MỤC TIÊU 1. Mô tả bằng sơ đồ các con đường chuyể n hoá chính của glucid. 2. Xác định vai trò tạo năng và tạo hình của glucid qua 2 con đường HDP, HMP. Mố i liên quan giữ a 2 con đường này. 3. Trìn rình h bày bày chuy chuyể n hoá của fructose, galactose, acid uronic. protid qua sự tân tân tạo đường. 5. Nêu mố i quan hệ và đặc điể m chuyể n hoá glucid ở các mô. . , của đường huyế t. t.
• Glucid cun cấ 70-80% năn lư n cho cơ thể đ n vật • Glucose trong máu là ngu ồn nhiên liệu chính cho mọi hoạt động số ng, ng, có ngu ồn gố c từ sự hấ p thu ở đường tiêu hóa, từ các t ề iền chấ t glycogen, fructose, galactose, am no ac c uy n a gan. • Hấ p thu glucose: Hấ p thu thụ động giản đơn và protein . iều hòa hàm lượng glucose máu • Gan là cơ quan chính đ ề • Glucose được dự trữ ở gan dưới dạng glycogen ở động vật tương tự như amidon ở thự c vật (ở gan 3-6%, ở cơ 0.5%).
-Từ th thự c vật: chủ yế u; u; tinh bột (gạo, ngô, khoai), đường sacarose (mía, củ cải đường), maltose (mạch nha), glucose , ừ độ động vật: không nhi ề ều; lactose (sữ a), -Từ a), glycogen (gan, cơ) iêu hoá glucid: -Thuỷ phân các oligosacarid (OS) và poysacarid (PS) thành monosacarid MS khôn b thu hân -Bắt đầu từ mi miệng (amylase nước bọt), chủ yế u ở ruột non (tá tràng, ph ần trên hỗng tràng)
SƠ ĐỒ TỔ CHUYỂN HÓA GLUCID ĐỒ T ỔNG QUÁT CHUYỂ Tinh bột - Amylase Amylase -Amylase Maltose, Maltotriose, Ose ≠ Maltase G+G Saccarose Saccarase F+G
Lactase
Tiêu hóa
Máu TG Glycogen
Glycogen G
G
G
G6P Chất Chấ khác
CO2 H2O
Lactat
HẤP THỤ GLUCID u Niêm mạc ruột non ATP
ADP ADP
Hexokinase u c
n
P
Phosphatase u c
n
PHÂN BỐ GLUCID Dạng dự trữ : ở động vật là glycogen -Gan: tỷ lệ cao nhấ t (2,5-10%, có khi 10-12%), chung cho cơ -Cơ: chứ a 1-3% glycogen; vì khố i lượng cơ lớn nên chứ a nhi ều glycogen nhấ t (~1/2 tổng lượng glycogen cơ thể ); chỉ riêng cho cơ 15 g ở dịch nội bào
VAI TRÒ CỦ A CHUY Ể N HOÁ GLUCID -Tạo năng: -Cung cấ p 60% tổng năng lượng cơ thể -Tạo hình: -Cung cấ p chấ t tham gia cấ u trúc tế bào (ribose của acid nucleic; glucose, galactose trong polysacarid tạp)
CHUYỂN HÓA GLUCID TRONG TẾ BÀO Glycogen G
G6P
HMP G6PDH
Rib 5 P , Gal
F1--6 D P F1
, nuc eos …
Lactose
HDP Yếm khí
ero ,
PS tạp… Pyruvat
a.Glucuronic khử độc, được đào thải với Bil, steroid…
ActCoA ½ O2 .
K
2H
HHTB
ADP + Pvc Creatin P
H2O ATP Creatin
SỰ PHÂN CẮT GLYCOGEN
1
3
2
G
oligotransferase Phosphorylase 1-6 glucosidase
GIP
HOẠT ĐỘNG CỦA PHOSPHORYLASE CH2OH
2
O
O O
O
R
Glycogen (G)n
HO H3PO4
CH2OH
CH2OH
O
O O Glucose 1 P G -1 P
O
P (G)n-1
R
Phosphorylase kinase
4 Pvc Phosphorylase b
4 H2O
Phosphorylase phosphatase
P
P
(hoạt động) ng)
Con đường HDP
Glycogen 1
Giai đoạn 1:
GIP
CH2OH O
-
Pư 1,3,5 một chiều!!
PG mutase
CH2O P O
ATP G kinase Hexose kinase P OH2 C
Chú ý:
phosphorylase
PG
O
F 1-6DP
l H C OH
PGA
5 ATP Phospho fructose kinase
CH2O P
aldolase
CH2O P
CH2O P CH2OH O
7
Gđ 1
CH2 O P l C=O l CH2OH P.triose isomerase PDA
Gđ 2: O
PGA
PDA
ll C-H l HCOH l CH2-O P
Pvc
8
CH2 – 0 - P C=O l 2
NAD+ PGADH
3 PG
2 PG
+
COO~ P l HCOH l CH2O P
COOH COOH l l HCOH HCO-- P HCO 9 l l ATP CH2O- P PG mutase CH2OH 11 enolase PG kinase 1,3 diP-glycerat H2O COOH COOH l 12 l CO~ P C=O l ATP Pvc ll CH2 PEP CH3 Pyruvat kinase * Pư 12 là 1 chiều a. pyruvic
a. PYRUVIC
Giai đoạn 3
COOH C=O l
HSC A
3
Từ Phản ứng 8
NADHH+
Y m kh
NAD+ 14
13 CO2
COOH +
HCOH l a. lactic 13: lactat deh dro enase LDH 14: phứ c hợp pyruvate dehydrogenase
NADHH+
CH3 l CO~SCOA
Năng lượng tích tr ữ được a. HDP yếm khí G
(3)
F1-6 DP
NADHH+ (8) 2PGA
(5)
(9)
2Pyruvat
(12)
2NADHH+ (8)
b. HDP hiếu khí ATP
2Lactat
ATP
2ATP (9)
yruva 2ATP (12)
34ATP
32 ATP ( 33 ATP từ glycogen)
2NADHH+ (14) c o
HDP yế m khí tạo năng lượng dự trữ ít (2 ATP), vẫn là ngu ồn năn lư n có iá tr khi: cun cấ ox b h n chế cơ ho t động mạnh, mô ít/không có ti thể (h ồng c ầu, bạch c ầu, vùng tuỷ thận, thuỷ tinh thể , tinh hoàn) Cơ hoạt động mạnh NADH,H+ được tạo thành bởi 3 PGAD và enzym trong chu trình acid citric vượt quá khả năng oxh của ch i hhtb t l NADH,H+ /NAD+ t ng kh pyruvat th nh lactat chuột rút Số phận pyruvat: -Biế n thành ethanol (nấ m men, vi khuẩ n ruột)
THOÁI HOÁ THEO CON ĐƯỜNG HMP Giai đoạn 1: Oxy hoá tr ực tiếp G
G.6 P
Ribose P NADPHH+ CO2
Giai đo n 2: Chu trình entose Transcetolase (2) C3 C5 + C5 2 C3
+
+
C7
Transaldolase (3) C7 C6
+
C4
Transcetolase C6
+
C3
3 C4
+
C5
2 3C4
2C6
6C5
5C6
+
1C3
THOÁI HOÁ THEO CON ĐƯỜNG HMP
NADP+
Giai đoạn 1:
CH2O P O
NADPHH+ CH2O P O O
G ATP
G6P
6P-gluconolacton +H O
CH2OH l C=O l CO2 C l C l CH2O P Ribulose 5 P
NADPHH+ NADP+ COOH CH2O P l OH C COOH l G6PDH l HCOH C=O 6P- luconat l HCOH C l l 2 C l epimerase CH2O P
CH2OH l = = l C C l 2
CHO l l C C l CH2O P Ribose 5P
Giai đoạn 2: (HMP) CH2OH l C=O l C l C l CH2O P Xylulose 5P
CH2OH l CHO C=O l l C C l l CH2O P (C )3 PGA l CH2O P Sedoheptulose
Transcetolase (TC)
Giai đoạn 2: (HMP)
CH2OH l C=O l C l ( C )3 l CH2O P
Sedoheptulose
PGA CHO C l CH2O P
Erythrose 4P CHO l C l C l CH2O P
CH2OH l C=O l C l C l C l CH2O P Fructose 6P
CHO l C l C l CH2O P
Erytrose 4P CH2OH l C=O l C l (C )2 l CH2O P Fructose 6 P
CH2OH l C=O l C l C CH2O P
Xylulose 5P CHO l CH OH l CH2O P
Transcetolase
LIÊN QUAN GIỮ A HMP VÀ HDP G6P
G6P 2NADPHH+
G6P CO2
CO2
CO2
4H
4H
a C3 (PGA)
C7 Sedoheptulose
b C4 (Erytrose 4P)
c C6 (Fructose 6P)
C6 (G-6P) 3G6P
3 CO2
6NADP+
6NADPHH+
3H2O
2 ½ F6P
C6 (G6P)
C5 (xylulose 5P) C3 (PGA) ½ F1-6DP ½ F6P ½ G6P
6G6P 12NADP+
6CO2 12 NADPHH+
2
Mối liên uan iữa HDP và HMP: F-6P và PGA 1) Nếu nhu cầu Ribose 5P > NADPHH+ thoái hoá chủ yếu theo HDP; F6G và PGA lấy từ đường phân tạo thành và transaldolase 2) Nếu nhu cầu Rib 5P = NADPHH+ theo giai đoạn 1 của HMP 3) Nếu nhu cầu NADPHH+ > Rib P theo giai đoạn 1 và 2 của HMP. HMP cun cấ hần lớn NADPHH+ cho tế bào đặc biệt ở gan và tuyến vú (tổng hợp acid béo), vỏ thượng thận (tổng hợp steroid)
Đ iều hoà HDP
-Hexokinase b ứ c chế bởi G6P sản hẩ m của hản ứ n -PKF-1 bị ứ c chế bởi n ồng độ ATP cao, n ồng độ citrat cao; được hoạt hoá bởi n ồng độ AMP cao, F2,6-DP , , bị ứ c chế bởi n ồng độ ATP cao
Đ iều hoà HMP -G6PD: bị ứ c chế bởi NADPH,H+; được hoạt hoá bởi NADP+: tế bào dùng nhi ều NADPH,H+ NADPH,H+giảm, NADP+tăng ,
,
+
Tổng hợp glucid Tổng hợp glycogen từ glucose 1 G-6 P G – ATP
G–1P
2
ADP
–
UTP
ADP
– UDP
3 n+1
(Gn)
4 Glyc-nhánh
2 – UDP-G-pyrophosphorylase 3 – glycogen synthase 4 – Amylo 1, 4
1, 6 trasglucosidase (AT)
O CH2OH
CH2OH
O–P
CH OH O
2
OH OH OH HN l I I N HO –– P –– O – – P –– O – – P –– OH2C O Il II II O O O UTP P–P ADP O
l I I O – P –– O –– P –– O –– P –– OH2C O
CH2OH O –O–
HN O
UDP
ATP
N
O O UDP – G
CH2OH O –O–
CH2OH O –O– n
CH2OH O – –
CH2OH O – –
CH2OH O – –
CH2OH O – –
n+1
GS Glycogen
TÂN TẠO GLUCID
G1P
1 3
Phosphatase
F6P
Lipid
Phos hatase F1.6 DP
5
Bào d ch
Ala
NADP+ HSCoA ADP+ Pv ATP
AB
PYR
NADPHH+ soc ra Citrat
AB
PEP 12
Lactat
ActCoA
Glycerol
PDA
OA
Asp Malat
CG
Pyr carboxylase
PYR +CO2 Asp
OA Citrat Isocitrat
Malat Glu
Glu
Thể ty
a) G.1-P
+
UDPG
Glycogen (1)
GS – glycogen synthetase b) G-6P
G
_
Glucose 6 Phosphatase _
Insulin
(3)
_
c) F1.6DP
F.6P
(5)
F1.6DP Phosphatase d) Pyruvat
PEP
(12)
1 P ruvat + CO + ATP O.A + ADP + Pvc Pyruvat carboxylase (Thể ty) d1 2) OA + GTP PEP + GDP + CO 2 ATP d2 PEP carboxykinase ADP (bào tương) GTP
P/ư tổng kết Pyruvat + 2ATP PEP + 2ADP + Pvc
4.2 Tân tạo glucid Từ lactat G – 6P F.6P
Pvc
c) F1 – 6DP
Lactat Triose P
NAD+
PGl cerat
+
Pyruvat
PEP
CO2
d2 OA
d)
Pyruvat
d1
OA
Asp glu
cG
glu
cG Asp
Chu trình tr ình Cori ( chu trình acid lactic ) Gan thận
Glucose
Cơ Yếm khí
Hiếu khí Lactat
Gan
Máu
Cơ
Glycogen
Glycogen
Pyr Lactat
Pyr Lactat
Lactat
K
CO2 H2O Q
TIẾ N TRÌNH TÂN SINH GLUCOSE (Gluconeogenesis (Gluconeogenesis)) GLUCOSE Cytosol
Glucose 6 P Pi
H2O
COOH CH H C-OH COOH Malate
Fructose 1,6 diP Glyceraldehyde 3 P
GDP .
NAD+
Fructose 6 P
+
,
2
GTP COOH CH 2 C=O COOH Oxaloacetate
2 Phosphoglycerate NAD+ CH2 NADH.H+ C-O-P P.E.P 3 CH3 COOH Lactate H C-OH C=O Pyruvate COOH dehydrogenase COOH Lactate
Pyruvate Aspartate
Mitochondria
AcetylCoA Oxaloacetate
Citrate
KREBS Malate
α-Ketoglutarate
1 Malate dehydrogenase 2
PEP Glutamate
* Tân Tân tạo Glucose từ aa. G
a
G6P F6P
AA
G1P c
Pvc
F1--6DP F1 Pglycerat PEP
Triose P NADHH+
CO d2 OA Alat Ser Cys Asp Gly
Pyr Pyr
Malat d1
OA
Malat
AA → a.α → a.αcetonic Glu, Gln, Pro, Arg
NAD+
Bào dịch
•Tân tạo Glucose từ glycerol 2
(pư 1 chiều) - Từ glycerol Glycerol → Glycerol P NAD+ NADHH+ PDA
F1-6DP
(1) Glycerol-Kinase (gan)
G
Glycogen G-1P
CHUYỂN HÓA FRUCTOSE Aldolase reductase NADPHH+ NADP+ NAD+
SDH
F.6P +
F.1.6DP Aldolase
(không ở gan)) gan PGA
Fructose Hexokinase Fructokinase PDA F.1P Aldolase B (chỉ ở gan) Gl ceraldeh d
Bệnh di truyền: •Thiếu fructokinase: F-huyết , FNT Đườn ng ung nạp o u o ase gan - uy , phân • •G-huyết lâu ngày (tiểu đường) : G, F sorbitol ở những mô không chịu ảnh hưởng của insulin
CHUYỂN HÓA GALACTOSE UDP
y G
Lactose
G
G1P
-UHEpi
2
Gal 1P ADP
Glycoprotein Gl cosamin l can
1
Gal ATP
G Lactase
Lactose +
ALRe NAD+
. a . nase Gal--huyết, Gal NT, gan to, đục thủy tinh 2. Gal UT: Bệnh galactose huyết Gal thể…
Mannose
M-6P
F6P
G6P
Tạo acid URONIC G
E imerase UDPG
G1P
UDPGal
2NAD+
+
H2O 2NADHH+ UDPGlucuronat
2NADHH+ -
khử độc
ĐƯỜNG HUYẾT VÀ ĐIỀU HÒA ĐƯỜNG HUYẾT Thức ăn Ngoại sinh
2
Gly Gan
2
actat
0,7--1,1 g/L 0,7 MÁU
Các mô (cơ, mỡ, TK)
Gây ↓ ĐH: insulin (TB (TB của tụy) tụy) Gâ ĐH: adrenalin TTT luca on TB α của t T4 = thyroxin (gi (giáp áp), ), glucocorticoid (VTT (VTT), ), hormon GH = tăng tr ưởng (yê ên), ACTH n), ACTH (y (yên).GC ưởng (y
CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA ĐƯỜNG HUYẾT CỦA ADRENALIN VÀ GLUCAGON
Adrenalin (gan, ccơ) ơ) (+ )
I
TB Gan
Adenylcyclase
ATP AMPv Protein Kinase I
Phosphorylase Kinase I
ATP
P.Kinase A
Phospho phospho.
ADP
Phosphorylase I
4 ATP
II
Phosphorylase A
4 ADP
G
A Adrenalin Gl Glucagon GH
T4 GC ACTH
Đường huyết
Gly ← (+)
Ruột
Máu
G
G
G
+ T4 GC
Gan
(-) GC
Gc → ↓ -
Mô khác
↑ (+) (-) GH I (+) (-)
Lipid
, Gl,, T4 Gl
→
(+)
G 6P
(-) I
-
… ↑ (+) I
AB
← GC
(+) aa Lactat glycerol Mô mỡ
PHÂN BỐ GLUCOSE TRONG CÁC DỊCH CƠ THỂ G
Ruột
Máu
> 1,6 g/l
Thận
Ngưỡng thận Dịch gian bào
Glycogen
Cơ
Oxi hóa
Gan
Mỡ
HORMONE KIỂM SOÁT SỰ BIẾ N DƯỠ NG GLUCID INSULIN
ồn gố c: Tế bào β đảo Langherhans tuyế n tụy
Ngu
u •Kích thích các tiế n trình sử dụng glucose •Tăng đường phân EM, chu trình Krebs
u:
• •Tăng tổng hợp triacylglycerol •Tăng tổng hợp amino acid, protein GLUCAGON
ồn gố c: Tế bào α đảo Langherhans tuyế n
Ngu
tụy Tác động sinh học làm tăng lượng glucose máu: • c c c c ti n tr n s ụng g ucose •Tăng phân giải glycogen
EPINEPHRINE
ồn gố c: Vùng tủy tuyế n thượng thận động sinh học làm tăng lượng glucose
Ngu Tác
•Ứ c chế các tiế n trình sử dụng glucose •Tăng phân giải glycogen
ồn gố c: Vùng vỏ tuyế n thượng thận
Ngu
máu: •Ứ c chế các tiế n trình sử dụng glucose • , béo, amino acid...
,
ĐẶC ĐIỂM CHUYỂN HÓA GLUCID/CÁC MÔ Hồng cầu cầu:: Hồng cầu có Hb Hb,, không thể ty + Chuy n hóa G theo theo đường đường phân (HDP) lactat + HMP NADPHH+ giữ glutathion G-SH nguyên vẹn + ổn ổn định định màng HC vỡ… … Thiếu G6PDH HC dễ vỡ G Hb--O2 Hexokinaz thiếu : 2-3 DPG ái lực Hb O2 TB 1.
1.3--DPG 1.3 ATP 2,3--DPG (giữ dạng Hb 2,3 Hb…) …) H2O 3-PG Pvc PYR.Kinaz thiếu 2,3 DPG ái lực 2
2
Tinh bột
Gan Glycogen
G
Cơ
Máu
G
CO2
G –– 6P →→ C O2 + H2O →→ CO Lactat
Lactat
H2O Glycogen G . (Khử độc đào thải… steroid…)
G → C O2 → CO
Lactose a.uronic osamin
Sữa
PS tạp
G
G Glycogen
G 6P
G 6P
Pyruvat
Pyruvat Lactat Ala
Lactat Ala Protein
Glycogen