Bài giảng Đại cương hoá sinh - ThS. Mạnh Trường Lâm

Bài giảng Đại cương hoá sinh - ThS. Mạnh Trường Lâm được tiến hành với mục tiêu giúp sinh viên: Trình bày được định nghĩa về hóa sinh học; Trình bày đúng khái niệm về hóa sinh tĩnh, hóa sinh động và quá trình chuyển hóa các chất; Trình bày được vai trò của hóa sinh trong Y học. Để nắm vững hơn nội dung bài giảng mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

ĐẠI CƯƠNG HOÁ SINH

L.O.G.O

Ths MẠNH TRƯỜNG LÂM

manhlammaster@gmail.com

Cell phone 0918079623

ĐẠI CƯƠNG HOÁ SINH

MỤC

TIÊU

1.Trình bày được định nghĩa về hóa sinh học

3.Trình bày được vai trò của hóa sinh trong y học.

2.Trình bày đúng khái niệm

về hóa sinh tĩnh, hóa sinh động và quá trình chuyển hóa các chất

Đối tượng nghiên cứu

của Hoá sinh học

Môn học hóa sinh được hình thành trên

cơ sở của sinh học và hoá học

Chính những sự chuyên biệt của

các TB và những quá trình tiến hoá

tự nhiên đã dẫn đến sự khác biệt

đa dạng và tạo nên những quá

trình hoá sinh đặc hiệu

Liên quan mật thiết với tế bào học

Đối tượng nghiên cứu

của Hoá sinh học

Hoá sinh học gồm 2 phần

Hoá sinh tĩnh

Hoá sinh động.

Đối tượng nghiên cứu

của Hoá sinh học

Hoá sinh tĩnh

Dựa vào các phương pháp lý, hóa

hiện đại để mô tả cấu tạo của cơ thể sống ở mức độ phân tử,

nguyên tử.

Đối tượng nghiên cứu

của Hoá sinh học

Hoá sinh động

Nghiên cứu các quá trình chuyển hoá,

số phận của các chất khi vào cơ thể, tính đặc hiệu của những phản ứng

sinh học như phản ứng giữa enzym

và cơ chất, giữa hormon và các chất tiếp nhận

Quá trình chuyển hóa các chất

thành các đại phân tử glucid, lipid, protid, acid nucleic có tính đặc hiệu của cơ thể

Quá trình chuyển hóa các chất

và tổng hợp

Quá trình chuyển hóa các chất

thuỷ phân tinh bột,

peptidase thuỷ phân protein….

Quá trình chuyển hóa các chất

Hấp

thu

- Các sp tiêu hoá cuối cùng: các đv cấu tạo của glucid (monosaccarid),

protid (acid amin),… được hấp thu qua niêm mạc ruột non vào máu nhờ quá trình vật lý (sự khuếch tán)…

Quá trình chuyển hóa các chất

Tổng

hợp

- Các sp hấp thu được dòng máu đưa đến các mô

và được tế bào sử dụng để tổng hợp các phân tử đặc hiệu của cơ thể

Quá trình chuyển hóa các chất

Quá trình chuyển hóa các chất

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Ở thế kỷ XIX: khi ngành hoá học phát triển như vũ bão, xuất hiện lĩnh vực khoa học mới nhằm nghiên cứu các thành phần hóa học của cơ thể sống

và những quá trình chuyển hóa hóa học của các chất và của năng lượng trong quá trình hoạt động sống xảy ra trong cơ thể

Trước thế kỷ XX:

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Gắn liền với những thành tựu của các lĩnh vực nghiên cứu

hóa hữu cơ, sinh lý học, y học

và một số ngành khoa học khác

Trước thế kỷ XX :

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Các nghiên cứu về hóa sinh

đã bắt đầu từ thế kỷ 18 nhưng đến cuối thế kỷ 19 mới trở thành ngành khoa học độc lập

Trước thế kỷ XX :

 Giữa thế kỷ XIX: Friedrich Wohler (1828) tổng hợp được u rê (urease); (NH 2 ) 2 CO.

 Urê được Hilaire Rouelle phát hiện năm 1773 Nó

là hợp chất hữu cơ được tổng hợp nhân tạo đầu tiên từ các chất vô cơ, được Friedrich

Woehler thực hiện vào năm 1828 bằng cách

cho c yanat kali phản ứng với sulfat amoniac.



LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Năm 1897: Eduard Buchner thành công trong việc lên men (enzym) vô bào

Trước thế kỷ XX :

 Năm 1897, Eduard Buchner đã gởi bài báo đầu tiên về khả năng chiết xuất

men từ các tế bào nấm men còn sống

để lên men đường Trong một loạt các thí nghiệm tại Đại học Berlin , ông nhận thấy rằng đường được lên men thậm chí không có mặt các tế bào nấm men trong hỗn hợp Ông đặt tên enzym lên men sucrose đó là " zymase ".

 Năm 1907, ông đã nhận

học "cho nghiên cứu sinh hóa của ông và phát hiện của ông về sự lên men

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Đầu thế kỷ XX: phát hiện một số

bệnh liên quan đến dinh dưỡng

- Bệnh tê phù do thiếu vitamin B1

Người ta gọi đó là các bệnh thiếu dinh dưỡng đặc hiệu, nghĩa là nguyên nhân chủ yếu là

do thiếu một thành phần dinh dưỡng nào đó

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Trước 1950: nhiều công trình

nghiên cứu về tế bào thực vật, động vật, tìm ra Amylase, Pepsin, Trypsin, Vitamin,

Hormon , phản ứng lên men…

Từ đầu thế kỷ XX đến 1950

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Từ năm 1950: cơ bản đã xác định các

tính chất chủ yếu cuả các chất và con đường chuyển hoá các chất trong cơ thể

- Nghiên cứu cấu trúc phân tử protein, axit nucleic, liên quan cấu trúc –

chức năng Tổng hợp được insulin

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Năm 1961: tìm ra mô hình điều hòa hoạt động gen.

(Điều hoà hoạt động gen chính là

điều hoà lượng sản phẩm của gen tạo ra, giúp tế bào điều

chỉnh sự tổng hợp Protein cần thiết lúc cơ thể cần thiết)

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Từ 1970: bắt đầu nghiên cứu tổng hợp gene bằng phương pháp hóa học

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Vào năm 1977, Maxam và Gilbert lần đầu tiên phát minh ra phương pháp giải trình tự gen bằng phương pháp hóa học.

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên phản ứng hóa học thủy giải đặc hiệu, các DNA không tự xoắn lại với nhau, tạo thành tập hợp nhiều phân đoạn có kích

thước khác nhau.

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Tiếp tục nghiên cứu quá trình sinh tổng hợp acid nucleic và protein,

sự liên quan giữa biến đổi di truyền và các bệnh lý y học (bệnh đái tháo đường, bệnh xơ vữa

động mạch, bệnh thống phong (Goutte),…)

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Hoá sinh của hệ thống miễn dịch của Snell, Bena Cerraf và Dausset năm 1980

Giải thưởng Nobel bởi công trình nghiên cứu gắn các mẫu DNA của Paul Berg

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Năm 1981-1982, thành tựu

tổng hợp gen α-interferon

gồm 514 đôi base bởi Leicester đã được thực hiện

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Năm 1997 giải thưởng Nobel y họctrao cho Staley Prusiner về côngtrình nghiên cứu prion, một kháiniệm mới về "nhiễm khuẩn", gâybệnh não thể xốp ở người vàđộng vật

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Prion (PrP) là protein tồn tại hai dạng đồng phân alpha và bêta Ở cơ thể khoẻ mạnh thì PrP có dạng alpha còn khi cơ thể bị bệnh thì dạng alpha bị duỗi ra và xếp thành các băng song song gọi là PrP bêta Dạng này rất bền với enzyme tiêu hoá và không bị phá huỷ ở nhiệt độ cao (đến 200 độ C).

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Do vậy prion như là tác nhân gâybệnh hoàn toàn mới được bổsung vào danh sách những tácnhân gây bệnh như virus, vikhuẩn, nấm

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Công trình này đưa ra khái niệm bệnh lý phân

tử hoàn toàn mới trong sinh học và y học Công trình không chỉ phát hiện ra tác nhân gây bệnh xốp não ở người và động vật (Fatal Familial Insomnia = Chứng mất ngủ gia

hệ chí tử, bệnh bò điên) mà còn đặt nền

móng cho sự tìm hiểu cơ chế mất trí liên quan đến bệnh già và bệnh Alzheimer

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Cùng với sự phát minh ra một số trang thiết bị y tế hiện đại từ những thế kỷ 18 nay như : Kính hiển vi, máy siêu

ly tâm, máy sắc ký …hoá sinh học đóng vai trò rất quan trọng trong các lĩnh vực đời sống

Từ 1950 đến nay

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH

Hiện nay:

Phương pháp xác định trình tự

nucleotid bằng máy tự động (PCR)

MÁY ĐIỆN DI

VAI TRÒ CỦA HÓA SINH TRONG Y HỌC

Nghiên cứu các chức năng của cơ thể và sự liên hệ với

Nghiên cứu nhiệm vụ của từng tế bào, từng mô, từng

cơ quan trong cơ thể

VAI TRÒ CỦA HÓA SINH TRONG Y HỌC

Nghiên cứu những thay đổi bệnh lýtrong quá trình chuyển hóa tìmhiểu một số nguyên nhân gâybệnh bằng các xét nghiệm trêndịch sinh vật, bằng nghiệm pháp

về Enzym thăm dò chức năng chẩn đoán và điều trị

VAI TRÒ CỦA HÓA SINH TRONG Y HỌC

Giúp thầy thuốc biết được cơ chếhấp thu, phân bố chuyển hoá, thảitrừ cuả các chất từ bên ngoàivào cơ thể  đưa ra nhữngnguyên tắc cơ bản, phù hợp với

sự phát triển của cơ thể sống

(chế độ dinh dưỡng, chỉ địnhphương pháp chữa trị …)

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

 Xét nghiệm HSLS đối với việc chẩn đoán

 Quyết định chẩn đoán: Nhiều bệnh hoặc

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

 Xét nghiệm HSLS đối với việc chẩn

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

 Xét nghiệm HSLS đối với việc chẩn đoán

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

 Xét nghiệm HSLS đối với việc chẩn đoán

 Chẩn đoán phân biệt: Đối với những

bệnh có những bệnh cảnh lâm sàng giống nhau, những nguyên nhân gây bệnh khác nhau, đòi hỏi những biện pháp điều trị khác nhau.

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

 Xét nghiệm HSLS đối với việc chẩn đoán

 Chẩn đoán phân biệt: Ví dụ: Viêm gan

do virus và tắc mật không hoàn toàn giống nhau về những triệu chứng lâm sàng (sốt, đau vùng gan,….) nhưng có những xét nghiệm hoá sinh khác nhau.

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

Viêm gan +++ Tăng nhiều Bt, tăng ít

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

Chẩn đoán sớm: có một số bệnh

ở giai đoạn đầu hoặc ở thời kỳ ủ bệnh, các triệu chứng lâm sàng chưa biểu hiện nhưng xét nghiệm sinh hoá đã có những thay đổi.

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

Chẩn đoán sớm: Thí dụ ở thời kỳ

ủ bệnh viêm gan virus , chưa

vàng da và chưa có những biểu hiện lâm sàng khác,

transaminase - đặc biệt là GPT

(glutamat pyruvat

transaminase) tăng rất cao;

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

 Chẩn đoán sớm: Thí dụ ở ở bệnh nhồi máu cơ tim khi chưa có biểu hiện lâm sàng, chưa có rối loạn điện tâm đồ, transaminase - đặc biệt là GOT (glutamat oxaloacetat transaminase) và Creatin kinase tăng rất cao

Ý nghĩa XNSH đối với lâm sàng

 3.4.2 Theo dõi kết quả điều trị và trực tiếp phục vụ điều trị

 Nhờ tác dụng kể trên mà các xét

nghiệm hoá sinh lâm sàng còn được sử dụng để theo dõi kết quả điều trị Ví

dụ: phản ứng MacLagan được dùng để theo dõi kết quả điều trị viêm gan,

protein niệu đối với thận hư nhiễm

mỡ.

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Về tỉ lệ nước: chiếm khoảng

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Thành phần các nguyên tố trong cơ thể sống: chiếm 27/100 nguyên tố đã biết, một số nguyên tố thường gặp dưới dạng ion như: Na+ , K+ , Mg++ , Ca++ , Cl- và một số nguyên tố khác với một lượng rất nhỏ gọi là các nguyên tố vi lượng: Mn, Fe, Co, Cu, Zn, B, Al, Mo,

Si, Sn, Cr, F, Se, Vd

Đặc điểm về thành phần hóa học của cơ thể sống:

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

- Trong tế bào và cơ thể sống chủ yếu là

CO 2 , N 2 , NO 3 ….

Đặc điểm về thành phần hóa học của cơ thể sống:

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Hầu hết các phản ứng hóa học xảy

ra trong cơ thể sống đều có sựxúc tác của enzym  đặc điểmchung, và xảy ra ở điều kiện nhiệt

độ, áp suất bình thường, tốc độnhanh, chính xác

Đặc điểm các phản ứng hóa học trong cơ thể sống

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

- Nhiều phản ứng khác nhau cùng xảy ra trong một thời điểm, liên hệ với nhau theo một trình tự xác định

- Cơ chế phản ứng tinh vi, phức tạp, được kiểm soát nghiêm

ngặt

Đặc điểm các phản ứng hóa học trong cơ thể sống

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Các sản phẩm của phản ứng, sản phẩm trao đổi, sản

phẩm trung gian cũng đóng vai trò trong cơ chế phản

ứng, gọi là cơ chế tự điều hòa

Đặc điểm các phản ứng hóa học trong cơ thể sống

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Thành phần cơ bản của tế bào

và cơ thể sống có mối tương tác chặt chẽ với nhau và với môi trường xung quanh, việc tìm ra chu trình cacbon , chu trình nitơ chứng minh rõ mối liên hệ chặt chẽ này

Sự liên hệ giữa cơ thể và môi trường

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Kết quả của quá trình trao đổi chất

và năng lượng cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể 

cơ thể hấp thu  biến đổi thành năng lượng dưới nhiều dạng: nhiệt năng, hóa năng, động năng, điện năng …

Sự liên hệ giữa cơ thể và môi trường

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Để đảm bảo cho sự phát triển của tế bào và cơ thể sống , cần

có chế độ đủ dinh dưỡng để cung cấp năng lượng cho sự sống

Hóa sinh dinh dưỡng và tình trạng thiếu dinh dưỡng

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Ngoài ra cần cung cấp đáp ứng đúng tỉ lệ cho từng đối tượng

Trong đó: protein cần cho quá trình tăng trưởng, lipid và saccarid cung cấp năng lượng (còn gọi Kcal, hay Cal )

Hóa sinh dinh dưỡng và tình trạng thiếu dinh dưỡng

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Ngoài ra cần cung cấp đáp ứng đúng tỉ lệ cho từng đối tượng

Trong đó: protein cần cho quá trình tăng trưởng, lipid và saccarid sung cấp năng lượng (còn gọi Kcal, hay Cal )

Hóa sinh dinh dưỡng và tình trạng thiếu dinh dưỡng

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Tỉ lệ Protein: lipid, saccarid được một số tài liệu khuyên nên là 1:1:5 hoặc 1:1:4

Khi xác định khối lượng các chất cần cho khẩu phần ăn cần phải có kiến thức về dinh dưỡng để tránh sai

lầm

Hóa sinh dinh dưỡng và tình trạng thiếu dinh dưỡng

NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ

SỐNG-SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƯỜNG

Theo tổ chức y tế thế giới ( WHO ): có 4 loại bệnh thiếu dinh dưỡng quan trong nhất hiện nay là:

1.Thiếu dinh dưỡng protein năng lượng

2 Bệnh khô mắt do thiếu Vit A

3 Bệnh thiếu máu do thiếu sắt

4 Bệnh bướu cổ địa phương và bệnh kém phát triển trí tuệ do thiếu iốt

Hóa sinh dinh dưỡng và tình trạng thiếu dinh dưỡng

THANKS