Tài liệu TIỂU LUẬN: Cơ chế hình thành và hoạt động của glycogen. Vai trò và ý nghĩa sinh học pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG…………………

TIỂU LUẬN
Cơ chế hình thành và hoạt động của glycogen.
Vai trò và ý nghĩa sinh học


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ

Lời mở đầu
Glucose là nhiên liệu chủ yếu của hầu hết các cơ thể sống và đóng vai trị trung tâm
trong chuyển hóa. Sự oxy hóa hoàn toàn glucose thành CO2 và H2O theo phản ứng
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O giải phóng một năng lượng tự do. Glucose không chỉ là
một nhiên liệu tuyệt vời mà cịn là tiền chất quan trọng, có khả năng tạo nên một lượng
lớn các chất chuyển hóa trung gian, các chất cần thiết cho các phản ứng tổng hợp. Từ
glucose có thể tổng hợp được một số amin, nucleotid, coenzyme, acid béo và nhiều chất
chuyển hóa trung gian cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Glucose có thể có hàng trăm
hoặc hàng ngàn cách biến hóa khác nhau. Ở cơ thể bậc cao hoặc động vật, glucose có 3
số phận chủ yếu như sau: có thể được dự trữ dưới dạng polysaccarid hoặc saccarose,
được oxy hóa để tạo thành hợp chất ba cacbon ( pyruvat) theo con đường đường phân
hoặc oxy hóa để tạo thành các pentose theo con đường pentose phosphat.
Cũng giống như tất cả các con đường chuyển hóa, chuyển hóa glucid cũng được cơ
thể điều hòa một cách chặt chẽ. Để biết được sự điều hịa nó diễn ra như thế nào, ảnh
hưởng của cơ thể khi có hay khơng có cơ chế này nhóm chúng tơi đã chọn đề tài “ Cơ
chế hình thành và hoạt động của glycogen. Vai trị và ý nghĩa sinh học”

Page 1


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ

NỘI DUNG
1. Cấu tạo của glycogen
Glycogen là chất dự trữ glucid của động vật, có thể coi glycogen như là "tinh bột" của
động vật, vì nó cũng gồm 2 liên kết α -D 1-4 và α-D 1-6 glucoside, nhưng nó khác tinh
bột ở chỗ là sự rẽ nhánh rậm rạp hơn, cứ cách 8-10 phân tử glucose có một liên kết nhánh
α-D 1-6. Glycogen có nhiều ở gan ( chiếm 5-7% khối lượng của gan) ở cơ nó chiếm 2%
khối lượng của cơ, do khối lượng cơ là lớn nên glycogen có ở cơ là chính. Hàm lượng
này có thể biến động phụ thuộc vào dinh dưỡng và trạng thái sinh lý (đói, no, lao động,
ngủ, thức...)

Hình 1.1 Cấu trúc phân tử glycogen
2. Cơ chế hình thành
Tổng hợp glycogen xảy ra ở mọi tổ chức nhưng mạnh nhất là ở gan và cơ xương. Ở
gan, glycogen đóng vai trị dự trữ glucose và sẵn sàng cung cấp glucose cho các tổ chức
khác sử dụng, đồng thời nó đảm bảo mức đường huyết hằng định trong máu kể cả thời
điểm xa bữa ăn. Còn ở cơ, glycogen được dùng để thối hóa thành glucose theo con
đường Đường phân, cung cấp năng lượng ATP cho sự co cơ.
Quá trình tổng hợp glycogen bắt đầu từ G6P là sản phẩm do phản ứng phosphoryl hóa
glucose xúc tác bởi hexokinase (ở gan) và glucose kinase (ở cơ):
D-glucose + ATP → D-glucose-6-phosphat +ADP
Page 2


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ

Hình 2.1. Phosphoryl hóa glucose
Tuy nhiên, phần lớn G6P lại là sản phẩm của con đường tân tạo glucose; glucose
trong thức ăn được hấp thu vào máu, biến đổi thành lactat rồi được gan thu nhận và biến
đổi thành G6P. Từ G6P, nó được đồng phân hóa thuận nghịch thành G1P nhờ
phosphoglucomutase:

Glucose-6-phosphat ↔ Glucose-1-phosphat

Hình 2.2. Đồng phân hóa G6P
Tiếp theo là phản ứng then chốt nhất trong quá trình tổng hợp glycogen: Phản ứng
tạo UDP-glucose (UDPG) xúc tác bởi UDPG pyrophosphorylase:
Glucose-1-phosphat + UTP → UDP-glucose + Ppi

Page 3


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ

Hình 2.3. Tạo UDP-glucose
Phản ứng xảy ra theo chiều tạo UDPG vì pyrophossphat bị thủy phân rất nhanh thành
ortophosphat nhờ có pyrophosphat vơ cơ.
UDPG chính là chất trung gian để biến đổi galactose thành glucose. Nó chính là “chất
cho” gốc glucose trong q trình tổng hợp glycogen dưới tác dụng của glycogen
synthase. Có thể có hai trường hợp xảy ra:
2.1 Trường hợp có chuỗi glucan sẵn
Enzym glycogen synthase xúc tiến việc chuyển gốc glycosyl từ UDPG tới gắn vào
đầu không khử (C-4) của một phân tử glycogen có n gốc glucose có sẵn (hình 8.24) để
tạo thêm một liên kết mới (α -1→4) glucosid, nghĩa là tạo thành glycogen có n+1 gốc
glucose.

Page 4


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ

Hình 2.4. Tổng hợp mạc thẳng của glycogen

Khi tạo thêm ít nhất 6 phân tử glucose thì enzym gắn nhánh amylose (1→4-1→6)transglycosylase hay glycosyl (4→6)- tranferase có tác dụng vừa cắt đứt liên kết (α1→4)- glycosid của đoạn glycogen mới tạo ra, vừa chuyển đến gắn vào OH của C-6 của
gốc glucose trên cùng một chuỗi hay chuỗi khác tạo ra một điểm nhánh mới (α-1→6)
trong quá trình sinh tổng hợp glycogen (hình 2.5)

Page 5


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
Hình 2.5. Sự tạo thành một điểm nhánh (α-1→6) trong quá trình tổng hợp
glycogen bởi enzym gắn nhánh
Sau đó mạch nhánh mới tạo thành lại được kéo dài ra nhờ tác dụng của enzym
glycogen synthase dẫn đến tạo các liên kết mới (α-1→4) glycosid. Quá trình trên được
lặp lại làm cho số lượng mạch nhánh tăng dần lên cho đến khi đạt được một phân tử
glycogen có cấu trúc phù hợp với nhu cầu của tế bào.
Như vậy, tác dụng sinh học của sự gắn nhánh là làm cho phân tử glycogen dễ tan hơn
và số đầu khơng khử của nó tăng lên, do đó phản ứng được nhiều hơn với cả glycogen
phosphorylase và glycogen synthase.
2.2 Trường hợp khơng có chuỗi glucan sẵn
Mở đầu cho q trình tổng hợp glycogen cần phải có một chất mồi protein gọi là
glycogenin (M≈ 37284): chất này được tìm thấy ở đầu khử của các phân tử glycogen.
Quá trình tổng hợp diễn biến theo 5 giai đoạn (hình 2.6):
- Giai đoạn 1: Một gốc glucose từ UDPG gắn vào gốc Tyr194 của glycogenin nhờ xúc
tác của protein-tyrosine-glycosyl transferase.
- Giai đoạn 2: Tạo phức hợp của glycogenin đã gắn glucose với glycogen synthase
theo tỉ lệ 1:1.
- Giai đoạn 3: Kéo dài chuỗi glucan cho tới khi tạo chuỗi gồm 7 gốc glucose hay
nhiều hơn. Mỗi gốc glucose mới gắn vào đều đi từ UDPG và đó là những phản
ứng tự xúc tác thông qua glycosyl transferase của glycogenin.
- Giai đoạn 4: Glycogen synthase tách dần khỏi glycogenin.
- Giai đoạn 5: Hoàn thành phân tử glycogen nhờ phối hợp tác dụng của glycogen

synthase và enzym gắn nhánh (glycogen branching enzym). Cuối cùng,
glycogenin vẫn gắn vào một đầu của phân tử glycogen đã được tạo thành.

Page 6


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ

Hình 2.6. Tổng hợp glycogen bằng một chất mồi protein (Glycogenin)

Page 7


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
3. Cơ chế hoạt động của glycogen (thối hóa glycogen)
Q trình này xảy ra chủ yếu ở các tế bào gan. Trong cơ thể người và động vật,
glycogen là dạng dự trữ của mọi tế bào. Trong đó, gan rồi đến cơ có tỉ lệ glycogen trên tổ
chức là cao hơn cả. Ở mô gan, sự thối hóa glycogen, ngồi mục đích cung cấp glucose
cho chính nó cịn tạo ra một lượng lớn glucose tự do theo máu ngoại biên để cung cấp
cho các mô khác. Vì vậy, ở các thời điểm xa bữa ăn (lúc đói), sự thối hóa glycogen của
gan có vai trị quan trọng trong sự điều hòa hàm lượng glucose trong máu.
Ở tổ chức cơ , khi tế bào hoạt động, sự tiêu hao năng lượng đòi hỏi phải được cung
cấp một lượng lớn Glucose để thối hóa. Ngồi nguồn glucose do máu mang đến, tế bào
cơ phải thối hóa rất mạnh glycogen dự trữ để tạo glucose- 6- phosphat cho quá trình đốt
cháy.
Sự thối hóa glycogen đến glucose trong các tế bào được thực hiện nhờ một hệ
thống enzyme bao gồm: phosphorylase là enzyme thủy phân các liên kết α 1-4-glucosid
với sự tham gia của một gốc phosphate, giải phóng các phân tử glucose 1 phosphat ở đầu
tận cùng của mạch polysaccarid. Phosphorylase tồn tại dưới dạng 2 phân tử: dạng
phosphorylase a hay phosphophosphorylase là dạng hoạt động, trong phân tử có gắn gốc

phosphate và gốc serin của nó. Phosphorylase b là dạng không hoạt động
(dephosphophosphorylase), trong phân tử không chứa gốc phosphate. Hai dạng này, tùy
thuộc tình trạng chuyển hóa glycogen trong mơ, có thể chuyển hóa qua lại nhờ hệ thống
enzyme kinase (gắn gốc phosphat) hoặc phosphatase (tách gốc phosphat):
2 Phosphorylase + 4 ATP

phosphorylase b kinase

Phosphorylase a + 4 ADP

Phosphorylase

Phosphorylase a + 4 H2O

Phosphatase

2 Phosphorylase b + 4Pi

Các enzyme xúc tác sự chuyển dạng phân tử của phosphorylase chịu ảnh hường của
nhiều yếu tố điều hòa như hormone, các sản phẩm tạo ra trong q trình chuyển hóa của
tế bào khi mơ hoạt động… Vì vậy, ở mỗi mơ các enzyme này có sự hoạt động đặc thù

Page 8


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
khác nhau, sự điều hòa hoạt động của chúng cũng theo những cơ chế khác nhau. Sự khác
biệt này rõ rệt nhất ở hai mô gan và cơ.
Enzyme cắt nhánh (debranching enzyme) là một enzyme có hai chức năng, chức
năng thứ nhất là chức năng chuyển nhánh (transferase), có tác dụng cắt liên kết α 1-4glucosid ở sát gốc nhánh rồi chuyển một đoạn mạch thẳng đó đến gắn vào một đoạn mạch

khác bằng cách tạo ra một liên kết α 1-4 glucosid khác. Enzyme cắt nhánh cịn có chức
năng thứ hai là thể hiện hoạt tính amylo 1-6 glucosidase, có tác dụng thủy phân liên kết α
1-6 glucosid của các nhánh chỉ còn lại một phân tử glucose, giải phóng phân tử glucose tự
do.
Các giai đoạn thối hóa:
Hai enzyme chính tham gia vào q trình thối hóa glycogen thành glucose là glycogen
phosphorylase và phosphoglucomutase. Có thể chia thành 3 giai đoạn:
3.1 Thủy phân mạch thẳng của phân tử glycogen
Glycogen phosphorylase xúc tác phản ứng cắt gốc glucose tận cùng ở đầu không khử
của mạch thẳng glycogen. Đó là phản ứng thủy phân liên kết α 1-4 glucosid với sự tham
gia của phosphat vô cơ (Pi) tạo thành α D-glucose-1-phosphat (G1P) và chuỗi mach thẳng
của phân tử glycogen ngắn đi một phân tử glucose (hình 3.1).

Page 9


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ

Hình 3.1 Thủy phân mạch nhánh của glycogen
Quá trình này được lặp lại nhiều lần, tách dần từng gốc glucose dưới dạng G1P cho
tới khi mạch đang thối hóa chỉ cịn lại 4 đơn vị glucose tại một điểm nhánh (α 1-6) thì
dừng lại (hình 3.2).
Tiếp đó, enzyme cắt nhánh thể hiện hoạt tính chuyển nhánh sẽ cắt một đoạn 3 gốc
glucose của đoạn còn lại, bằng cách thủy phân liên kết α 1-4 glucosid giữa gốc thứ nhất
và thứ hai tính từ gốc nhánh, rồi chuyển đoạn có 3 gốc glucose đó đến gắn vào đầu một
chuỗi thẳng khác bằng cách tạo một liên kết α 1-4-glucosid khác. Nhánh glycogen mới
này sẽ dài thêm 3 gốc glucose, tạo điều kiện cho phosphorylase tiếp tục tác dụng. Phần
mạch nhánh còn lại chỉ còn một gốc glucose với liên kết α 1-6 glucosid. Như vậy, sản
phẩm của quá trình thủy phân mạch thẳng của phân tử glycogen là các phân tử glucose 1
phosphat (G1P).

Page 10


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
+ Phản ứng xúc tác của phosphorylase này không giống với phản ứng thủy phân liên
kết glycosid bởi amylase trong ống tiêu hóa đối với glycogen hay tinh bột: Một số năng
lượng của liên kết được giữ lại trong quá trình tạo este G1P.
+ Pirydoxal photphat là cofactor chủ yếu trong phản ứng xúc tác của glycogen
phosphorylase, nhóm phosphat của nó đóng vai trị là một chất xúc tác acid kích thích Pi
tấn cơng vào liên kết glycosid (khác với vai trò cofactor của pyridoxal phosphat trong
chuyển hóa acid amin).

3.2 Thủy phân mạch nhánh của phân tử glycogen
Khi mạch nhánh chỉ còn lại một gốc glucose, enzyme cắt nhánh thể hiện hoạt tính
amylo 1-6 glucosidase, thủy phân liên kết α 1-6 glucosid của gốc glucose còn lại ở nhánh
để giải phóng ra glucose tự do.

Page 11


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
Như vậy, dưới tác dụng của hệ thống enzyme thối hóa glycogen nêu trên, phân tử
glycogen sẽ chuyển hoàn toàn thành các phân tử glucose 1 phosphat (93%) và glucose tự
do (khoảng 7%).
Ở các mô, G1P sẽ được đồng phân hóa nhờ enzyme phosphoglucomutase để tạo
thành glucose 6 phosphat (G6P). Glucose tự do cũng được phosphoryl hóa với sự tham
gia của 1 phân tử ATP và enzyme hexokinase để tạo G6P. G6P sẽ đi vào các con đường
thối hóa tiếp theo.

Hình 3.3. Hoạt tính amylo 1-6 glucosidase
Riêng ở mô gan, chỉ một phần nhỏ G6P được tiếp tục thối hóa để đáp ứng nhu cầu
chuyển hóa của tế bào gan, còn lại phần lớn G6P sẽ bị thủy phân nhờ tác dụng của
enzyme glucose 6 phosphatase để tạo thành glucose tự do, thấm qua màng tế bào, vào
máu tuần hồn. Enzyme glucose 6 phosphatase chỉ có trong mơ gan vì vậy chỉ có gan
mới có khả năng cung cấp lượng glucose nội sinh cho máu tuần hồn. Cũng vì vậy, gan
có vai trị rất quan trọng trong việc điều hòa đường huyết.
4. Vai trò và ý nghĩa sinh học của glycogen
Page 12


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
4.1 Glycogen là nguồn năng lượng quan trọng của cơ thể
Glycogen là nguồn năng lượng quan trọng của cơ thể và là nguồn năng lượng chính
cho các vận động. Về mặt hóa học, glycogen chỉ đơn giản là một carbohydrate phức - đặc
biệt là một polysaccharide, đây là một chuổi polymer dài của các phân tử đường glucose.
Về mặt sinh học, glycogen tạo thành một nguồn tích trữ năng lượng từ carbohydrate
trong cơ thể. Năng lượng này được sử dụng khi cơ thể đột ngột cần lượng đường glucose
lớn, ví dụ điển hình là khi luyện tập với cường độ cao trong thời gian ngắn.
Glycogen được tích trữ chủ yếu trong gan và trong các tế bào cơ xương. Mặc dù
phần trăm glycogen trong tế bào cơ (1-2%) ít hơn nhiều so với trong gan (8-10%), tổng
lượng glycogen trong tế bào cơ lại lớn hơn nhiều do khối lượng cơ lớn trong cơ thể.
Vậy nguồn năng lượng tích trữ từ glycogen khác với nguồn năng lượng tích trữ từ
mỡ. Thứ nhất, glycogen bản chất là carbohydrate chứa ít năng lượng hơn so với mỡ,
nhưng ln sẵn sàng để được sử dụng. Thêm nữa, glycogen tích trữ chủ yếu ở gan và cơ,
khác với mỡ được phân bố khắp cơ thể dưới dạng mỡ dưới da.
Năng lượng từ glycogen sinh ra khi phân tách thành từng phân tử glucose riêng lẻ
(với tác động của enzyme glycogen phosphorylase), đây là nguồn năng lượng chính cho
tế bào. Trong gan, quá trình này được bắt đầu bởi glucagon, một hormone sản xuất bởi
tuyến tụy. Lượng glucagon liên quan trực tiếp với lượng đường / glucose trong máu.

4.2 Tác dụng ổn định đường huyết
Khi đường huyết thấp - khi đó bạn sẽ cảm thấy mệt mói, đuối sức - nhiều glucagon ở
gan và adrenalin ở cơ được tiết ra, hormone này khi đó lại lệnh cho gan phân rã glycogen
thành đường glucose và chuyển vào máu để đưa đường huyết về mức bình thường. Khi
đường huyết cao, hormon insuline lại được tiết ra, nó lệnh cho gan tổng hợp glycogen từ
glucose và tích trữ glycogen đưa đường huyết vè mức bình thường. Khi đường huyết về
mức bình thường, bạn bắt đầu cảm thấy cơ thể dồi dào năng lượng trở lại. Như vậy ngồi
việc cung cấp năng lượng, glycogen cịn có tác dụng ổn định đường huyết.

Page 13


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
Trong cơ bắp sự phân rã glycogen được kích thích bởi vận động co giãn cơ, như diễn
ra trong khi luyện tập. Các bài tập càng nặng, càng nhiều glycogen cơ thể phải chuyển
thành glucose để cung cấp năng lượng. Tuy nhiên vì gan chỉ có thể cất trữ được một
lượng giới hạn glycogen, cuối cùng bạn cũng sẽ cạn kiệt lượng glycogen nếu bạn không
cung cấp trở lại cho cơ thể.
Phải nói thêm rằng glycogen trong gan sẽ được chuyển hóa vào máu và đưa tới tất cả
các cơ quan. Ngược lại, glycogen trong cơ bắp chỉ có thể được sử dụng bởi cơ bắp do cơ
bắp khơng có enzyme giúp chuyển glucose vào máu.
4.3 Bệnh dự trữ glycogen (Glycogen Storage Disease = GSD)
4.3.1 Khái niệm
Glucose là nguồn năng lượng lớn của cơ thể. Nó được dự trữ dưới dạng glycogen và
sau đó được phóng thích cho việc sử dụng dưới tác động của một số enzymes.
Bệnh dự trữ glycogen (GSD) là một nhóm rối loạn bẩm sinh trong đó một lượng hoặc
một dạng glycogen bất thường được dự trữ trong gan. Nó là hậu quả từ thiếu sót của gan
trong vấn đề điều hồ chuyển hoá glycogen và glucose. Bệnh dự trữ glycogen xảy ra khi
thiếu enzyme glucose-6-phosphatase điều hoà sự chuyển đổi của glucose từ dạng dự trữ
là glycogen.

Những loại đường dự trữ dưới dạng glycogen cần phải được xử lý bởi các enzymes
trước khi có thể sử dụng. Khi thiếu những enzymes cần thiết để xử lý chúng, các
glycogen này hoặc một trong những chất tinh bột liên quan đến chúng sẽ tích tụ lại gây ra
rối loạn.
Có ít nhất 10 typ bệnh dự trữ glycogen khác nhau, chia thành từng nhóm dựa
trên loại enzyme bị thiếu. Các thể bệnh dự trữ glycogen (GSD) chia thành các typ I, III
và IV. Cứ khoảng 20.000 dân là có một người bị bệnh dự trữ glycogen
+GSD I : còn gọi là bệnh von Gierkes do thiếu enzyme Glucose-6-Phosphatase.

Page 14


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
+GSD III còn gọi là bệnh Cori: với type bệnh dự trữ glycogen này, thiếu enzyme
debrancher khiến cơ thể tạo ra những phân tử glycogen có cấu trúc bất thường. Cấu trúc
bất thường này ngăn cản glycogen ly giải thành glucose tự do.
+GSD IV còn gọi là bệnh Amylopectinosis: trong bệnh dự trữ glycogen type IV này,
khơng thấy có tăng lượng glycogen trong các mơ. Thay vào đó, glycogen tích luỹ có rất
nhiều nhánh dài bên ngoài, do khiếm khuyết về di truyền của enzyme phân nhánh
(branching enzyme). Glycogen bất thường này kích thích hệ miễn dịch của cơ thể tạo ra
các kháng thể tự miễn. Hậu quả là hình thành nhiều xơ sẹo trong gan, tim và các bắp cơ.
4.3.2 Nguyên nhân
Khi glucose được chuyển đổi thành glycogen, mỗi bước đều cần có một enzyme
khác nhau. Khi một trong những enzymes này có bất thường và khơng đảm nhận được
vai trị của mình, q trình chuyển hoá sẽ ngừng lại. Các khiếm khuyết enzyme chuyển
đổi này sẽ gây ra bệnh dự trữ glycogen (GSD).
GSD là một bệnh di truyền xảy ra do thừa hưởng gene khiếm khuyết từ cả cha
lẫn mẹ . Nếu cả cha lẫn mẹ đều mang gene khiếm khuyết, sẽ có:
+Khả năng 25% con của họ sẽ mắc bệnh
+Khả năng 50% con họ sẽ nhận được một gene khiếm khuyết từ cha hoặc mẹ,

nghĩa là con sẽ khơng có triệu chứng bệnh nhưng có mang “mầm mống” của bệnh.
+Khả năng 25% con của họ sẽ nhận được cả hai gen bình thường từ cha mẹ và
sẽ không mắc bệnh GSD
4.3.3 Triệu chứng và dấu hiệu của bệnh
Triệu chứng thay đổi tuỳ theo enzyme bị thiếu. Triệu chứng thường là hậu quả của việc
tích tụ glycogen hoặc do việc mất khả năng sản xuất ra glucose khi cần thiết. Do bệnh dự
trữ glycogen (GSD) chỉ xảy ra chủ yếu ở các cơ và gan, các vị trí này sẽ bộc lộ triệu
chứng rõ nhất.
Page 15


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
Các triệu chứng bao gồm:
+ Rối loạn tăng trưởng
+ Chuột rút (vọp bẻ)
+ Hạ đường huyết
+ Gan lớn
+ Bụng to
Tuổi khi xuất hiện triệu chứng và độ nặng nhẹ tuỳ thuộc vào type của GSD. Trẻ
em bị GSD typ I ít khi phát triển thành xơ gan, nhưng chúng sẽ có nguy cơ cao bị
adenoma gan. Có thể nói rằng GSD typ III là một dạng nhẹ hơn của GSD typ I. Đó cũng
là một nguyên nhân hiếm gặp gây suy gan. Tuy nhiên, nó có thể gây sợi hoá ở gan (liver
fibrosis =hoá sẹo sớm của gan, do những tổn thương, nhiễm trùng hoặc phản ứng viêm
khi đã hồi phục tạo thành). Glycogen tích tụ trong gan sẽ khiến tế bào gan sưng phù lênGan to ra và thoái hoá mỡ
Bệnh dự trữ glycogen týp II là một bệnh của cơ và không gây ảnh hưởng gì đến gan.
Bệnh dự trữ glycogen týp IV gây xơ gan; nó cịn có thể gây ra những rối loạn về chức
năng của tim và các cơ. Trẻ em bị GSD typ IV bẩm sinh được chẩn đoán dựa trên gan to
và không tăng trưởng trong năm đầu tiên; chúng thường phát triển thành xơ gan khi được
3 – 5 tuổi.
4.3.4 Các type bệnh dự trữ glycogen

Các Triệu chứng và dấu hiệu, ngồi tình trạng tích tụ glycogen
+Typ I, Gan thiếu enzyme Glucose-6-phosphatase (Bệnh von Gierke's )
→ Hạ đường huyết lúc đói, gan phì đại
+Typ IV, thiếu enzyme phân nhánh (branching enzyme) ở nhiều cơ quan, kể cả gan
(BệnhAndersen's=amylopectinosis)

Page 16


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
→ Rối loạn chức năng gan và tử vong sớm.
+Typ V, Thiếu enzyme Glycogen Phosphorylase ở cơ (Bệnh McArdle's)
→ vọp bẻ cơ khi vận động.
+Type VII, cơ thiếu enzyme Phosphofructokinase. Khơng thể vận động

Hình 4. Các loại bệnh GSD
4.3.5 Chẩn đoán bệnh
Bốn dấu hiệu quan trọng nhất của GSD typ I, III và IV là:
+ Hạ đường huyết
+ Gan to
Page 17


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
+ Các rối loạn tăng trưởng
+Kết quả xét nghiệm máu bất thường, men gan tăng, rối loạn chuyển hoá lipid, tăng uric
acid máu v.v.
Thực hiện xét nghiệm mẫu mơ gan xem có thiếu một số enzym hay khơng? Chẩn đốn
xác định bằng cách sinh thiết cơ quan bị tổn thương, cho thấy có tích tụ glycogen và mất
hoạt động của các enzyme.

4.3.6 Điều trị
- Điều trị tuỳ thuộc vào typ của bệnh dự trữ glycogen (GSD). Một số type GSD không thể
điều trị được, số khác tương đối dễ kiểm soát bằng cách điều trị các triệu chứng.
- Đối với những týp GSD có thể điều trị được, bệnh nhân cần tuân thủ kỹ một chế độ ăn
đặc biệt.
- Cần cho trẻ ăn những bữa ăn giàu carbohydrate trong ngày. Đối với một số bệnh nhi, ăn
nhiều bữa ăn nhỏ nhiều đường bột mỗi ngày sẽ tránh được biến chứng hạ đường huyết.
Tinh bột bắp (cornstarch): Đối với một số trẻ nhỏ trên 2 tuổi, cho uống bột bắp chưa
nấu mỗi 4 đến 6 giờ – kể cả ban đêm – cũng giúp giảm nhẹ vấn đề. Ni ăn liên tục ban
đêm: Để duy trì lượng đường máu, đặt ống sonde dạ dày mỗi tối và bơm dung dịch nồng
độ glucose cao. Điều này sẽ giúp kiểm soát được lượng đường máu. Cần dùng ống sonde
dạ dày mỗi tối cho trẻ nhỏ , nhưng sau này khi chúng lớn lên thì có thể sẽ khơng cịn cần
thiết nữa. Ban ngày sẽ rút sonde dạ dày, nhưng bịnh nhi sẽ cần phải ăn nhiều thức ăn giàu
đường bột mỗi 3 giờ. Cách thức điều trị này có thể hiệu quả trong việc cải thiện lại tất cả
các triệu chứng của bệnh.
Thuốc men: bệnh dự trữ glycogen (GSD) có khuynh hướng khiến cho acid uric (một
loại chất thải) tích luỹ lại, tạo ra bệnh gout (viêm đau nhức các khớp) và sỏi thận. Thuốc
men (allopurinol) đôi khi cần thiết để phịng ngừa tình trạng này.
Trong một số type bệnh GSD (đặc biệt type II), trẻ cần giới hạn hoạt động thể lực để
giảm thiểu tình trạng chuột rút (vọp bẻ) của các cơ.
Page 18


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
KẾT LUẬN
Glycogen là chất dự trữ glucid của động vật, có thể coi glycogen như là "tinh bột" của
động vật, có nhiều ở gan ( chiếm 5-7% khối lượng của gan) ở cơ nó chiếm 2% khối lượng
của cơ, do khối lượng cơ là lớn nên glycogen có ở cơ là chính.
Khi nồng độ glucose trong máu tăng cao, glycogen được tổng hợp. Quá trình tổng hợp
glycogen xảy ra ở mọi tổ chức nhưng mạnh nhất là ở gan và cơ xương. Ở gan, glycogen

đóng vai trò dự trữ glucose và sẵn sàng cung cấp glucose cho các tổ chức khác sử dụng,
đồng thời nó đảm bảo mức đường huyết hằng định trong máu kể cả thời điểm xa bữa ăn.
Còn ở cơ, glycogen được dùng để thối hóa thành glucose theo con đường Đường phân,
cung cấp năng lượng ATP cho sự co cơ.
Glycogen là nguồn năng lượng quan trọng của cơ thể và là nguồn năng lượng chính
cho các vận động. Về mặt sinh học, glycogen tạo thành một nguồn tích trữ năng lượng từ
carbohydrate trong cơ thể. Năng lượng từ glycogen sinh ra khi phân tách thành từng phân
tử glucose riêng lẻ (với tác động của enzyme glycogen phosphorylase), đây là nguồn
năng lượng chính cho tế bào. Ngoài việc cung cấp năng lượng, glycogen cịn có tác dụng
ổn định đường huyết.
Q trình tổng hợp glycogen, mỗi bước đều cần có một enzyme khác nhau. Khi một
trong những enzymes này có bất thường và khơng đảm nhận được vai trị của mình, q
trình chuyển hố sẽ ngừng lại. Các khiếm khuyết enzyme chuyển đổi này sẽ gây ra bệnh
dự trữ glycogen (GSD). GSD là một bệnh di truyền xảy ra do thừa hưởng gene khiếm
khuyết từ cả cha lẫn mẹ .

Page 19


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GT Hóa sinh học, ĐH dược Hà Nội, GS.TS Nguyễn Xuân Thắng chủ biên, NXB Y
học-2004
2. GT Hóa sinh, ĐH Y Hà Nội, GS.TS Nguyễn Hữu Chấn chủ biên, NXB Y học2001
3. GT Hóa sinh động vật, ĐH Nơng nghiệp Hà Nội, NXB Nông nghiệp 2005
4. />5. />6. />
Page 20


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ

MỤC LỤC
Lời mở đầu ...................................................................................................................... 1
NỘI DUNG ..................................................................................................................... 2
1.

Cấu tạo của glycogen ........................................................................................... 2

2.

Cơ chế hình thành ................................................................................................ 2
2.1
2.2

3.

Trường hợp có chuỗi glucan sẵn .................................................................... 4
Trường hợp khơng có chuỗi glucan sẵn ......................................................... 6

Cơ chế hoạt động của glycogen (thối hóa glycogen) ........................................... 8
3.1
3.2

4.

Thủy phân mạch thẳng của phân tử glycogen ................................................. 9
Thủy phân mạch nhánh của phân tử glycogen .............................................. 11

Vai trò và ý nghĩa sinh học của glycogen ........................................................... 12
4.1

Glycogen là nguồn năng lượng quan trọng của cơ thể .................................. 13

4.2

Tác dụng ổn định đường huyết ..................................................................... 13

4.3

Bệnh dự trữ glycogen (Glycogen Storage Disease = GSD) .......................... 14

KẾT LUẬN ................................................................................................................... 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 20

Page 21


GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ

Page 22