Bài giảng phần rối loạn chuyển hóa protid
Trang 1RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA PROTID
MỤC TIÊU :
1 Giải thích sự cân bằng protid
2 Nêu nguyên nhân và hậu quả của sự thay đổi protid huyết tương
3 Nhắc lại quá trình điều hòa tổng hợp
protid
4 Giải thích cơ chế một số bệnh lý do rối
loạn tổng hợp protid
5 Minh họa rối loạn tổng hợp protid trong
bệnh thiếu máu hồng cầu liềm và bệnh
Thalassémie
Trang 2RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA PROTID
SỰ CÂN BẰNG PROTID:
Xét nghiệm về cân bằng protid thường để xác định mức protein tăng hay giảm trong cơ thể bằng cách đo lượng protein đưa vào cơ thể và lượng protein tiêu thụ Vì Nitrogen là sản phẩm thoái hóa của protid nên người ta gọi đó là cân bằng Nitrogen Lượng protein tiêu thụ tổng cộng gấp 6,9 lần lượng N trong nước tiểu, và gấp 6,25 lần Nitrogen trong nước tiểu và phân Xét nghiệm chỉ có giá trị khi tiếp tục đo 1 tuần trở lên
Trang 3RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA PROTID
SỰ CÂN BẰNG PROTID:
ù Cân bằng N dương tính: Khi cơ thể nhận, tân
tạo protid nhiều; phân hủy, thoái hóa ít Xảy ra
ở cơ thể đang trưởng thành, có thai, hồi phục bệnh, dùng những hormone làm tăng tổng hợp protid như testosterone
Trang 4
RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA PROTID
SỰ CÂN BẰNG PROTID:
Cân bằng N âm tính: Khi protid thoái hóa,
thải nhiều hơn nhận
Xảy ra ở trường hợp đói, suy dinh dưỡng, sau sốt nặng kéo dài, rối loạn tiêu hóa, tiểu ra
protein, dùng những hormone phân hủy protid như glucocorticoid làm tăng tách acid amin từ các mô ngoài gan
Trang 5RỐI LOẠN TỔNG HỢP PROTID
CÁC BƯỚC TỔNG HỢP PROTID:
Trang 6RỐI LOẠN TỔNG HỢP PROTID
QUÁ TRÌNH ĐIỀU HÒA TỔNG HỢP PROTID:
Đơn vị biểu hiện gen là operon gồm:
Một số gen cấu trúc (Structural gene) liên kết chặt với nhau và
cùng chịu sự điều khiển của gen tác động
Gen tác động (Operator) hoạt động với sự tham gia của gen khởi
động và chịu sự kiểm soát của gen điều hòa
Gen khởi động (Promoter) là nơi gắn RNA polymerase là men
xúc tác quá trình chuyển mã tổng hợp mRNA
Gen điều hòa (Regulator) kiểm soát gen tác động thông qua chất kềm hãm là một protein được tổng hợp dưới sự điều khiển của gen
điều hòa
Chất kềm hãm - tùy trường hợp - có thể ức chế hay không ức chế gen tác động, qua đó ức chế hay không ức chế các gen cấu trúc của operon, tức là làm cho quá trình giải mã không xảy ra hay xảy ra đối với các gen cấu trúc S1, S2, S3 đồng thời và cùng mức độ.
Trang 7RỐI LOẠN TỔNG HỢP PROTID
QUÁ TRÌNH ĐIỀU HÒA TỔNG HỢP PROTID:
Trang 8RỐI LOẠN TỔNG HỢP PROTID
Hemoglobin gồm nhóm ngoại là hème (protoporphyrin kết hợp 1 nguyên tử
Fe ++ ) và phần protein là globin Globin gồm 4 chuỗi polypeptid liên kết với nhau bởi những tương tác không đồng hóa trị Mỗi chuỗi kết hợp với 1
hème, nên 1 phân tử Hb có thể nhận 4 phân tử oxy Chuỗi polypeptid được gọi tên theo chữ Hy Lạp , , , Mỗi chuỗi polypeptid là 1 dưới đơn vị của Hb.
Trang 9RỐI LOẠN TỔNG HỢP PROTID
Hô hấp ngoại
Trang 10RỐI LOẠN TỔNG HỢP PROTID
Hô hấp nội
Trang 11RỐI LOẠN TỔNG HỢP PROTID
Tùy theo giai đoạn phát triển mà xuất hiện những dạng Hb khác nhau với cấu trúc dưới đơn vị khác nhau
Hb chủ yếu của bào thai (95%) là HbF (Fetal Hb) công thức dưới đơn vị 2 2
Hb chủ yếu của người trưởng thành là HbA (Adult Hb) công thức dưới đơn vị 2 2 HbA chiếm lượng
nhiều nhất và hoạt động lâu nhất trong quá trình sống của người Ở người trưởng thành: HbA hay HbA 1 chiếm 97% Hb toàn phần, HbA 2 ( 2 2) < 3%, HbF < 1%
Trang 12RỐI LOẠN TỔNG HỢP PROTID
BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
Trang 13BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
Bệnh thiếu máu hồng cầu liềm
(Sickle cell anemia)
Trang 14BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
Bệnh thiếu máu hồng cầu liềm
(Sickle cell anemia)
1904, James Herrich phát hiện đầu tiên khi xét nghiệm máu một sinh viên bị thiếu máu
Hồng cầu liềm có dạng giống cái liềm, xuất hiện khi PO2 thấp (như khi đặt dưới lamelle một thời gian không khí không lọt vào được)
Trang 15BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
Bệnh thiếu máu hồng cầu liềm
(Sickle cell anemia)
Lần đầu tiên Pauling phát hiện được một Hb bất thường mở ra chương mới trong bệnh lý học: bệnh lý phân tử Pauling chạy điện di Hb bệnh nhân thiếu máu hồng cầu liềm (HbS) và Hb người bình thường, kết quả HbS về cực âm, HbA về cực dương, chứng tỏ có khác nhau về tích điện của Hb
Trang 16BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
Bệnh thiếu máu hồng cầu liềm
(Sickle cell anemia)
1954 -1958, dùng kỹ thuật dấu vết ngón tay (finger print), Ingram phát hiện những sự thay thế trong phân tử HbS: 2 chuỗi bình thường, trong khi có đột biến acid amin ở chuỗi : vị trí 6 là Val (acid amin trung tính) thay vì Glu (acid amin điện âm) Do đó, điện tích HbS thay đổi, tích điện dương nhiều hơn HbA nên di chuyển tới cực âm trong phép điện di
Trang 17BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
CƠ CHẾ HÌNH THÀNH HỒNG CẦU LIỀM
Trang 18BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
Nhánh bên của Val (trong HbS) không phân cực, nhánh bên của Glu (trong HbA) phân cực mạnh Sự thay Glu 6 bằng Val đặt acid amin không phân cực trên mặt ngoài của HbS làm giảm nhiều độ hòa tan của deoxy HbS, nhưng ít tác dụng trên oxy HbS Do đó, khi để hồng cầu giữa lame và lamelle trong vài giờ, PO2 giảm, dạng deoxy HbS bị kết tủa dưới dạng sợi làm biến dạng hồng cầu
Trang 19BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
Trong cơ thể, ở mạch máu nhỏ ngọai vi, khi dạng deoxy HbS có hàm lượng lớn, chúng kết hợp với nhau (polymer hóa) thành sợi xoắn có đường kính 170 A Những sợi này tạo tình trạng gel hóa làm cứng màng hồng cầu, tăng độ nhớt máu, gây mất nước, thóat potassium ra và calcium đi vào làm hồng cầu biến dạng hình liềm
Trang 20BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
Hồng cầu liềm mất khả năng uốn cong để có thể đi qua các mao mạch nhỏ và có màng dễ dính kết (nhất là hồng cầu lưới) nên bị dính vào nội mạc các mao tĩnh mạch gây tắc mạch và vỡ hồng cầu chưa trưởng thành dẫn đến thiếu máu tán huyết
Trang 21BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
Quá trình hình thành hồng cầu liềm trong cơ thể
Trang 22BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN CẤU TRÚC
HbC: Glu ( 6) thay bằng Lys
HbI: Lys ( 16) thay bằng Glu
Trang 23BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN ĐIỀU HÒA
1925 - 1927, Cooley mô tả 7 trẻ em thiếu máu, gan lách to, da nhiễm sắc tố, xương dài và xương sọ dày thêm Bệnh này được gọi là bệnh Cooley, và bệnh hay xuất hiện ở vùng Địa trung Hải nên còn được gọi là Thalassémie
Trang 25BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN ĐIỀU HÒA
THALASSEMIA
Bệnh nhân có hồng cầu hình bia, sức bền hồng cầu giảm, và có bất thường về Hb: HbF chiếm tỉ lệ cao hơn nhiều so với bình thường
Trang 26BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN ĐIỀU HÒA
THALASSEMIA
HbF là Hb của bào thai, có công thức 2 2 HbF có đặc tính gắn DPG (Diphosphoglycerate) không chặt bằng HbA, do đó có ái lực oxy cao hơn nên dễ chuyển oxy từ máu mẹ sang tuần hoàn của thai
Khi sanh ra, gen giải ức chế bắt đầu hoạt động, đồng thời ức chế gen chuỗi dần cho đến không hoạt động
Do đó, đến trưởng thành, đa số là HbA: 2 2 Nếu gen chuỗi không bị ức chế do rối loạn cơ chế điều hòa thì chuỗi tiếp tục được tổng hợp và sinh nhiều HbF ở người trưởng thành (20-80%)
HbF lại không đủ khả năng vận chuyển oxy đến các tổ chức Cấu trúc không thích hợp làm màng hồng cầu kém bền dễ vỡ đưa đến thiếu máu số lượng và chất lượng
Trang 27BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN ĐIỀU HÒA
- Thalassemia đồng hợp tử: Thalassemia major, Cooley
- Thalassemia dị hợp tử: Thalassemia minor: triệu chứng tương tự nhưng nhẹ hơn
(2) Thalassemia: giảm hay mất hoàn toàn tổng hợp chuỗi : Hb Barts (4), HbH (4)
Trang 28BỆNH LÝ DO RỐI LOẠN GEN ĐIỀU HÒA
Khi rối loạn gen điều hòa, có sự xuất hiện những phân tử protid không cần
thiết và thiếu những phân tử protid cần thiết tạo quá trình bệnh lý