Ch glucid ôn nội trú

Có thể tích trữ dưới dạng glycogen hoặc vận chuyển trong máu dưới dạng glucose tham gia chuyển hóa tạo năng lượng, CO2 và nước... Con đường HDP: hexosediphosphat – biến đổi Glucose 6C th

Glucid chiếm lượng lớn trong thức ăn hàng ngày (#45-65% tổng lượng Calo trong ngày),

có nguồn gốc từ thực vật là chủ yếu (gạo ngô khoai  tinh bột; mía, củ cải đường  sacrose; mạch nha  maltose; nho  glucose; mật  fructose) và động vật (sữa 

lactose; gan, cơ  glycogen)

Tinh bột được tiêu hóa một phần nhỏ bởi amylase (chủ yếu ở tụy)  Maltose, Maltotriose.Tiếp tục được các men Maltase, Saccarase, Lactase ở bờ bàn chải trên niêm mạc ruột non phân giải thành các monosaccharide (Glucose, Fructose và Galactose).

Saccarase phân giải Saccarose thành Glucose và Fructose

Maltase phân giải Maltose thành 2 Glucose

Lactase phân giải Lactose thành Galactose và Glucose

Những Glucose, Fructose và Galactose là những Monosaccharide (MS)

Các MS được hấp thu vào TB ruột non, đổ vào hệ TM cửa về gan

Glucose có thể được dự trữ dưới dạng glycogen, Triglyceride

Glucose được phân phối đến các mô, tế bào để tạo năng lượng Hiếu khí tạo CO2 và nước, yếm khí tạo Lactate

Khi ăn vào, các đại phân tử Polysaccharide bị thủy phân thành các Oligosaccharide và MS.Bắt đầu từ miệng, chủ yếu ở ruột non

Các đại phân tử (tinh bột, glycogen, ) trong thức ăn được thủy phân thành các MS rồi hấp thu qua niêm mạc ruột vào máu, đến gan qua TM cửa.

Đối với Alpha-amylase (enzyme thủy phân liên kết glycozid ở alpha-Carbon)

Enzyme này chỉ thủy phân được tinh bột, không thủy phân được liên kết beta-glycozid nên không tiêu hóa được Xellulose

Tinh bột dưới sự tác động của Amylase sẽ thủy phân thành các phân tử nhỏ hơn như Maltose, Isomaltose, Trisaccharide, Dextrin,

Sau đó các đường đôi dưới tác dụng của các Disaccharidase thủy phân tiếp tục tạo các MS

Các MS được hấp thu qua TB niêm mạc ruột đi vào TM cửa đến gan

Vai trò của Glucid: Cung cấp năng lượng (không thể thay thế hoàn toàn), tạo hình cho một

số cấu trúc tế bào (acid nucleic, polysaccharide tạp)

Khi vào gan: glucid có 2 dạng: vận chuyển và dự trữ

Ở người: dạng dự trữ của glucid là glycogen với 2 nơi dự trữ chính là gan và cơ Gan là nơi

dự trữ chính cho toàn cơ thể nên chứa 2,5-10% Cơ có tỉ lệ ít hơn (1-2%) nhưng vì cơ phân

bố khắp cơ thể nên tổng lại nhiều hơn gan Tuy nhiên glycogen ở cơ chỉ được dùng cho cơ

vì đây là nguồn dự trữ riêng để cơ vận động

Dạng vận chuyển: glucose

Ruột non tiêu hóa tạo ra các đơn vị cấu tạo, cụ thể ở đây là Glucose Có thể tích trữ dưới dạng glycogen hoặc vận chuyển trong máu dưới dạng glucose tham gia chuyển hóa tạo năng lượng, CO2 và nước

Con số trung bình: 65-45% tổng năng lượng cơ thể từ Glucid.

Ở người nghèo, Glucid có thể chiếm đến 70% tổng năng lượng do rẻ tiền, dễ kiếm

Vai trò thứ 2: tạo nên cấu trúc (ribose của acid nucleic), khử độc (a Glucuronic từ glucose khử độc Bilirubin)

Sơ đồ minh họa các chuyển hóa trung gian của Glucose trong cơ thể, con đường chính là HDP

Con đường HDP: hexosediphosphat – biến đổi Glucose (6C) thành Pyruvat (3C) rồi

chuyển hóa trong điều kiện hiếu khí tạo thành Acetyl-CoA (2C) tham gia vào chu trình

Acid Citric và chuỗi HHTB tạo ATP, NADH, FADH2 , CO2 và H2O Nếu gặp điều kiện

yếm khí thì chuyển hóa thành Lactacte.

Con đường HMP: hexosemonophosphat – liên quan đến Phosphate

Ngoài ra, có một số con đường khác thông qua Glucuronate tổng hợp nên Polysaccharides

tạp, con đường tân tạo đường Glucose từ Lactate, Pyruvat và acid amin.

Giai đoạn I: tích trữ năng lượng-tạo kíp nổ, 1 phân tử Glycogen/Glucose tiêu tốn 1 hoặc 2

ATP tương ứng, tạo ra F1,6-Diphosphate

Giai đoạn II: bùng nổ năng lượng, từ 1 phân tử F1,6-DP tạo ra 2 phân tử PGA, qua các

phản ứng tạo ra 2 Pyruvate, 4 ATP, 2 NADH, 2 H+

Giai đoạn III: từ pyruvat chuyển hóa theo hai con đường:

+ Yếm khí: 2 Pyruvate tiêu thụ 2NADH, 2H+ tạo 2 Lactate

+ Hiếu khí: mất 1C tạo thành Acetyl-CoA (2C), tham gia vào chu trình Acid Citric tạo CO2

và H2O

Chú thích: PDA, PGA: Phospho DihydroxyAcetone và Phospho GlycerAldehyde (phân tử đường có 3C)

Mỗi PGA cho ra 1 NADH, 1 H+, 2 ATP  tổng lượng sp tạo ra cuối gd II: 2 NADH, 2 H+,

4 ATP, trừ đi 2 ATP (nếu chuyển hóa từ Glucose) tiêu thụ ở gd I còn 2 ATP, 2 NADH, 2

H+

Trong chuyển hóa yếm khí: 2 Pyruvat tiêu thụ hết 2 NADH (bù vào 2 NADH sinh ra ở gd

II)  chỉ còn 2 ATP

Trong chuyển hóa hiếu khí: tạo ra 2 Pyruvate.

+ Lãi được 2 ATP, 2 NADH sau 2 giai đoạn = 7 ATP

+ 2 Pyruvate  2 Acetyl-CoA + 2 NADH (5 ATP)

+ 2 Acetyl-CoA vào chu trình Acid Citric thu được 2 x (1 ATP, 3 NADH, 1 FADH2 ) = 20 ATP

(Mỗi NADH và FADH2 tham gia vào chuỗi HHTB cho được lần lượt 2.5 và 1.5 ATP)

 Tổng lượng ATP tạo ra nếu chuyển hóa 1 phân tử Glucose theo con đường HDP đến cuối chuỗi HHTB: 32 ATP

 Tổng lượng ATP tạo ra nếu chuyển hóa từ Glycogen theo con đường HDP đến cuốichuỗi HHTB: 33 ATP

Giai đoạn I, II của quá trình HDP (đường phân):

1/ Glucose được phosphoryl hóa thông qua Glucokinase tạo thành G-6P

2/ G-6P chuyển thành đồng phân F-6P thông qua Phosphohexose Isomerase

Enzyme đuôi -kinase: gắn P

3/ Gắn 1 P lên F-6P thông qua men Phosphofructokinase  F1,6-DP

4/ F1,6-DP chia thành Phospho DihydroxyAcetone (PDA) và Phospho GlycerAldehyde (PGA)  2 PGA (do PDA chuyển thành PGA)

5/ mỗi PGA tham gia phản ứng Oxh khử thông qua men PGA dehydrogenase tạo thành 1,3-DPG (1,3-Diphospho Glycealdehyde) và giải phóng 1 NADH

6/ 1,3-DPG tạo thành 3-PG và giải phóng 1 ATP nhờ men Phosphoglycerate Kinase.7/ 3-PG di chuyển nhóm Phospho đến vị trí C2 nhờ men Phosphoglycerate mutase  2-PG8/ 2-PG nhờ men Enolase để biến đổi thành PhosphoEnolPyruvate (PEP)

9/ PEP thông qua enzyme Pyruvate Kinase thành Pyruvate và giải phóng 1 ATP

10/ Pyruvate chuyển hóa theo con đường hiếu khí tạo thành 1 NADH và 1 Acety-CoA, hoặc

11/ Pyruvate chuyển hóa yếm khí tiêu hao 1 NADH, tạo thành 1 Lactate

Pyruvate chuyển hóa hiếu khí tạo 1 Acetyl Co-A + 1 NADH + 1 CO2

Một số mô không có ty thể: tổ chức mỡ, HC, BC, tinh hoàn  chuyển hóa yếm khí.Nguồn cung cấp Oxy bị hạn chế, bắt buột chuyển hóa theo con đường yếm khí.

Các enzyme đóng vai trò điều hòa quá trình đường phân:

Hexokinase: gắn Phosphate lên vị trí C6

PFK-1: Phosphofructokinase-1 biến đổi F6P thành F1,6-DP

Pyruvate: biến đối PEP thành Pyruvate

Con đường thứ 2, xảy ra song song với HDP nhưng ít hơn vì nhu cầu không cao như con đường HDP

Một số mô có chuyển hóa cao theo con đường này

Không thiên về tạo năng lượng mà chủ yếu tạo ra vật chất tổng hợp nên các chất khác

Giai đoạn 1: OXH Glucose

Glucose  Glucose 6-Phosphate

G6P  Ribose (5C) + CO2 + NADPHH

Giai đoạn 2: chu trình Pentose

3/ 6-P-gluconate  NADPH + CO2 + Ribulose 5-P nhờ men 6-P-gluconate DH

Ribulose 5-P tạo thành Xylulose 5-P hoặc Ribose 5-P (1 trong 2)

Lưu ý: enzyme đầu tiên của gd 1: G6PD Chức năng: xúc tác phản ứng số 1 để tạo ra

NADPH NADPH cung cấp H+ (trang bị vũ khí) cho các Glutatrion (GSH) đóng vai trò khử các chất oxy hóa Khi GSH khử các chất oxy hóa thì mất điện tử nên các phân tử GS (đã mất H do quá trình khử) nối với nhau thành từng cặp GS-SG và được tái cung cấp H+ (vũ khí) bởi các NADPH sinh ra từ phản ứng 1 Do đó thiếu G6PD thì không đủ NADPH

để phân phối “vũ khí” cho các phân tử GS-SG  khả năng chống các tác nhân oxh kém đi

 vỡ hồng cầu  thiếu máu tán huyết do thiếu men G6PD.

Giai đoạn 2: cần 3 Glucose tạo thành 3 đường C5

Tóm lại, 3 đường G6P tạo ra 6 NADPH + 3 CO2 + 3 đường C5

 3 G 6-P oxy hóa trực tiếp tạo thành 3 đường C5 + 6 NADPH + 3 CO2

3 đường C5 tham gia vào chu trình Pentose (giai đoạn 2) tạo 2 F 6-P và 1 PGA để tham giavào quá trình đường phân

Ý nghĩa quan trọng nhất là cung cấp NADPH để chống lại các tác nhân OXH.

2 con đường xảy ra song song, tùy vào nhu cầu cơ thể từng thời điểm mà 1 con đường sẽ xảy ra mạnh mẽ hơn con đường còn lại.

Thông qua G6P, có thể đi ngang theo con đường HMP tạo ra đường 5C rồi vào chu trình Pentose tạo F-6P

Ý nghĩa con đường HMP: tạo ra NADPH khử các tác nhân OXH, tổng hợp các chất, Ribose tham gia tổng hợp Ribonucleotide

1/ khi tế bào đang nhân đôi, cần Ribose để tổng hợp acid nucleic để nhân đôi Thoái hóa chủ yếu theo con đường HDP nhưng không phải để tạo năng lượng mà các sản phẩm trung gian của nó là F6P và PGA sẽ đi ngược lại các phản ứng của chu trình Pentose để tạo ra Ribose

2/ Khi cơ thể đang ở giai đoạn tương đối ổn định, nhu cầu Ribose và NADPH bằng nhau, xảy ra theo giai đoạn 1 của con đường HMP vừa tạo được NADPH vừa tạo được Ribose, không tiến vào giai đoạn 2 của HMP

3/ Khi cơ thể cần nhiều NADPH hơn, không cần Ribose 5-P nhiều nên chuyển hóa nó trong cả 2 giai đoạn của con đường HMP Giai đoạn 1 tạo ra NADPH và đường 5C, các phân tử đường 5C lại tiếp tục tham gia vào chu trình Pentose để tạo thành F6P và PGA F6P và PGA lại chuyển hóa ngược lại thành các G6P để vào con đường HMP tạo NADPH

Thoái hóa Glucose tạo Acid Uronic giữ vai trò khử độc, tạo các Polysaccharide tạp.

Ngược lại với thoái hóa glucid là con đường tân tạo đường

1/ Tổng hợp từ Pyruvate: xảy ra ngược chiều đường phân, nhiều hơn đường phân 1 phản ứng: + PEP  Pyruvate + 1 ATP

+ Pyruvate + 1 ATP  Oxaloacetate

Oxloacetate + 1 GTP  PEP

2/ Tổng hợp từ Lactate: Lactate từ cơ về gan, gan dùng lactate tổng hợp pyruvate và chuyển thành G -6P  Glucose (chu trình Cori)

3/ Tổng hợp từ acid amin:

Mũi tên hồng bên trái: con đường đường phân (10 bước).

Tân tạo đường: mũi tên màu xanh bên phải (11 bước)

Khi cơ tăng vận động tạo ra nhiều Lactate Lactate theo máu về gan, được gan chuyển hóa thành glucose qua trung gian pyruvate

Các a.a tạo đường trở thành các sp như Pyruvate hoặc Glycerol và đi lên tạo nên Glucose.4/ Tổng hợp từ Glycerol:

Từ Glycerol, tạo thành Glycerol Phosphate  PDA  F1,6DP  Glucose

Phân tử Glycogen được phân giải theo 3 bước:

1/ Phosphorylase (90%) xúc tác quá trình tách các phân tử Glucose tạo Glucose Phosphate

1-2/ Đến chỗ phân nhánh, Oligotransferase sẽ xúc tác chuyển đoạn nhánh lên mạch chính.3/ enzyme 1-6 Glucosidase (10%) cắt liên kết 1,6 tạo Glucose tự do

Glucose được hoạt hóa thành G6P dưới enzyme Hexokinase (như con đường HDP)G6P được đồng phân hóa bởi men PG-mutase tạo thành G1P.

G1P được chuyển phần Glucose lên UDP bởi enzye UDP-G-pyrophosphorylase.Glycogen được tổng hợp thông qua việc gắn các Glucose từ phân tử UDP-G với nhau.Tạo nhánh khi cần thông qua enzyme Amylo 1,4  1,6 transglucosidase (AT)

*UDP là 1 nucleotide

Chức năng điều hòa glucose máu của gan: khi glucose máu ≥ 1.2 g/l  giảm sx glucose, tăng dự trữ glycogen, khi glucose máu ≤ 0.7 g/l  phân giải Glycogen nhờ men G6Pase thành Glucose.

Có 2 cơ chế: điều hòa do gan và điều hòa do hormone

Điều hòa do hormone: gây hạ ĐH chỉ có Insulin trong khi gây tăng ĐH có rất nhiều hormone  khi có bất thường về glucose máu dễ dẫn đến tăng ĐH

Gan có G6Pase nên phân giải glycogen được, trong khi cơ không có men này nên glycogen

ở cơ không trở thành glucose tự do được

HC dồi dào Oxy nhưng không xài được Oxy do không có ty thể do đó bắt buộc HC chuyểnhóa glucose yếm khí.

Ngoài ra, ở HC có con đường chuyển HMP nên thiếu G6PD dễ dẫn đến tán huyết

Hexokinase thiếu  giảm 2-3 DPG  tăng ái lực Oxy với Hb  giảm nhả Oxy cho mô.Pyruvate kinase thiếu  tăng 2-3 DPG  giảm ái lực  dễ nhả Oxy cho mô và ngược lại

Chu trình Cori:

Ngoài ra, ở cơ có thêm chu trình Glucose-Alanin khi Pyruvate ở cơ chuyển thành Alanin, Alanin được đưa về gan và chuyển thành Pyruvate  Glucose phóng thích vào máu.

Tạo acid gluccuronic  khử độc

Tạo Lactose trong sữa

Tạo các PS tạp khác

Não sử dụng Glucose theo con đường hiếu khí  nồng độ Glucose ảnh hưởng hoạt động

TB não

-Nếu hạ ĐH cấp sẽ tổn thương TB não vĩnh viễn

-Thiếu Oxy não nhanh chóng bị tổn thương

Trường hợp mạn tính hơn, não có thể chuyển sang sử dụng Cetone làm nguồn năng lượng