CHUYỂN hóa GLUCID

Sự thoái hóa glucose • Con đường đường phân • Sự thoái hóa tiếp theo của pyruvat • Con đường pentose phosphat • Chuyển hóa của các monosaccarid khác 2.. Đường phân GlycolysisHexose dipho

CHUYỂN HÓA GLUCID

Mục lục

1 Sự thoái hóa glucose

• Con đường đường phân

• Sự thoái hóa tiếp theo của pyruvat

• Con đường pentose phosphat

• Chuyển hóa của các monosaccarid khác

2 Tân tạo glucose

3 Chuyển hóa glycogen

4 Điều hòa chuyển hóa glucid

5 Rối loạn chuyển hóa glucid

6 Chuyển hóa glucid ở một số cơ quan

Tiêu hóa carbonhydrat

Glucose vào tế bào

 Glucose transporters : GLUT 1,2,3,4

 GLUT 1,3 : hầu hết các mô (não, thần kinh, hồng cầu)

 Ái lực cao với glucose  đảm bảo glucose đi vào tế bào ngay cả trong tình trạng hạ gluco máu

 Đạt vmax khi glucose máu bình thường

 GLUT 2 : tế bào gan, tế bào β đảo tụy  ái lực thấp với glucose  bắt giữ glucose thừa ( sau bữa ăn ) để tạo

glycogen ở gan, thụ thể cảm thụ glucose giải phóng insulin

ở tụy

Glucose vào tế bào

 GLUT 4 : mô cơ, mô mỡ

 Tăng insulin  tăng GLUT 4 ( cơ chế xuất bào )  tăng glucose vào tế bào

 Mô cơ : glucose  glycogen

 Mô mỡ : glucose  dihydroxy aceton phosphat  glycerol phosphat  lưu trữ cùng acid béo ở dạng triglycerid

Đường phân (Glycolysis)

(Hexose diphosphate)

Một phân tử glucose thoái hóa thành 2 phân tử

có ba carbon là pyruvat và năng lượng tạo thành dưới dạng ATP và NADH.

Đây là con đường chuyển hóa đầu tiên được biết đến và được hiểu rõ nhất.

Xảy ra ở bào tương, qua 2 giai đoạn gồm 10 phản ứng Giai đoạn hoạt hóa: 5 phản ứng Giai đoạn oxy hóa sinh năng lượng: 5 phản ứng.

Đường phân (Glycolysis)

(Hexose diphosphate)

Không thể đảo ngược !

Phospho fructokinase ( PFK )

 Enzym kiểm soát chính con đường đường phân

 PFK : liên quan insulin, glucagon

Note: Có 2 loại aldolase (phân loại theo hóa học) có cơ chế xúc tác khác nhau Loại 1: ĐV và TV.

Loại 2: Nấm, tảo, VSV.

Note: Xúc tác qua 5 bước.

NAD+ giảm sau phản ứng 6

 Lactat dehydrogenase : nhu cầu ATP cao + yếm khí / cơ

 Lactat dehydrogenase oxy hóa NADH thành NAD+ là coenzym của glyceraldehyd 3P dehydrogenase (

GAPDH )  giữ cho quá trình đường phân tiếp tục xảy

ra ( nếu không sẽ dừng lại do cạn kiệt NAD+ )

Note: Xúc tác qua 5 bước Dạng hoạt động PGM chứa histidine ở vị trí hoạt động.

Note: Cần Mg 2+ để hoạt động.

Chất chuyển hóa trung gian/ con đường glycolysis

DHAP được sử dụng ở gan và mô mỡ cho quá trình tổng hợp glycerid

1,3 DPG và PEP là chất trung gian năng lượng cao để sản xuất trực tiếp ATP qua sự phosphoryl hóa ADP

Phản ứng tổng quát của đường phân

(glycolysis)

Glucose + 2 NAD + + 2 ADP + 2 P i →

2 Pyruvate + 2 NADH + 2H + + 2 ATP + 2 H 2 O

DG°’ = -85kJ/mol

Note: Thường được gọi là phản ứng thứ 11 của con đường đường phân LDH có 5 isozyme Type H có chức năng trong lactate  pyruvate Type M thì ngược lại.

Điều kiện yếm khí

Điều kiện ái khí

 Pyruvat đi vào ty thể, bị khử carboxyl oxy hóa thành acetyl CoA.

 Acetyl CoA đi vào chu trình acid citric bị oxy hóa thành

CO2 và H2O

 Bilan năng lượng:

Glucose  2 pyruvat: 2 ATP

2 NADH (ở phản ứng 6): 6 ATP hoặc 4 ATP

2 Pyruvat  2 Acetyl CoA: 6 ATP

2 Acetyl CoA: 24 ATP

Cộng: 38 ATP (hoặc 36 ATP)

Sản xuất ATP và hệ thống vận tải electeron

 Đường phân yếm khí cho 2 ATP/ 1 glucose

 Đường phân ái khí cho 2 ATP/ 1 glucose + 2 NADH/ 1

glucose  2 NADH có thể tạo ATP trong ty thể

 Tuy nhiên màng ty thể không thấm với NADH vì vậy NADH ở bào tương sẽ bị oxy hóa

Con thoi glycerol 3- phosphat

Phosphatase

Pi

Đường cong bão hòa oxy ở hồng cầu

Thiếu hụt Hexokinase

Thiếu hụt pyruvat kinase Người bình thường

Ý nghĩa của con đường đường phân

 Cung cấp năng lượng cho các hoạt động sốngcủa tế bào

 Các sản phẩm trung gian là tiền chất để sinhtổng hợp các chất cho cơ thể

CHU TRÌNH PENTOSE PHOSPHAT

 Quan trọng ở các tế bào phân chia nhanh như tủy xương

và da, niêm mạc ruột (tổng hợp RNA và DNA)

 Cũng quan trọng cho các tế bào cần NADPH để bảo vệchống lại tác nhân oxy hóa (hồng cầu, võng mạc…) và choquá trình sinh tổng hợp acid béo (mô mỡ, gan), cholesterol(gan, tuyến sinh dục, vỏ thượng thận)

Chu trình Pentose Phosphat

 Ở các tế bào nhu cầu chủ yếu là NADPH, các phân tửđường 5C sẽ đi tiếp vào giai đoạn thứ 2

 6 phân tử đường 5 carbon phosphat trao đổi với nhau cácmẩu 2 và 3 C để tái tạo lại thành 5 phân tử glucose 6-phosphat

Note: Số phận của G6P phụ thuộc vào nhu cầu của tế bào và vào nồng

độ tương đối của

Đường phân ở tế bào hồng cầu

( Kaplan )

 Tế bào hồng cầu : không có ty thể

 Đường phân yếm khí là duy nhất để tạo ra ATP (

2ATP/ 1 glucose )

 Biphosphoglycerat : 1,3 DPG  2,3 DPG

 2,3 DPG gắn vào chuỗi β ở phân tử HbA  giảm ái lực của Hb với oxy  nhường oxy cho mô

Thiếu hụt pyruvat kinase

Chuyển hóa các glucid khác

 Nhiều đường khác cùng đi vào con đường đường phânsau khi chuyển thành các sản phẩm trung gian của conđường này

ADP phosphate

6 fructose ATP

Thoái hóa Fructose ở gan

 Được phosphoryl bởi fructokinase ở C-1

ADP phosphate

1 fructose ATP

Note: Aldolase type B có khả năng chặt đôi F1P và F1,6DP.

Thoái hóa Fructose ở gan

 Fructose là một đường sinh năng lượng tốt vì chuyểnhóa nhanh hơn glucose (fructokinase mạnh hơnglucokinase), không phụ thuộc hormone

Thoái hóa Galactose

Tân tạo Glucose (Gluconeogenesis)

 Sự tạo thành glucose từ các sản phẩm chuyển hóa củaglucid, lipid, protein; không phải từ các monosaccharidkhác

 Là quá trình đi ngược lại con đường đường phân, trừ 3phản ứng không thuận nghịch đòi hỏi các phản ứng khácthay thế

Tân tạo glucose (Gluconeogenesis)

 Tốn kém cho tế bào, cho cơ thể

 Để tạo 1 phân tử glucose tiêu tốn mất 4ATP và 2GTP vàoxy hóa 2NADH thành NAD+

 Là cần thiết vì một số mô sử dụng chủ yếu glucose do

máu cung cấp, ví dụ não và hệ thần kinh trung ương

 Tân tạo glucose xảy ra chủ yếu ở gan, một phần rất nhỏ ở

vỏ thận (10%)

Chu trình Cori

Gan Máu Cơ

Glucose Glucose Glucose,Glycogen

Lactat Lactat Lactat

Chu trình Glucose- Alanin

Đường phân và tân tạo đường

 Cơ thể không thể đồng thời vừa xảy ra hai quá trình trênđồng thời với tốc độ cao Kết quả sẽ là tiêu tốn nhiều ATP

và sinh ra quá nhiều nhiệt!!

 Hai quá trình trên được điều hòa tương hỗ và phối hợpsao cho một quá trình tăng lên thì quá trình kia giảm đi

và ngược lại

Chuyển hóa Glycogen

Glycogen Phosphorylase

Phosphoglucomutase

UDP-Glucose Pyrophosphorylase

Pyrophosphatase

Thoái hóa glycogen

 Cấu trúc của glycogen

-(1—>4) Linkages

- (1—>6) Linkage

-(1—>4) Linkages

Glycogen phosphorylase

Limit Branch (4 residues)

(group transfer reaction)

Tổng hợp glycogen

 Xảy ra ở tất cả các mô, nhưng chủ yếu ở gan vàcơ

 Xảy ra ở bào tương của tế bào

 Nguyên liệu là glucose

 Tổng hợp mạch thẳng và mạch nhánh

O P O – O

O –

O H

O–

P O

O–O

HN O

O O

P

O – O

H

H

HO OHH

H OH

O–

P O

O–O

HN O

O

Glucose-1-P UDP-Glucose

UDP-Glucose Pyrophosphorylase

2 P i

Inorganic Pyrophosphatase

Glycogen Synthase

O

O

CH2OH H

HO

OH

UDP-Glucose

Oxonium Ion

O OHH

H OH

H

O

CH2OH H

OH H

H OH

OH H

H OH

H

O

CH2OH H

OH H

H OH

H O

Rối loạn chuyển hóa glucid

1 Hạ đường huyết (Hypoglycemia)

2 Thiếu viatmin B1

3 Đái tháo đường

4 Bệnh ứ glycogen bẩm sinh

5 Bệnh galactose máu bẩm sinh

6 Bệnh không dung nạp fructose bẩm sinh

Chuyển hóa Glucid ở mô thần kinh

 Trong điều kiện bình thường, nguồn nhiên liệu duy nhất chonão hoạt động: glucose

 Não sử dụng 103g/ngày0.3 μmol/phút/g mô

 Lượng oxy tiêu thụ 3.4 L/ngày1.7 μmol/phút/g mô

 Lượng ATP tiêu thụ 20.4 mol/ngày10.2 μmol/phút/g mô

 Phần lớn năng lượng sử dụng vào duy trì gradient ion quamàng bào tương và tổng hợp các chất DTTK, TP tế bào

Chuyển hóa ở cơ

 Co cơ đòi hỏi lượng lớn năng lượng

 ATP cung cấp năng lượng cho co cơ ATP tạo thành

từ 3 nguồn:

 Creatin phosphat (CP)

 Tạo ATP nhanh nhất

 Chuyển hóa ái khí

 Đòi hỏi oxygen và thoái hóa glucose sinhATP, carbon dioxid và nước

 Hiệu quả nhất

 Chuyển hóa yếm khí (Glycolysis)

 Thoái hóa glucose tạo ATP và acid lactic

Chuyển hóa ở cơ

Glucid dịch não tủy

Mucin dịch vị

 Là các glucoprotein

 Tác dụng:

 Bảo vệ niêm mạc dạ dày

 Bảo vệ các vitamin hòa tan trong nước (B1, B12, C) tránhHCl, pepsin

 Giúp hấp thu Fe, B12

 Do các tế bào nhày tâm vị, môn vị tiết ra

 Bệnh lý có thể xuất hiện acid lactic, acid butyric: HMV || sắc

tố mật: trào ngược từ ruột || máu: XHTH

Glucid dịch sinh vật khác

 Bạch huyết: tương tự huyết thanh

 Máu: 5.5 mosm/l (1g/l)