Giáo trình hóa sinh hóa sinh chuyển hóa các chất

TR

B YT
NG Đ I H C Y T CÔNG C NG

H
P

GIÁO TRÌNH HĨA SINH
HĨA SINH CHUY N HĨA CÁC CH T
Tài liệu đào tạo Cử nhân xét nghiệm y học dự phòng

U

H

HÀ N I 2015
1


GIÁO TRÌNH HĨA SINH
HĨA SINH CHUY N HĨA CÁC CH T

H
P

Chủ biên:
PGS.TS. Ph m Vĕn Trân
TS. Bùi Th Ng c Hà

U

Biên soạn:

PGS.TS. Ph m Vĕn Trân

H

ThS. Lê Thanh Hà

TS. Bùi Th Ng c Hà
Thư kí biên soạn:

CN. Nguy n Ph

ng Thoa

2


M CL C
L I NÓI Đ U ................................................................................................ 10
H C PH N I LÝ THUY T ................................................................... 11
BÀI 1: CHUY N HÓA GLUCID VÀ B NH ĐÁI THÁO Đ NG ........... 12
BÀI 1: CHUY N HÓA GLUCID VÀ B NH ĐÁI THÁO Đ NG ........... 12
1.CHUY N HÓA GLUCID ....................................................................... 12
1.1. Tiêu hoá, h p thu và v n chuy n glucid .......................................... 12
1.2. Chuy n hoá glucose ......................................................................... 13
1.3. Chuy n hoá glycogen ....................................................................... 24
2.BÊNH ĐÁI THÁO Đ NG ................................................................... 25
2.1. Ngu n g c đ ng máu ..................................................................... 25

2.2. N ng đ đ ng máu ......................................................................... 25
2.3. Đi u hoà đ ng máu ........................................................................ 25
2.4. Tiêu chu n ch n đoán b nh ti u đ ng ........................................... 27
2.5. Các xét nghi m hóa sinh s d ng trong b nh ti u đ ng ................ 28
TÀI LI U THAM KH O ........................................................................... 29
BÀI 2: CHUY N HÓA LIPID VÀ B NH X V A Đ NG M CH .......... 30
1.CHUY N HỐ LIPID ............................................................................ 30
1.1. Tiêu hóa, h p thu, v n chuy n lipid ................................................. 30
1.2. Chuy n hố acid béo ........................................................................ 32
1.3. Chuy n hóa triglycerid ..................................................................... 40
1.4. Chuy n hóa c a glycerophospholipid .............................................. 42
1.5. Chuy n hóa cholesterol .................................................................... 43
1.6. Chuy n hóa lipid t ch c m ........................................................ 46
1.7Các d ng v n chuy n lipid trong máu ................................................ 47
2. M T S B NH LÝ LIÊN QUAN Đ N R I LO N CHUY N HÓA
LIPID ........................................................................................................... 48
2.1. M t s b nh lý th ng gặp liên quan đ n r i lo n chuy n hóa lipid
................................................................................................................. 48
2.2. B nh x v a đ ng m ch................................................................... 49
CÂU H I L NG GIÁ ............................................................................. 51
BÀI 3: CHUY N HÓA PROTID VÀ ACID MIN ........................................ 52
1. CHUY N HÓA ACID AMIN ................................................................ 52
1.1. Thoái bi n chung c a các acid amin ................................................ 52
1.2. Thoái bi n riêng c a các acid amin .................................................. 59
1.3. Sinh t ng h p acid amin .................................................................. 69
2. SINH T NG H P PROTEIN VÀ MÃ DI TRUY N ........................... 72
2.1. Các thành ph n tham gia t ng h p protein. ..................................... 73
2.2. Các giai đo n sinh t ng h p protein ................................................ 73

H

P

U

H

3


2.3. G i protein t i đích .......................................................................... 79
2.4. Thối protein hóa b i các h th ng tiêu protein trong t bào .......... 80
TÀI LI U THAM KH O ........................................................................... 81
BÀI 4: CHUY N HÓA HEMOGLOBIN VÀ CÁC B NH DO R I LO N
CHUY N HÓA HEMOGLOBIN .................................................................. 82
1. CHUY N HĨA C A HEMOGLOBIN ................................................. 82
1.1.Thối bi n c a hemoglobin ............................................................... 82
1.2. T ng h p hemoglobin ...................................................................... 85
2. B NH DO R I LO N CHUY N HÓA HEMOGLOBIN ................... 88
2.1. B nh do r i lo n chuy n hóa hem .................................................... 88
2.2. B nh do thay đ i c u trúc chu i globin (Hemoglobinopathies) ...... 91
TÀI LI U THAM KH O ........................................................................... 92
CÂU H I L NG GIÁ ............................................................................. 92
BÀI 5: CHUY N HĨA N C VÀ CÁC MU I VƠ C ............................. 93
1. Đ I C NG .......................................................................................... 93
2. VAI TRÒ C A N
C VÀ MU I VÔ C TRONG C TH ............ 93
2.1. Vai trò c a n c ............................................................................... 93
2.2. Vai trị c a các mu i vơ c .............................................................. 93
3. NHU C U V N
C VÀ MU I TRONG C TH ........................... 94

4. HÀM L NG VÀ S PHÂN B N C, MU I TRONG C TH . 94
4.1. Hàm l ng và s phân b c a n c................................................. 94
4.2. Hàm l ng và s phân b c a mu i ................................................ 96
5. H P THU VÀ ĐÀO TH I N C VÀ MU I ..................................... 97
5.1. H p thu và đào th i n c (bilan c a n c) ...................................... 97
5.2. H p thu và đào th i mu i ................................................................. 98
6. S V N CHUY N N C VÀ MU I TRONG C TH ................... 98
6.1. S v n chuy n n c và mu i gi a huy t t ng và d ch gian bào ... 99
6.2. Trao đ i n c, mu i gi a d ch gian bào và d ch trong t bào ....... 100
7. ĐI U HÒA TRAO Đ I N C, MU I TRONG C TH ................ 102
7.1. Vai trò c a th n kinh ...................................................................... 102
7.2. Vai trò c a hormon......................................................................... 103
8. R I LO N TRAO Đ I N C, MU I .............................................. 104
8.1. Tình tr ng n c và mu i ............................................................. 104
8.2. Tình tr ng m t n c và mu i ......................................................... 105
8.3. Các r i lo n trao đ i n c, mu i h n h p ..................................... 105
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................... 107
BÀI 6: CÂN B NG ACID-BAZ VÀ CÁC TR NG THÁI VÀ R I LO N
CÂN B NG ACID-BAZ ........................................................................... 108
1. Đ I C NG ........................................................................................ 108
2. CÁC C CH
N Đ NH CÂN B NG ACID-BAZ ........................ 109

H
P

U

H

4


2.1. C ch ho t đ ng c a các h đ m .................................................. 109
2.2. Ho t đ ng sinh lý c a ph i tham gia đi u hoà cân b ng acid-baz
............................................................................................................... 112
2.3. Ho t đ ng sinh lý c a th n tham gia đi u hoà cân b ng acid-baz 112
3. CÁC THƠNG S CHÍNH ĐÁNH GIÁ TR NG THÁI CÂN B NG
ACID-BAZ ............................................................................................. 113
3.1. pH máu ........................................................................................... 113
3.2. pCO2 ............................................................................................... 114
3.3. Bicarbonat ...................................................................................... 114
3.4. Bicarbonat th c (Actual Bicarbonat -AB) ..................................... 114
3.5. Bicarbonat chu n (Standard bicarbonat -SB) ................................ 114
3.6. CO2 toàn ph n (Total CO2 = tCO2) ................................................ 115
3.7. Baz đ m (Bufer base -BB) ........................................................... 115
3.8. Baz d (Base excess -BE) ............................................................ 115
4. CÁC R I LO N CÂN B NG ACID-BAZ ...................................... 115
4.1. Gi n đ Davenport ......................................................................... 116
4.2. Các r i lo n cân b ng acid-baz .................................................... 116
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................. 121
CÂU H I L NG GIÁ ........................................................................... 121
BÀI 7: CHUY N HOÁ XENOBIOTIC ....................................................... 122
1. QUÁ TRÌNH BI N Đ I CHUNG C A XENOBIOTIC .................... 122
1.1. Gi i phóng (Liberation kí hi u L) .................................................. 122
1.2. H p thu (Absorption kí hi u A) ..................................................... 122
1.3. Phân b ........................................................................................... 123
1.4. Chuy n hoá (Metabolism = M) ...................................................... 124
1.5. Th i tr (excretion = E) các xenobiotic ......................................... 125
2. CHUY N HOÁ CÁC XENOBIOTIC TRONG T BÀO ................... 125

2.1. Enzym chuy n hoá xenobiotic ....................................................... 125
2.2. Thành ph n c u t o c a h th ng enzym chuy n hóa xenobiotic .. 126
2.3. Chu trình ph n ng Cyt.P450 trong h th ng MMFO ..................... 128
3. CÁC PH N NG TRONG CHUY N HOÁ XENOBIOTIC ............. 129
3.1. Các ph n ng trong giai đo n 1 (ph n ng không t ng h p) ........ 129
3.2. Các ph n ng giai đo n 2 (các ph n ng liên h p hay t ng h p) . 130
4. Hi n t ng c m ng thu c ........................................................................ 130
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................... 133
CÂU H I L NG GIÁ ........................................................................... 133
BÀI 8: HÓA SINH DINH D NG ............................................................. 134
1. NHÓM CH T DINH D NG ĐA L NG CUNG C P NĔNG
L NG ..................................................................................................... 135
1.1. Ch t b t đ ng (carbohydrate, glucid) .......................................... 135

H
P

U

H

5


1.2. Ch t béo (lipid) .............................................................................. 137
1.3. Ch t đ m (protid) ........................................................................... 139
2. NHÓM CH T DINH D NG VI L NG ....................................... 141
2.1. Vitamin ........................................................................................... 141
2.2. Ch t khống vi l ng ..................................................................... 145
3. NHĨM CH T DINH D NG ĐA L NG NH NG KHÔNG CUNG

C P NĔNG L NG ............................................................................... 145
3.1. Ch t khoáng đa l ng .................................................................... 145
3.2. Ch t x ........................................................................................... 146
3.3. N c ............................................................................................... 146
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................... 147
CÂU H I L NG GIÁ ........................................................................... 147
H C PH N II TH C HÀNH .................................................................. 148
BÀI 1: K THU T C B N TRONG XÉT NGHI M ............................. 149
HÓA SINH LÂM SÀNG .............................................................................. 149
1. S D NG M T S D NG C TRONG XÉT NGHI M HÓA SINH
................................................................................................................... 149
1.1 D ng c đong th tích ..................................................................... 149
2.2. Máy ly tâm ..................................................................................... 150
2. L Y VÀ B O QU N B NH PH M XÉT NGHI M HÓA SINH ... 151
2.1. Máu................................................................................................. 151
2.2. N c ti u ........................................................................................ 153
2.3. Các b nh ph m khác ...................................................................... 155
BÀI 2: Đ NH L NG GLUCOSE VÀ XÉT NGHI M HĨA SINH CH N
ĐỐN TI U Đ NG (PH N 1) ................................................................ 156
1. Đ NH L NG Đ NG MÁU ........................................................... 156
1.1. Ph ng pháp Folin-Wu .................................................................. 156
1.2. Ph ng pháp enzym quang h c ..................................................... 158
1.3. Giá tr tham kh o ............................................................................ 159
1.4. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 159
2. PHÁT HI N GLUCOSE TRONG N C TI U (GLUCOSE NI U) 160
2.1. Phát hi n glucose trong n c ti u b ng thu c th Benedict.......... 160
2.2. Phát hi n glucose trong n c ti u b ng que th ............................ 161
2.3. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 162
3. ĐO T TR NG, pH N C TI U B NG QUE TH ....................... 163
3.1. Nguyên lý ....................................................................................... 163

3.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 163
3.3. Ti n hành ........................................................................................ 163
3.4. Đ c k t qu .................................................................................... 163
3.5. Giá tr tham kh o ............................................................................ 163

H
P

U

H

6


3.6. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 164
BÀI 3: Đ NH L NG GLUCOSE VÀ XÉT NGHI M HÓA SINH CH N
ĐOÁN TI U Đ NG (PH N 2) ................................................................ 165
1. NGHI M PHÁP TĔNG Đ NG MÁU THEO Đ NG U NG ..... 165
1.1. Gi i thi u........................................................................................ 165
1.2. Chu n b b nh nhân ........................................................................ 165
1.3. Ti n hành ........................................................................................ 166
1.4. Đánh giá k t qu ............................................................................. 166
1.5. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 167
2. PHÁT HI N CETON NI U ................................................................. 167
2.1. Phát hi n ceton ni u b ng thu c th natrinitroprussiat .................. 167
2.2. Phát hi n ceton ni u b ng que th ................................................. 168
2.3. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 169
BÀI 4: Đ NH L NG LIPID VÀ XÉT NGHI M TRONG B NH LÝ X
V A Đ NG M CH I .................................................................................. 170

1. Đ NH L NG TRIGLYCERID HUY T THANH THEO PH NG
PHÁP ENZYM ĐO MÀU ........................................................................ 170
1.1. Nguyên lý ....................................................................................... 170
1.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 170
1.3. Ti n hành ........................................................................................ 171
1.4. Giá tr tham kh o ............................................................................ 171
1.5. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 172
2. Đ NH L NG CHOLESTEROL TOÀN PH N TRONG HUY T
THANH THEO PH NG PHÁP ENZYM ĐO MÀU ........................... 172
2.1. Nguyên lý ....................................................................................... 172
2.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 172
2.3. Ti n hành ........................................................................................ 173
2.4. Giá tr tham kh o ............................................................................ 173
2.5. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 174
BÀI 5: Đ NH L NG LIPID VÀ XÉT NGHI M TRONG B NH LÝ X
V A Đ NG M CH II ................................................................................. 175
1. Đ NH L NG HDL-C HUY T T NG THEO PH NG PHÁP
ENZYM ĐO MÀU ................................................................................... 175
1.1. Nguyên lý ....................................................................................... 175
1.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 176
1.3. Ti n hành ........................................................................................ 176
1.4. Giá tr tham kh o ............................................................................ 177
1.5. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 177
2. Đ NH L NG LDL-C HUY T T NG THEO PH NG PHÁP
ENZYM ĐO MÀU ................................................................................... 177

H
P

U

H

7


2.1. Nguyên lý ....................................................................................... 177
2.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 178
2.3. Ti n hành ........................................................................................ 179
2.4. Giá tr tham kh o ............................................................................ 179
2.5. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 180
BÀI 6: K THU T Đ NH L NG PROTEIN I ........................................ 181
1. Đ NH L NG PROTEIN TOÀN PH N TRONG MÁU THEO
PH NG PHÁP GORNALL .................................................................. 181
1.1. Nguyên lý ....................................................................................... 181
1.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 181
1.3. Ti n hành ........................................................................................ 181
1.4. Ý nghĩa ........................................................................................... 182
1.5. Cách pha thu c th ......................................................................... 183
2. Đ NH L NG PROTEIN N C TI U ............................................. 183
2.1. Ph ng pháp đo đ đ c (theo Kingsburry) .................................... 183
2.2. Ph ng pháp đo màu...................................................................... 185
2.3. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 186
BÀI 7: K THU T Đ NH L NG PROTEIN II ...................................... 187
1. Đ NH L NG FIBRINOGEN TRONG MÁU (K thu t Natelson- dùng
ph n ng biure) ......................................................................................... 187
1.1. Nguyên lý ....................................................................................... 187
1.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 187
1.3. Ti n hành ........................................................................................ 187
1.4. Nh n đ nh k t qu .......................................................................... 188

2. Đ NH L NG ALBUMIN TRONG MÁU......................................... 189
2.1. Nguyên lý ....................................................................................... 189
2.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 189
2.3. Ti n hành ........................................................................................ 189
2.4. Ý nghĩa lâm sàng ............................................................................ 190
BÀI 8: K THU T PHÁT HI N S C T M T VÀ Đ NH L
NG ACID
URIC TRONG N C TI U ........................................................................ 191
1. PHÁT HI N S C T M T (BILIRUBIN) TRONG N C TI U (th
nghi m Harrison) ...................................................................................... 191
1.1. Nguyên lý ....................................................................................... 191
1.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 191
1.3. Ti n hành ........................................................................................ 191
1.4. Nh n đ nh k t qu .......................................................................... 191
1.5. ng d ng lâm sàng ........................................................................ 191
1.6. Cách pha thu c th ......................................................................... 192
2. Đ NH L NG ACID URIC TRONG N C TI U. ......................... 192

H
P

U

H

8


2.1. Nguyên lý ....................................................................................... 192
2.2. Ch t th và thu c th ..................................................................... 192

2.3. Ti n hành ........................................................................................ 193
2.4. Giá tr tham kh o ............................................................................ 193
2.5. Ý nghĩa ........................................................................................... 194
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................. 195

H
P

U

H

9


L I NĨI Đ U
Hóa sinh chuy n hóa các ch t là m t mơn h c đóng m t vai trị quan tr ng
trong ch ng trình đào t o c nhân xét nghi m b i nó cung c p ki n th c n n t ng
v q trình chuy n hóa các ch t và m t s b nh lý liên quan đ n q trình chuy n
hóa các ch t trong c th . Môn h c cung c p là c s n n t ng cho xét nghi m hóa
sinh và cho các mơn ti p theo trong ch ng trình đào t o c nhân xét ngh m bao
g m: xét nghi m hóa sinh ch c nĕng và c quan, xét nghi m s c kh e môi tr ngs c kh e và b nh ngh nghi p…
Môn h c đặt n n móng đ sinh viên có th nh n bi t đ c quá trình chuy n
hóa các ch t và m t s b nh lý liên quan đ n q trình chuy n hóa các ch t trong c
th và là môn h c tiên quy t cho các môn h c: xét nghi m Hóa sinh ch c nĕng và
c quan, xét nghi m đ c ch t h c, xét nghi m s c kh e môi tr ng – ngh nghi p
trong ch ng trình đào t o c nhân xét nghi m YHDP.

H
P

Khi k t thúc môn h c, sinh viên đ c cung c p các ki n th c c b n v
chuy n hóa các ch t và m t s b nh lý liên quan đ n q trình chuy n hóa các ch t
trong c th ; có kh nĕng ti n hành m t s xét nghi m ki m tra quá trình chuy n
hóa glucid, lipid, hemoglobin…
Sách "Hóa sinh chuy n hóa các ch t" s d ng cho sinh viên c nhân xét
nghi m đ c xu t b n l n này bao g m 9 ch ng. Trong ph n chuy n hóa ch t
chúng tơi trình bày chuy n hóa và r i lo n chuy n hóa c a các h p ch t c b n c a
s s ng nh chuy n hóa glucid, lipid, protid và hemoglobin. Ph n cân b ng n i môi
chúng tôi đ c p đ n trao đ i n c mu i và cân b ng acid-base. Chúng tôi cũng
trình bày chuy n hóa xenobiotic và hóa sinh dinh d ng. Cu i m i ch ng có câu
h i ôn t p đ sinh viên d dàng t ki m tra ki n th c.

U

H

Hy v ng cu n sách đáp ng đ c nhu c u h c t p v hóa sinh c a sinh viên c
nhân xét nghi m cũng nh nhu c u tham kh o tài li u c a các đ c gi mu n tìm
hi u v Hóa sinh y h c.
Mặc dù đ c các chuyên gia chuyên ngành Hóa sinh y h c biên so n công phu
nh ng khơng th tránh đ c nh ng sai sót, chúng tôi r t mong nh n đ c nh ng
nh n xét và góp ý c a b n đ c đ cu n sách ngày càng đ c hoàn thi n.
Thay mặt các tác giả
PGS. TS. Ph m Vĕn Trân

10


H

P

HỌC PHẦN I
LÝ THUYẾT

U

H

11


BÀI 1: CHUY N HÓA GLUCID VÀ B NH ĐÁI THÁO Đ
M c tiêu bài h c:
Sau khi kết thúc bài học sinh viên có thể:
1. Trình bày đ c các con đ ng thối hóa glucose trong c th .
2. Trình bày đ c s t ng h p glycogen t glucose và m t s đ
s n ph m chuy n hóa trung gian.
3. Trình bày đ c m t s b nh lý r i lo n chuy n hóa glucid

NG

ng khác t

Đ i c ng
Chuy n hoá glucid là m t trong nh ng chuy n hoá c b n, quan tr ng, cung
c p nhi u s n ph m trung gian và nĕng l ng c n thi t cho c th .
Đ ng phân “ái khí” cung c p nĕng l ng ch y u cho c th , thoái hoá
glucose theo con đ ng này là ngu n cung c p 100% nĕng l ng cho t bào não
ho t đ ng.

Chu trình pentose-phosphat cung c p coenzym kh NADPH2 c n thi t cho
m t s quá trình trong c th nh t ng h p acid béo, t ng h p cholesterol, kh
methemoglobin thành hemoglobin..
Vòng acid uronic cung c p acid glucuronic là ch t có kh nĕng liên h p v i
nhi u ch t khác đ c c th s d ng đ th c hi n ph n ng liên h p kh đ c gan.
UDP-glucuronic có th liên h p v i bilirubin t do (đ c) gan t o thành bilirubin
liên h p (không đ c, tan trong n c, qua đ c màng l c c u th n).
M t trong nh ng d ng r i lo n chuy n hóa glucid ph bi n là b nh ti u đ ng.
B nh lý này đang có xu h ng ngày tĕng và là gánh nặng cho xã h i. N m v ng
q trình chuy n hóa glucid trong c th s h tr tích c c cho vi c ch n đoán, đi u
tr và theo dõi b nh ti u đ ng.

H
P

U

H

1.CHUY N HĨA GLUCID

1.1. Tiêu hố, h p thu và v n chuy n glucid
T i khoang mi ng, glucid trong th c ĕn đ c tiêu hoá m t ph n d i xúc tác
c a amylase n c b t. Tuy nhiên, q trình tiêu hóa glucid ch y u x y ra ru t
nh amylase d ch t y và các enzym d ch ru t nh maltase, saccharase, lactase.
Các polysaccharid (tinh b t, glycogen) và các disaccharid (maltose,
saccharose, lactose) sau q trình tiêu hóa s chuy n thành các monosaccharid
(glucose, fructose, galactose,…). Các monosaccharid này đ c h p thu g n nh
hoàn toàn t ru t non vào tĩnh m ch c a đ đ a đ n gan. T c đ h p thu c a chúng
khác nhau, l n nh t là galactose, ti p đ n là glucose, fructose và cu i cùng là

mannose.
12


ru t non, các monosaccharid đ c h p thu vào máu theo 2 c ch là khu ch
tán đ n gi n theo gradien n ng đ và v n chuy n tích c c khơng ph thu c vào
gradien n ng đ . Ph n l n các monosaccharid đ c h p thu theo c ch khu ch tán
đ n gi n theo gradien n ng đ do s chênh l ch n ng đ c a chúng gi a bào t ng
t bào niêm m c ru t và huy t t ng. Ch glucose và galactose đ c v n chuy n
tích c c khơng ph thu c vào gradien n ng đ . B n ch t c a c ch v n chuy n tích
c c liên quan đ n s chênh l ch n ng đ ion Na+ gi a trong và ngoài t bào, tác
đ ng t i ho t đ ng c a “b m Na+” v i s tham gia c a Na+, K+-ATPase và ATP.
1.2. Chuy n hoá glucose
1.2.1. Thối hố c a glucose
Trong c th , có 3 con đ ng thoái hoá c a glucose là hexosediphosphat
(đ ng phân “y m khí” và “ái khí”), hexose monophosphat (chu trình pentose) và
vịng uronic acid.

H
P

1.2.1.1. Hexosediphosphat

Hexosediphosphat (đ ng phân hay con đ ng Embden- Meyerhof) là m t
chu i các ph n ng chuy n glucose thành pyruvat đ ng th i t o ATP. Quá trình này
g m 10 ph n ng.
Ph n ng 1 là quá trình phosphoryl hố glucose thành glucose-6 phosphat (G6P) d i xúc tác c a enzym hexokinasse (hoặc glucokinase) và s d ng ATP.

U

Ph n ng 2 là quá trình đ ng phân hoá G-6P thành fructose-6 phosphat (F-6P)
d i xúc tác c a enzym phosphohexoisomerase. Đây là ph n ng hai chi u, x y ra
d dàng mà không c n cung c p coenzym.

H

CH2O- P
O

Hexoisomerase

Glucose-6(P)

CH2O- P
O CH2OH

Fructose-6(P)

Ph n ng 3 là q trình phosphoryl hố l n hai F-6P thành fructose-1,6
diphosphat (F-1,6DP) d i xúc tác c a enzym phosphofructokinase và s d ng
ATP th hai. Đây là ph n ng m t chi u, x y ra ch m h n c và quy t đ nh t c đ
c a đ ng phân. Phosphofructokinase (P-fructokinase) là enzym d l p th , ho t
hoá b i ADP, AMP vòng và c ch b i ATP, citrat n ng đ cao.

13


CH2O- P
O CH2OH

CH2O- P
O CH2O- P

Phosphofructokinase

ATP

Fructose-6P

ADP

Fructose-1,6DP

Ph n ng 4 là quá trình bẻ g y F-1,6DP thành dioxyacetonphosphat (DOAP)
và glyceraldehyd-3phosphat (GAP) d i tác d ng c a enzym aldolase.
CH2O- P
O CH2O- P

CH2O- P
Aldolase

CHO

C= O

Fructose-1,6DP

CHOH

+

CH2OH

CH2O- P

DOAP

GAP

Ph n ng 5 x y ra đ ng phân hoá DOAP thành GAP nh enzym isomerase. S
cân b ng c a ph n ng đ ng phân hoá này chuy n d ch v phía DOAP (95 %) và 5
% v phía GAP. Tuy nhiên do các ph n ng ti p theo c a đ ng phân x y ra xu t
phát t GAP nên DOAP đ c bi n đ i thành GAP.
CH2O- P

H
P

Triosephosphoisomerase

C= O

U

CH2OH
DOAP

CHO

CHOH

CH2O- P
GAP

Ph n ng 6 x y ra q trình oxy hố GAP thành 1,3diphosphoglycerat (1,3DPG) d i xúc tác c a glyceroldehydphosphatdehydrogenase (GAPDH). Enzym
GAPDH có coenzym là NAD. Trong ph n ng này thì NAD d ng kh đ c chuy n
sang d ng oxy hóa NADH2. Ngồi ra, ph n ng cịn t o thành 1,3-DPG là m t ch t
cao nĕng.

H

O
C H
CHOH

GAPDH

+

NAD + H3PO4

O
C O~P
CHOH

CH2O- P

CH 2O- P

GAP

1,3-D PG

+ NADH2

Ph n ng 7 là quá trình chuy n 1,3-DPG thành 3-phosphoglycerat (3-PG) d i
xúc tác c a eznym phosphoglyceratkinase. Trong ph n ng này liên k t cao nĕng
14


C1 c a 1,3-DPG b c t đ t, nĕng l ng chuy n cho ADP t o nên ATP. Phân t ATP
t o thành là nĕng l ng gi i phóng khi oxy hóa nhóm aldehyd c a GAP thành nhóm
carboxyl c a 3-PG nh tác d ng c a 2 enzym GAPDH và phosphoglyceratkinase.
O
C O ~ (P)

+ ADP

CHOH

COOH

phosphoglyceratkinase

ATP

CH2O-(P)

CH2O-(P)

1,3-DPG

d

+

CHOH

3-PG

Ph n ng 8 x y ra quá trình chuy n 3-PG thành 2-phosphoglycerat (2-PG)
i xúc tác c a phosphoglyceratkinase.
COOH
HCOH

COOH

Phosphoglyceratkinase

H
P

Mg

CH2O- P

HCO- P
CH2OH

2+

2-PG

3-PG

Ph n ng 9 là ph n ng tách n c c a 2-PG t o thành phosphoenolpyruvat
(PEP). Trong phân t PEP liên k t phosphat C2 tr thành liên k t cao nĕng.

U

COOH
HCO- P
CH2OH

2-PG

Enolase

H

Mg2+

COOH

CO ~ P
CH2

+ H2O

P.E.P

Ph n ng 10 là quá trình bi n đ i PEP thành pyruvat nh pyruvatkinase xúc

tác. Nĕng l ng t liên k t cao nĕng c a PEP đ c chuy n sang d ng ATP.
COOH

CO ~ P
CH2

+ ADP

Pyruvatkinase
Mg2+

P.E.P

COOH
C=O

+ ATP

CH3

Pyruvat

K t qu :
Trong đi u ki n thi u oxy, pyruvat s chuy n hóa thành lactat d i xúc tác c a
enzym lactatdehydrogenase (LDH) có coenzym là NADH2 (ph n ng 6 cung c p).
15


COOH
C=O

+ NADH2
CH3

L.D.H

COOH
HOCH

+ NAD

CH3

Pyruvat

Lactat

Ng c l i, trong đi u ki n đ y đ oxy, pyruvat không b kh đ t o lactat mà
b oxy hoá ti p t c t o ra acetylCoA. Sau đó acetylCoA đ c oxy hố hồn tồn
trong chu trình Krebs t o thành CO2, H2O và ATP. Mặt khác, NADH2 ph n ng 6
không đ c s d ng đ chuy n hóa pyruvat thành lactat s đi vào chu i hô h p t
bào đ chuy n hóa nĕng l ng.
Enzym:
Các enzym xúc tác khu trú bào t ng, có 3 enzym "ch t" xúc tác 3 ph n ng
1 chi u là hexokinase, phosphofructokinase và pyruvatkinase.

H
P

Hexokinase xúc tác phosphoryl hoá glucose và c các hexose khác nh
fructose, mannose. gan, ngồi hexokinase cịn có glucokinase, đây là enzym có

tính đặc hi u cao ch xúc tác phosphoryl hoá D-glucose khi đ ng máu cao.
Nĕng l

ng:

Trong đi u ki n thi u oxy, nĕng l ng đ c t o ra h n ch trong m t s ph n
ng. Ph n ng glucose chuy n thành G-1P tiêu t n 1ATP (- 1 ATP). Ph n ng F-6P
chuy n thành F-1,6DP tiêu t n 1 ATP (- 1 ATP). Trong khi đ y ph n ng 1,3-DPG
chuy n thành 3-PG t o ra 2 ATP (+ 2 ATP) và ph n ng t P.E.P chuy n thành
pyruvat t o ra 2 ATP (+ 2 ATP). Nh v y t ng nĕng l ng đ c t o thành trong
đ ng phân “y m khí” là 2 ATP. N u t m t g c glucosyl c a glycogen theo đ ng
phân “y m khí” s cung c p 3 ATP vì t glycogen t o thành G-1P. G-1P bi n đ i
thành G-6P khơng c n nĕng l ng t ATP. Vì v y ch m t 1 ATP đ phosphoryl
hoá F-6P thành F-1,6DP.

U

H

Trong đi u ki n đ y đ oxy, nĕng l ng đ c t o ra tĕng cao so v i đi u ki n
“y m khí”. Các ph n ng t glucose đ n pyruvat v n t o thành 2 ATP (+ 2 ATP).
Tuy nhiên, hai phân t NADH2 ph n ng 6 không đ c s d ng đ chuy n
pyruvat thành lactat mà ti p t c đi vào chu i hô h p t bào đ t o thành 6 ATP (+ 6
ATP). Thêm vào đ y, ph n ng oxy hoá pyruvat thành acetylCoA t o ra 2 NADH2.
Hai phân t NADH2 này ti p t c đi vào chu i hô h p t bào t o thành 6 ATP (+ 6
ATP). Hai phân t acetylCoA đ c t o thành t pyruvat s ti p t c đi vào vòng
Krebs cho ra 24 ATP (+ 24 ATP). Nh v y t ng nĕng l ng đ c t o thành trong
đ ng phân “ái khí” là 38 ATP. T ng t nh trong đi u ki n “y m khí”, n u đi t
m t g c glucosyl c a glycogen s cho 39 ATP.
16

Ý nghĩa:
Tuy ch t o ra 2 ATP nh ng đ ng phân "y m khí" là q trình duy nh t cung
c p nĕng l ng cho c th trong đi u ki n thi u oxy. Trong đi u ki n này acid lactic
sinh ra trong c cao s làm c ch th n kinh c , làm cho c th và b p đau nh c.
Đ ng phân "ái khí" cung c p nĕng l ng l n h n nhi u so v i đ ng phân "y m
khí" (t 1 phân t glucose s cho ra 38 ATP) và là m t trong nh ng con đ ng
chuy n hóa cung c p nĕng l ng ch y u cho c th .
Đ ng phân còn cung c p m t s s n ph m trung gian nh acid pyruvic,
acetylCoA. T acid pyruvic có th t o nên oxaloacetat, t ng h p nên acid amin
(alanin). T acetylCoA có th t ng h p acid béo hoặc đi vào chu trình Krebs.

H
P

U

H

17


S đ tóm t t:
Hexokinase

Glucose
1

ATP

ADP

G-6P
2

P-Fructokinase

F-6P
3

ATP

ADP

F-1,6DP
4
5

D.O.A.P

G.A.P

NAD

6

NADH2

1,3-DPGlycerat

ADP

7

ATP

3-PGlycerat

H
P

8

2-PGlycerat
9

P.E.P
10

11

Lactat

L.D.H
“Y m
”

Pyruv atkinase

ADP

ATP

Pyruvat
NADH2

“Ái khí”

U

H

Hình 1.1. S đ con đ
1.2.1.2. Chu trình pentosephosphat (con đ

ng hexosediphosphat
ng hexosemonophosphat)

Glucose khơng b phosphoryl hố l n th 2 mà các hexosemonophosphat b
oxy hố gi i phóng CO2 và t o nên pentosephosphat.
Chu trình pentose- phosphat x y ra bào t ng c a t bào, ho t đ ng m nh
t ch c m , tuy n th ng th n, trong t ch c phôi, tuy n s a và giai đo n sinh
s a.
18


Di n bi n:
Chu trình pentosephosphat g m 2 giai đo n. Giai đo n 1 là quá trình oxy hoá
G-6P, kh carboxyl t o nên CO2 và ribulose-5phosphat.

Glucose-6phosphat-dehydrogenase
NADP

Phosphogluconatdehydrogenase

NADPH2

Glucose-6(P)

NADP

NADPH2

6-phosphogluconat

Ribulose-5(P)
PGD

G-6PD

CO2

D i tác d ng c a epimerase, isomerase bi n đ i ribulose-5P (Ri-5P) thành
xylulose-5P (Xy-5P).

H
P

isomerase

Epimerase

Ribose - 5(P)

Ribulose - 5(P)

Xylulose - 5(P)

Ri-5P

Ru- 5P

Xy- 5P

Giai đo n 2 c a quá trình này là s bi n đ i khơng oxy hố pentose phosphat
thành G-6P ban đ u. Giai đo n này có 3 ph n ng, trong đó có 2 ph n ng
transcetolase và 1 ph n ng transaldolase.

U

Ph n ng 1 x y ra khi hai pentose phosphat là Xy-5P, Ri-5P d i tác d ng c a
trancetolase và coenzym là thiaminpyrophosphat (TPP) t o nên GAP và 1 đ ng 7
cacbon là sedoheptulose-7 phosphat (Se-7P).

H

CH2OH
C= O
HO-CH
+

H COH
CH2O- P

CH2OH
C=O
O= C-H
HOCH
H COH Transcetolase O= C-H
H COH
H COH
H COH
+ H COH
H COH
CH2O- P
H COH
CH2O- P
CH2O- P

Xy-5P

Ri-5P

GAP

Se-7P

Ph n ng 2 là quá trình Se-7P ph n ng v i GAP cho fructose-6P (F-6P) và
eritrose-4phosphat (Er-4P) d i tác d ng c a enzym transaldolase.

19

CH2OH
C=O
HO CH
COH
+
H
H COH
H COH
CH2O- P

O= C-H
H COH
CH2O- P

Se-7P

GAP

Transaldolase

O

CH2OH
C=O
HOCH
HCOH
H COH
CH2O- P

H

C
H COH
+
H COH
CH2O- P

Er-4P

F-6P

Ph n ng 3 là ph n ng transcetolase th hai, t o nên F-6P và GAP t Er-4P
và Se-7P.
O

CH2OH
C=O
HO CH
H COH
CH 2O- P

+

Xy-5P

H

CH2OH

C=O
HOCH
+
H COH
H COH
CH2O- P

Transaldolase

C
H COH
H COH
CH 2O- P

H
P

Er-4P

O= C-H
H COH
CH2O- P

F-6P

GAP

Fructose-6P hình thành đ ng phân hoá thành glucose-6phosphat ban đ u.
6. Glucose

6 NADP

6 NADPH2

6 . 6Phosphogluconolacton

U

H2O

6. 6Phosphogluconat

6 NADP
6 NADPH2

6. Ru- 5P

2

Ri- 5P

2

Se- 7P

H
2

F- 6P

2 Glucose- 6P

2

Xy- 5P

2

Xy- 5P

Transcetolase
2

G.A.P

Transaldolase
2

Er- 4P
Transcetolase

2

F- 6P

2 Glucose- 6P

G.A.P

2

F-1,6DP
F- 6P

5

Glucose-6P

Glucose- 6P

Hình 1.2. Chu trình pentose phosphate
Ý nghĩa:
Ý nghĩa quan tr ng nh t c a chu trình pentosephosphat là cung c p NADPH 2.
20


NADPH2 là coenzym c a nhi u ph n
cholesterol…

ng quan tr ng nh : t ng h p acid béo,

Ngoài ra, chu trình này cịn cung c p các ribosephosphat đ t ng h p acid
nucleic có ý nghĩa đặc bi t quan tr ng trong di truy n.
1.2.1.3. Vòng acid uronic
Di n bi n:
Vòng acid uronic là chuy n hoá c a glucosephosphat g m 3 giai đo n là t o
acid glucuronic t glucose-6 P, bi n đ i L-gulonat thành acid ascorbic (x y ra ch
y u th c v t) và t o xylulose-5P t L-gulonat, sau đó xylulose-5P theo vịng
pentosephosphat tr v glucose-6P ban đ u
A cid ascorbic

2H2

H
P

2 Ceto-L-gulonolacton
O2
Gulonolacton
H2O
L - Gulonat

NAD+

NADH

NADH

U

D-Glucuronat
UDP
H2O

UDP-Glucuronat

H
NADH
NAD+

UDP-Glucose

NAD+

3 Ceto-L-gulonat
CO2

L-Xylulose
NADPH
NADP

VßNG A.URONIC

Xylitol
NAD+
NADH

PP
UTP

Glucose-1P
G

D-Xylulose
ATP
ADP

Glucose- 6P

D-Xylulose-5P

V ßng pent ose- P

Hình 1.3. Vịng acid uronic
Ý nghĩa:
Vịng acid uronic cung c p acid glucuronic có vai trị kh đ c b ng ph n ng
21


liên h p gan. Ngồi ra, vịng chuy n hóa này cịn có vai trị trong t ng h p
vitamin C ( th c v t).
1.2.2. T ng h p glucose
1.2.2.1. T ng h p glucose t pyruvat
Là quá trình ng c l i c a "đ ng phân", tr 3 ph n ng (1, 3,10) không
thu n ngh ch. Các ph n ng 1 và 3 đ c th c hi n nh enzym đặc hi u c a chúng:

Fructose -1,6DP

+ H2O

Glucose-6P + H2O

Fructo-diphosphatase

(3)

Glucose-6phosphatase

F - 6P

+ Pi

Glucose

+ Pi

H
P

(1)

Glucose -6phosphatase là enzym đặc tr ng c a l i n i bào gan khơng có c
và não, vì v y khơng có s nh p glucose t não, c vào máu, q trình này ch có
gan. Ph n ng đi ng c l i t pyruvat đ n P.E.P x y ra nh sau:
Pyruvatcarboxylase

U

Pyruvat + CO2

PEP-Carboxykinase

Oxaloacetat

ATP

ADP+ Pi

GTP

GDP

P.E.P

CO2

1.2.2.2. T ng h p glucose t lactat

H

Lactat sinh ra ch y u c (khi c làm vi c quá nhi u) vào máu v gan.
nh enzym lactatdehydrogenase (LDH) bi n đ i lactat thành pyruvat:

Lactat

+ NAD

LDH

Pyruvat

gan

+ NADH2

1.2.2.3. T ng h p glucose t s n ph m trung gian c a vòng Krebs và các acid amin
sinh đ ng.
Oxaloacetat là ch t mang c a chu trình Krebs và là ti n ch t c a PEP. Vì v y
t t c các s n ph m trung gian c a vòng Krebs nh -cetoglutarat, sucxynylCoA...
đ u có th đ c tân t o glucose (hoặc glycogen).
Các acid amin có kh nĕng bi n đ i thành các s n ph m trung gian c a vịng

Krebs đ u có th t o glucose nh các acid amin Ala, Asp, Val,…
1.2.2.4. T ng h p glucose

các ose khác
22


gan, glucose có th đ
galactose và mannose.
T fructose, glucose đ

c t ng h p t các đ

c t ng h p theo s đ sau:

Fructose

Fructokinase
+ ATP

Hexokinase

F- 1P

GAP

+ ATP

F- 6P

F- 1,6DP

G- 6P

Glycogen

DOAP

H
P

c t o nên t mannose cũng theo con đ

Mannose

Hexokinase

+ ATP

" ng
phõn
Đ - ờng phâ
n"

Glucose

Glucose
thnh F-6P.

ng n khỏc nh fructose,

ng trên sau khi chuy n

Mannose-6P

isomerase

U

Fructose-6P

T galactose, glucose đ

H

Galactose

Glucose-6P

Glucose

c t ng h p theo s đ sau:

Galactokinase

UTP

Galactose-1P

UDP-Glucose

P.P

Galactouridyl transferase

P.P

UDP-Galactose

Glucose-1P

UTP

UDP-Glucose

Glycogen

Glucose-1P

Glucose -6P

N u thi u galactouridyltransferase s gây ra s
đ ng và nhi m đ c galacto1phosphat (gặp trong b nh galactose huy t trẻ s sinh).

23


1.3. Chuy n hố glycogen
1.3.1. S phân ly glycogen
Q trình phân ly glycogen x y ra ch y u gan và c t o thành s n ph m

glucose hoặc glucose-1P. Quá trình này g m 3 giai đo n là phosphoryl phân
glycogen, t o glucose-6Phosphat t glucose-1phosphat và cu i cùng là t o glucose
t do.
Giai đo n phosphoryl phân glycogen s t o ra s n ph m là glucose-1phosphat
(G-1P). Giai đo n này có 3 enzym tham gia là: phosphorylase, enzym chuy n
(glucan transferase) và enzym c t nhánh (amylo-1,6 glucosidase).
Ph n ng t ng quát phân c t glycogen t o G-1P nh phosphorylase nh sau:
(C6H10O5 )n - 1+ G-1P

(C6H10O5)n + H3PO4

d

H
P

Giai đo n 2 là quá trình bi n đ i c a G-1P t o thành glucose-6Phosphat (G-6P)
i tác d ng c a enzym phosphoglucomutase.

Phosphoglucomutase

U

Glucose-1P

Glucose-6P

Giai đo n 3, d i tác d ng c a enzym glucose-6 phosphatase, G-6P th y phân
t o thành glucose t do. Enzym này ch có gan mà khơng có c nên q trình
t o glucose t do t G-6P ch x y ra gan. Ph n ng x y ra nh sau:

H

Glucose-6Phosphatase
Glucose

Glucose-6P

H2O

H3PO4

1.3.2 T ng h p glycogen
Nguyên li u:
T ng h p glycogen ch y u gan và c . Nguyên li u t ng h p glycogen
gan là glucose, các monosaccharid và các s n ph m chuy n hoá trung gian khác.
Nguyên li u t ng h p glycogen c ch t glucose.
Di n bi n:
24


Đ u tiên là quá trình t o UDP-glucose t . Glucose b phosphoryl hoá thành
glucose-6P nh enzym hexokinase, hoặc glucokinase gan. Ti p t c glucose-6P
đ c bi n đ i thành glucose-1P nh enzym phosphoglucomutase. Glucose-1P tác
d ng v i UTP t o thành UDP- glucose.
ATP

Glucose

ADP

UTP

Glucose -6P

Glucose - 1P

P.P

UDP- Glucose

Hexokinase

B c ti p theo t o m ch thẳng c a glycogen. Enzym glycogensyntetase v n
chuy n glucose t UDP-glucose thêm vào m t dây glycogen sẵn có t o liên k t (14). Ph n ng t ng quát nh sau:
UDP- Glucose

+ ( C6H10O5)n

UDP

+ ( C6H10O5)n + 1

H
P

B c cu i cùng là t o m ch nhánh c a glycogen khi m ch thẳng có trên 10
g c glucose n i v i nhau b i liên k t (1-4) nh enzym "g n nhánh" có tên là 1,4>1,6 transglucosidase. Enzym "g n nhánh" là enzym có kh nĕng c t đ t liên k t
(1- 4) và v n chuy n 1 đo n osid c a m ch thẳng đ n C6 c a m t phân t glucose
c a m ch khác t o nên m ch nhánh m i (t o (1-6)).

2.BÊNH ĐÁI THÁO Đ
2.1. Ngu n g c đ

U

NG

ng máu

Trong c th , đ ng máu (ch y u là glucose) có ngu n g c ch y u t glucid
th c ĕn hoặc tiêm truy n (ngo i sinh). M t ph n khác có ngu n g c n i sinh b t
ngu n t quá trình phân c t glycogen d tr
gan hoặc t quá trình tân t o đ ng.
2.2. N ng đ đ

H

ng máu

N ng đ glucose máu bình th ng lúc đói (khơng đ c cung c p đ ng trong
vòng 8h) dao đ ng trong kho ng 4,4 -6,1mmol/l (0,8 – 1,1g/l). Sau khi ĕn n ng đ
glucose máu có th tĕng lên kho ng 6,7- 7,2mmol/l (1,2 – 1,3g/l).
2.3. Đi u hoà đ

ng máu

N ng đ đ ng máu có tính n đ nh là nh các c ch đi u hoà tinh vi, ph c
t p c a nhi u c quan, trong đó ch y u là vai trị c a gan, h n i ti t, th n và h
th n kinh trung ng.

25