Chuyển hóa glucid

Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï glucid
CHUYỂN HÓA GLUCID
1. ĐẠI CƯƠNG
Chuyển hóa glucid là một trong những quá trình chuyển hóa quan
trọng của cơ thể sống, chủ yếu cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt
động. Glucid đảm bảo từ 60-70% nhu cầu năng lượng của người (tức là
chiếm 60-70% số calo của khẩu phần ăn). Glucid là thành phần cấu tạo
của một số chất quan trọng về mặt sinh học như acid nucleic,
glycoprotein, glycolypid, một số enzym, những chất này tham gia cấu
tạo tế bào của các mô và tham gia vào nhiều quá trình hoạt động của cơ
thể (yếu tố đông máu, màng sinh học, thành phần trung gian của nhóm
máu, globulin miễn dịch, hormone...). chuyển hóa glucid còn tạo ra
nhiều sản phẩm chuyển hóa trung gian quan trọng, liên quan với sự
chuyển hóa các chất khác trong cơ thể như chuyển hóa lipid, acid amin
và acid nucleic.
2. SỰ TIÊU HÓA, HẤP THỤ VÀ NHU CẦU GLUCID
2.1. Sự tiêu hóa
Quá trình tiêu hóa glucid từ thức ăn (tinh bột, glycogen, disaccarid...)
nhờ sự thủy phân của các enzym hệ tiêu hóa :
- Amylase của nước bọt, dịch tụy sẽ thủy phân các liên kết  1-4
glucosid của phân tử tinh bột, glycogen tạo thành sản phẩm của glucid
là disaccarid, monosaccarid.
- Disaccaridase có mặt ở màng ngoài tế bào thành ruột, thủy phân các
disaccarid tạo thành các monosaccarid. Sản phẩm thủy phân cuối cùng
của glucid là các monosaccarid chủ yếu là các glucose và một số ít là
fructose, galactose...
2.2. Sự hấp thụ glucid
- Sản phẩm thủy phân glucid thức ăn là các monosaccarid được hấp thụ
qua tế bào niêm mạc ruột thường xảy ra ở phần đầu ruột non, qua tĩnh
mạch cữa đến gan. Ở gan, một phần glucose được gan sử dụng một
phần dự trử dưới dạng glycogen, phần còn lại qua tĩnh mạch cữa trên

gan vào máu để cung cấp glucose cho cơ, thần kinh, hồng cầu và các mô
khác sử dụng.
- Sự hấp thụ các monosaccarid xãy ra ở phần đầu ruột non với tốc độ
khác nhau phụ thuộc vào cấu tạo và nồng độ của chúng, theo thứ tự là :
galactose, glucose, fructose, mannose, pentose. Sự hấp thụ này xãy ra
theo hai cơ chế :
- Cơ chế khuếch tán từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp, xảy
ra với một số monosaccarid như arabinose, mannose, fructose.
- Cơ chế vận chuyển tích cực nhờ sự phosphoryl hóa xảy ra với một số
monosaccarid như glucose, galactose, các monosaccarid được vận
1
Hoaù hoỹc vaỡ chuyóứn hoaù glucid
chuyn qua mng t bo thnh rut vi tc nhanh v khụng ph
thuc vi gradient nng ca chỳng gia t bo v dch lũng rut theo
nhu cu c th.
2.3. Nhu cu.
ngi trng thnh, nhu cu ti thiu hng ngy 180g glucose
cung cp nng lng cho cỏc t bo, nh h thng thn kinh cn 144g
glucose trong 24 gi, hng cu 36g glucose trong 24 gi. Nhu cu
glucose ca c th c cung cp t thc n hoc t cỏc quỏ trỡnh
chuyn húa khỏc ca c th m bo duy trỡ nng glucose mỏu :
60-100mg/dl.
3. CHUYN HểA GLYCOGEN
3.1. Thoỏi húa glycogen thnh glucose
Trong c th ngi v ng vt, glycogen d tr ch yu gan, c. Quỏ
trỡnh thoỏi húa glycogen trong t bo to ra glucose 6 phosphat, ri cú
th tip tc thoỏi húa hon ton cung cp nng lng cho t bo hot
ng. Ti gan glucose 6 phosphat cú th c gii phúng di dng
glucose t do vo mỏu cung cp cho cỏc t bo
3.1.1. Giai on thu phõn mch thng ca glycogen.

- Enzym glycogen phosphorylase ct gc G u khụng kh ca
mch thng glycogen- ú l phn ng thy phõn liờn kt 1-4 glucosid,
ng thi cú s tham gia ca phosphate vụ c to thnh glucose
1phosphat v chui glycogen ngn i 1 phõn t glucose.
- Quỏ trỡnh lp li nhiu ln cho n khi mch cũn khong 4 gc
G thỡ dng li, sn phm cũn li l dextrin gii hn.

Hỡnh 3.8. Phn ng xỳc tỏc ca glycogen phosphorylase
to G1P v glycogen ngn hn 1 glucose.
3.1.2. Giai on ct mch nhỏnh ca glycogen.
Bn gc G c loi ra theo quỏ trỡnh gm 2 bc nh xỳc tỏc
ca enz ct nhỏnh. Enz ny cú 2 chc nng:
- Chc nng vn chuyn: Tỏc dung ct oligosac gm 3 gc G u
mch ca dextrn gii hn v chuyn chỳng sang gn vo u khụng
kh ca mch k bờn bng liờn kt 1-4 glucosid. Vựng chc nng
ny gi l amylo1.4- 1.4 trans glucosidase (hoc amylo1.6- 1.4 trans
glucosidase)
- Chc nng ct nhỏnh: Tỏc dung ct gc G cũn li ti im nhỏnh
bng cỏch thu phõn LK 1-6 glucosid v gii phúng G di dng t
do. Chc nng ny gi l amylo 1.6 glucosidase
Phn ng ct nhỏnh cho phộp enz phosphorylase tip tc hot ng
thoỏi hoỏ hon ton phõn t glycogen.
2
Hoaù hoỹc vaỡ chuyóứn hoaù glucid
Nh vy sn phm ca 2 giai on thoỏi hoỏ glycogen l G1P
(chim 93%) v glucose t do ( 7%).

Chui glycan ( 1-4) khụng nhỏnh tip tc b thu phõn bi
GP
Hỡnh 3.9. Hai giai on thoỏi hoỏ glycogen

3.1.3. Giai on bin i glucose 1 phosphat thnh G-6P
cỏc t chc G-1P chuyn thnh G-6P di s xỳc tỏc ca enzym
phosphoglucomutase
3.1.4. Chuyn glucose 6 phosphat thnh glucose: Glucose 1 phosphat
chuyn thnh glucose 6 phosphat di s xỳc tỏc ca enzym
phosphoglucomutase
Glucose 6P +H2ơO Glucose + H2O
Quỏ trỡnh xy ra ch yu gan, vỡ gan cú enzym glucose 6 phosphatase
gii phúng glucose t do vo mỏu, iu hũa ng mỏu trong qua trỡnh
hot ng ca c th. C v nóo gi glucose 6 phosphat lm cht t
cn cho s tng hp ATP.
S thoỏi húa glycogen t bo ca t chc núi chung nhm mc ớch
cung cp
glucose 6 phosphat cho t bo s dng.
3.2. Tng hp glycogen t glucose
Nguyờn liu tng hp glycogen ca t bo l glucose.
3.2.1. Chuyn glucose thnh glucose 6 phosphat
Glucose t do mỏu tun hon sau khi thm qua mng t bo, c
phophoryl húa thnh glucose 6 phosphat di s xỳc tỏc ca enzym
hexokinase hoc glucokinase (c hiu vi glucose).
3.2.2. Chuyn glucose 6 phosphat thnh Glucose 1P.
3
Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï glucid


Glucose 6P glucose 1P
Glucose 1P cơ chất trực tiếp của quá trình tổng hợp glycogen.
3.2.3. Tổng hợp mạch thẳng của phân tử glycogen.
- G1P được tạo thành sẽ phản ứng với Uridin triphosphat (UTP)
tạo thành 1 nucleotid hoạt động là uridin diphosphoglucose (UDPG).

P/ứ được xúc tác bởi enz UDPG-pyrophosphorylase:
G1P + UTP UDP-Glucose + PPi
-Dưới tác dụng của enz glycogen synthetase, gốc glucosyl hoạt hoá trong
UDPG được chuyển đến gắn vào đầu không khử (C4) của phân tử
glycogen có sẵn (hình thành liên kết  1-4glucosid). Quá trình lặp đi lặp
lại và mạch thẳng glycogen cứ dài dần.

3.2.4. Tổng hợp mạch nhánh của phân tử glycogen
Khi mạch glycogen được kéo dài 6-11 gốc G thì enz gắn nhánh amylo
1,4- 1,6) transglucosidase sẽ cắt đoạn đầu của mạch thẳng có ít nhất
6 gốc G và chuyển đến gắn vào -OH của C6 của glucose cùng hoặc khác
chuổi, hình thành liên kết  1-6 glucosid tạo mạch nhánh.
Quá trình này lặp lại và số lượng nhánh tăng dần cho đến khi ptử
glycogen có cấu trúc phù hợp với nhu cầu của tế bào.

4. CHUYỂN HÓA GLUCOSE
4.1. Thoái hóa glucose: Theo 2 con đường chính:
4.1.1.Đường phân theo con đường hexosediphosphat
4.1.1.1. Thoái hóa của glucose đến pyruvat
Glucose được phosphoryl hóa thành glucose 6 phosphat dưới sự xúc tác
của enzym hexokinase, glucokinase với sự tham gia của một phân tử
ATP và Mg++.
Sau đó glucose 6 phosphat bị phosphoryl hóa lần hai tạo
hexosediphosphat rồi hexosediphosphat bị cắt đôi thành 2 phân tử
triosephosphat, tiếp theo là sự oxy hóa triosephosphat đến acid pyruvic
và acid lactic. Các phản ứng của quá trình đường phân đều xảy ra ở
bào tương của tế bào.
4
Hoaù hoỹc vaỡ chuyóứn hoaù glucid

Hỡnh 3.10. S quỏ trỡnh ng phõn theo con ng
Hexodiphosphat
4.1.1.2. Chuyn hoỏ ca pyruvat
* Trong iu kin ym khớ: t chc khụng c cung cp oxy,
pyruvat s chuyn thnh lactat di tỏc dng ca enzym lactat
dehydrogenase (LDH) quỏ trỡnh ny xy ra ch yu t chc c,
xng.

- S to thnh ethanol (lờn men ru): Nhiu nm men v cỏc VSV
khỏc thng bin glucose thnh ethanol hn l thnh lactat., phn ng
qua 2 bc:

*Trong iu kin hiu khớ: khi t bo ca t chc c cung cp
oxy, pyruvat s c chuyn vo trong ty th. ớ ú nú b kh
carboxyl oxy húa to acetyl coenzym A v c t chỏy hon ton
trong chu trỡnh Krebs. Phn ng kh carboxyl oxy húa ca pyruvat l
mt chui phn ng c xỳc tỏc bi mt phc hp a enzym l
pyruvat dehydrogenase, phc hp ny cú s tham gia ca cỏc coenzym :
Thiamin pyrophosphat (TPP) ; acid lipoic (dng kh v dng oxy húa);
coenzym A (CoASH); NAD (Nicotinamid adenin dinucleotid); FAD
(flavin adenin dinucleotid).
Túm tt phn ng :
Acetyl CoA c to thnh s i vo chu trỡnh Krebs thoỏi húa
n CO2, H2O v nng lng ATP.
4.1.1.3.Nng lng ca s thoỏi húa glucose theo con ng phõn
* Trong iu kin ym khớ
- T glucose n lactat to ra nng lng nh sau :
Glucose glucose 6 phosphat : -
1 ATP
F 6 F 1.6 di - 1 ATP

2.1.3. diphosphoglycerat 2.3 phosphoglycerat: + 2ATP
2 Phosphoenol pyruvat 2 pyruvat : + 2ATP
Tng cng: + 4ATP - 2 ATP = 2ATP
5
Hoaù hoỹc vaỡ chuyóứn hoaù glucid
Cũn 2NADHH+ c to thnh do phosphoryl oxy húa
phosphoglycerat ó b s dng chuyn pyruvat thnh lactat.
- T glycogen : do G-6- c to nờn do thoỏi húa glycogen ca t bo
nờn khụng cú s tiờu tn 1ATP (t glucose G-6-).
Tng s nng lng to ra : + 4ATP - 1ATP = + 3ATP
*Trong iu kin hiu khớ
- T glucose : mt phõn t glucose thoỏi húa hon ton s cho :
+ T glucose n 2 pyruvat c 2ATP v 2 NADHH+
(2NADHH+ vo chui hụ hp t bo s cho 6 ATP) : cho 8ATP.
+ T 2 pyruvat n 2 acetyl CoA c 2NADHH+ vo chui hụ
hp t bo s cho 6ATP) : cho 6 ATP.
+ Oxy húa 2 acetyl CoA trong chu trỡnh Krebs cho 24 ATP.
Tng cng : 38 ATP.
- T Glycogen : cho 39 ATP. (Khụng mt 1 ATP t glucose glucose 6
phosphat)
4.1.1.5.í ngha
Quỏ trỡnh thoỏi húa glucose nhm cung cp nng lng cho t bo hot
ng, cỏc sn phm trung gian cho nhiu quỏ trỡnh chuyn húa khỏc
ca c th. S thoỏi húa glucose theo con ng ng phõn ym khớ
cng cú ý ngha quan trng v phng din nng lng, mc dự to ra
c ớt ATP. Mt khỏc sn phm thu c l lactat s c c th s
dng li tỏi to glucose cho quỏ trỡnh thoỏi húa tip theo.
4.1.2. Quỏ trỡnh ng phõn theo con ng hexosemonophosphat (chu
trỡnh pentose phosphat)
S oxy húa theo con ng ny xy ra cỏc t chc song song vi con

ng
hexosediphosphat nhng chim t l thp (7-10%). Tuy nhiờn mt s
t bo v t chc nh hng cu, gan, tuyn sa trong thi k hot ng,
t chc m.... s thoỏi húa glucose theo con ng ny li chim u th.
Cỏc phn ng ca con ng thoỏi húa ny xy ra bo tng ca t
bo vỡ cỏc enzym xỳc tỏc phn ng nm phn bo tng ca t bo).
Chu trỡnh pentose phosphat c trỡnh by nh mt chu trỡnh kớn
trong ú c ba phõn t G-6- i vo s to ba phõn t CO2 v ba phõn
t pentose phosphat, tip theo l mt chui phn ng bin i, ba
phõn t pentose trờn to thnh hai phõn t G-6- v mt phõn t
phosphoglyceraldehyd. Triose ny hoc s thoỏi húa tip tc theo con
ng ng phõn to pyruvat, hoc sau khi ng phõn húa thnh
6