đường đường phân (Glycolysis) (2) Isomer hóa 19 Con đường đường phân (Glycolysis) (3) Phosphoryl hóa 20 Con đường đường phân (Glycolysis) (4) Phân đôi 21 Con đường đường phân (Glycolysis) (5) Isomer hóa 22 Con đường đường phân (Glycolysis) (6) Oxy hóa và phosphoryl hóa 23 Con đường đường phân (Glycolysis) (7) Phosphoryl hóa ở mức cơ chất 24 Con đường đường phân (Glycolysis) (8) Isomer hóa 25 Con đường đường phân (Glycolysis) (9) Dehydrat hóa 26 Con đường đường phân (Glycolysis) (10) Phosphoryl hóa ở mức cơ chất 27 28 29 30 31 Con đường đường phân (Glycolysis) Năng lượng tạo ra 32 Pathway Source ATP Glycolysis 2 ATP 2 NADH 2 6 Oxydative decarboxylation 2 NADH 6 Krebs Cycle 6 NADH 2 FADH2 2 ATP 18 4 2 Total 38 Đường phân ở cơ - Chu trình Cori 33 Đường phân ở hồng cầu 34 35 36 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Con đường oxi hóa glucose thay thế Xảy ra trong tế bào chất Gồm 2 phase: oxi hóa và không oxi hóa Tạo NADPH cung cấp tổng hợp acid béo Tạo pentose phosphate cho tổng hợp nucleotide  DNA và ARN 37 38 39 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Pha oxy hóa 40 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) 41 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) 42 43 44 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) 45 46 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) 47 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Phase oxy hóa 48 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Phase oxy hóa 49 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Phase oxy hóa 50 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Phase oxy hóa 51 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Pha không oxy hóa 52 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Pha không oxy hóa 53 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Pha không oxy hóa 54 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) Pha không oxy hóa 55 Con đường hexose monophosphate (Pentose phosphate) 56 57 58 59 Con đường uronic acid Con đường oxy hóa glucose, xảy ra ở gan Không tạo ra năng lượng Chức năng chính là tạo ra D-glucuronic acid để khử độc 60 61 Con đường uronic acid 62 Con đường uronic acid 63 Thoái hóa glycogen (glycogenolysis) (1) phosphorylase thủy phân liên kết a-1,4 64 Thoái hóa glycogen (2) các PƯ cắt nhánh và cắt liên kết a-1,6  Glucose được tạo ra từ glycogen • 90% glucose-1-phosphate • 10% glucose 65 66 Thoái hóa glycogen (3) phosphoglucomutase  glucose-1-phosphat → glucose-6-phosphat (4) Glucose-6-phosphatase  glucose-6-phosphat → glucose 67 3. TỔNG HỢP 68 69 70 Tổng hợp glucose 71 Tổng hợp glucose 72 73 Tổng hợp glycogen Hình thành glycogen từ glucose Xảy ra ở gan và cơ 74 Tổng hợp glycogen 75 Tổng hợp glycogen 76 77 78 Tổng hợp glycogen (1) Glucose được phosphoryl hóa bởi Glucokinase (hay hexokinase) (2) Glucose-6-phosphate → glucose-1- phosphate bởi phosphoglucomutase 79 Tổng hợp glycogen (3) Glucose-1-P phản ứng với uridine triphosphate (UTP) hình thành uridine diphosphate glucose (UDP-Glc) bởi UDP-Glc pyrophosphorylase 80 Tổng hợp glycogen  (4) Glycogen synthase xúc tác hình thành liên kết glycosid giữa C1 glucose của UDP-Glc với C4 của nhóm glucose cuối cùng của glycogen primer (Glycogenin) 81 Tổng hợp glycogen (5) Khi chuỗi có độ dài khoảng 11 nhóm glucose, enzyme phân nhánh (Amylo-1,4→1,6- transglucosidase) hoạt động và chuyển một đoạn khoảng 6 nhóm glucose để hình thành liên kết 1→6 để tạo nhánh 82 83 Tổng hợp lactose 84 4. CHUYỂN HÓA CÁC MONOSACCARID KHÁC 85 86 Chuyển hóa cácmonosaccarid khác 87 88 5. SỰ CHUYỂN HÓA GLUCOSE Ở MỘT SỐ TRẠNG THÁI 89 90 6. LIÊN QUAN CHUYỂN HÓA CỦA GLUCOSE 91 92 93 94 7. VẬN CHUYỂN GLUCOSE QUA MÀNG TẾ BÀO 95 Vận chuyển glucose qua màng tế bào Tác nhân vận chuyển Phân bố GLUT1 Hồng cầu, não GLUT2 Gan, ruột, tụy GLUT3 Tế bào thần kinh, bào thai GLUT4 Cơ xương, cơ tim, mô mỡ GLUT5 Màng ruột, tinh dịch, cơ xương, mô mỡ 96 97 98 99 8. ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA GLUCOSE VÀ GLYCOGEN 100 101 Điều hòa chuyển hóa glucose và glycogen HORMON ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA GLUCOSE ↑ Glucagon Adrenalin Thyroxin Glucocorticoid ACTH GH ↓ Insulin 102 103 104 9. RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA GLUCID 105 Bệnh tiểu đường tụy Type 1 và Type 2 Đặc điểm  Nồng độ glucose trong máu tăng  Tăng thể keton và acid béo tự do trong máu  Mất muối  Tăng lượng nước tiểu, tăng ure  Mô và tế bào đói năng lượng 106 107 108 109 Bệnh tiểu đường tụy Type 1: là type trẻ em (vì xảy ra ở trẻ em) và người nhỏ tuổi  Tế bào β đảo Langerhans tụy không có khả năng tiết insulin  do hệ thống miễn dịch của cơ thể tự tạo kháng thể tấn công tế bào β  Điều trị: bổ sung insulin Type 2: xảy ra ở người lớn tuổi và đặc biệt có thể trạng mập  Insulin được tiết ra nhưng không duy trì được nồng độ glucose ở mức bình thường  do tế bào đích không đáp ứng với insulin  Điều trị: điều chỉnh chế độ ăn thích hợp và dùng dược phẩm kích thích tăng tiết insulin 110 111 Bệnh tiểu đường tụy 112 Bệnh galactose huyết bẩm sinh (Galactosemia)  Bệnh có tính di truyền  Do thiếu galactose-1-phosphate uridyl transferase nên galactose không chuyển thành glucose ứ trong gan gây suy gan có thể gây tử vong  Điều trị: cho trẻ ngưng sữa mẹ thay thế bằng sữa không có lactose 113 PHẦN SINH VIÊN TỰ HỌC 1. ĐƯỜNG PHÂN Ở CƠ – CHU TRÌNH CORI 2. ĐƯỜNG PHÂN Ở HỒNG CẦU (Chu trình 2,3 diphosphoglyerate) 3. TỔNG HỢP LACTOSE 4. CHUYỂN HÓA CÁC MONOSACCARID KHÁC (Galactose, Mannose, Fructose) 114 THANK YOU! L.O.G.O 115