Chuyển hóa glycogen rối loạn chuyển hóa glucid

BÁO CÁO HÓA SINH HỌC
CHỦ ĐỀ 2
CHUYỂN HÓA GLYCOGEN
RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA GLUCID

Nội Dung Bài Học
A.CHUYỂN HÓA GLYCOGEN
THOÁI HÓA GLYCOGEN
TỔNG HỢP GLYCOGEN
B. RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA GLUCID
1.YẾU TỐ ĐIỀU HÒA
2.RỐI LOẠN SINH BỆNH
+ Đái tháo đường
+ Ứ đọng glycogen
+ Galactose niệu
A.CHUYỂN HÓA GLYCOGEN
I. THOÁI HÓA GLYCOGEN
Xảy ra: chủ yếu ở gan và ở cơ.
Sản phẩm tạo: glucose hoặc G-1P.
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 thoái hóa.

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 1


Ở các thời điểm sau bữa ăn (lúc đói), sự thoái hóa glycogen của gan có
vai trò quan trọng trong sự điều hòa hàm lượng glucose trong máu.
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 pphosphat vô cơ (Pi ) tạo thành α
D-glucose—1-phosphat (G1P) và chuỗi mạch thẳng của phân tử
glycogen ngắn đi một phân tử glucose.
Thoái hóa Glycogen

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 2


Lặp lại nhiều lần, tách dần từng gốc glucose dưới dạng G1P cho tới khi
mạch dạng thoái hóa chỉ còn lại 4 đơn vị glucose tại một điểm nhánh (α
1-6) thì dừng lại.
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 gốc thứ hai tính từ gốc nhánh.
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
Phần mạch nhánh còn lại chỉ còn một gốc glucose với liên kết α 1-6glucosid.
 Sản phẩm của quá trình thủy phân mạch thẳng của phân tử glycogen là
các phân tử glucose 1 phosphat (G1P).

Giai đoạn cắt mặt nhánh nhánh của glycogen

2.Giai đoạn cắt mặt nhánh nhánh của glycogen
GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 3

Chức năng vận chuyển: cắt liên kết α 1-4-glucosid ở sát gốc nhánh rồi
chuyển một đoạn mạch thẳng đó đến gắn vào một mạch khác bằng cách
tạo ra một liên kết α 1-4-glucosid khác.
Chức năng cắt nhánh: 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.Chức
năng này gọi là amylo 1-6 glycosidase.
Sản phẩm của 2 giai đoạn thoái hóa glycogen là G1P (chiếm 93%)
và glucose tự do

(khoảng 7%).

Giai đoạn G-1P thành G-6P
Kết quả: Thoái hóa glycogen khoảng 90% sản phẩm là Glucose-1phosphat, 10% là glucose tự do.

3. Tạo Glucose tự do:

Xảy ra chủ yếu ở gan, vì gan có enzyme glucose 6 phophatase giải
phóng glucose tự do vào máu, điều hòa đường máu trong quá trình hoạt
động của cơ thể. Cơ thể và não giữ glucose 6 phosphat để làm chất đốt
cần cho sự tổng hợp ATP.
GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 4


Sự thoái hóa glycogen ở tế bào của tổ chức nói chung nhằm mục đích
cung cấp glucose 6 phosphat cho tế bào sử dụng.
II.TỔNG HỢP GLYCOGEN
Hai tổ chức tổng hợp glycogen mạnh nhất trong cơ thể là gan và cơ.

Trong cơ thể glycogen dự trữ chủ yếu ở gan và cơ, tỉ lệ cao nhất 2-8%.
Cơ chứa 1-3% glycogen nhưng vì khối lượng cơ lớn nên tổng lượng
glycogen của cơ là nhiều nhất. Glycogen của gan là dạng dữ trữ chung
cho toàn cơ thể, ngược lại glycogen trong cơ chỉ dự trữ riêng cho cơ mà
thôi.
Nguyên liệu:
•

Ở gan: từ glucose, các ms.

•

Ở cơ: chỉ từ glucose.

Tổng hợp mạch thẳng và mạch nhánh
Gồm 3 giai đoạn:
1.Tạo UDP-glucose:

Enzym UDP-glucose pyrophosphorylase xúc tác sự tạo thành phân tử
UDP-glucose từ G1P và UTP. UDP-glucose là chất “năng lượng cao”

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 5


hoàn toàn cho phép chuyển phân tử glucose để gắn vào phân tử
glycogen kéo dài phân tử này.
2. Tạo mạch thẳng: Glycogen Syntethase xúc tác phản ứng.

Glycogen synthase vận chuyển UDP-G đến nhóm C4-OH của phân tử
glycogen có sẵn ở đầu không khử tạo thành liên kết 1-4 glucosid và giải
phóng phân tử UDP. UDP được tạo thành sẽ tác dụng với ATP dưới tác
dụng của nucleosid diphosphokinase.
3. Tạo mạch nhánh:
Là quá trình tạo các liên kết α-1→6 glucosid trong phân tử glycogen.
Trong quá trình chuỗi thẳng đã khá dài eym amylose (1→4, 1→6)
transglucosidase sẽ cắt một đoạn đầu của mạch thẳng (ít nhất là 6 phân
tử glucose) sau đó chuyển đến gắn vào OH của C6 của phân tử glucose
của cùng chuỗi hoặc chuỗi khác. Sau đó mạch nhánh mới được tạo thành
lại được kéo dài.
B. RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA GLUCID
1.1.CÁC YẾU TỐ CẦN BẰNG ĐƯỜNG HUYẾT:
Nguồn cung cấp:
Glucid thức ăn, glycogen gan, glucose nhân tạo.
Nguồn tiêu thụ:
GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 6


Đường phân, tổng hợp lipid và acid amin thải qua thận.
Điều hòa đường huyết:
1.Gan
2.Thần kinh
3.Nội tiết
Có 2 hệ đối lập:
Hệ giảm đường huyết: INSULIN
Hệ tăng đường huyết:
Hormone tuyến yên: Corticotropin, thyrotropin, GH

Hormone vỏ thượng thận: Glucocorticoid
Hormone tủy thượng thận: Nor adrenaline, adranaline
Hormone tuyến giáp: Thyroxin
Hormone tuyến tụy: Glucagon
Rối loạn chuyển hoá glucid được phản ánh ở lượng glucose máu: tăng
hoặc giảm.
2.1.RỐI LOẠN GLUCOSE MÁU
2.1.1.Giảm glucose máu
Khi nồng độ dưới 0,8g/1.
Nguyên nhân:
Cung cấp thiếu: khẩu phần hàng ngày thiếu về lượng, giảm bổ sung.
Rối loạn khả năng hấp thu glucid:
+ Thiếu enzym tiêu glucid của tụy và ruột.
GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 7


+ Giảm diện tích hấp thu của ruột: cắt đoạn ruột, tắc ruột, viêm ruột,...
+ Giảm quá trình phosphoryl hoá ở tế bào thành ruột: ngộ độc, viêm ruột
mạn tính.
+ Thiếu bẩm sinh enzym galactose uridyl transferase nên galactose
không chuyển được thành Glucose. Trẻ không chịu được sữa, nôn sau
khi bú, tiêu chảy, suy dinh dưỡng.
Rối loạn khả năng dự trữ:
+ Gan giảm khả năng dự trữ glucid
+ Thiếu bẩm sinh một số enzym ở gan như: phosphorylase, amylo-1-6glucosidase làm ứ đọng glycogen hoặc sản phẩm thoái hoá dở dang
(dextrin giới hạn), gây hạ glucose máu khi đói.
+ Gan giảm khả năng tân tạo glucid từ các sản phẩm khác cũng làm
giảm lượng glucose máu.

Tăng mức tiêu thụ: tiêu thụ glucid tăng trong tất cả các trường hợp đòi
hỏi tăng năng lượng của cơ thể: co. cơ, run (chống rét), sốt kéo dài.
Rối loạn điều hoà của hệ thần kinh, nội tiết:
Thận giảm khả năng tái hấp thu glucose.
Biểu hiện và hậu quả:
-Thiếu GgP trong tế bào, kích thích não gây cảm giác đói
-Run tay chân, tim nhanh, vã mồ hôi
-Ruột tăng co bóp (cồn cào), dạ dày tăng tiết dịch, mắt hoa, rã rời chân
tay, có thể bị xỉu.
-Khi glucose máu giảm nặng (dưới 0,6 g/1), các tế bào thiếu năng lượng,
GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 8


các chức phận bị rối loạn nhất là tế bào não, tim... , người bệnh bị sây
sẩm và có thể bị hôn mê. Trường hợp giảm glucose máu nặng và đột
ngột có thể bị co giật, hôn mê, chết.
Cơ chế
Khi đường huyết giảm dưới 50mg% (2,5mmol/l), các tế bào chịu ảnh
hưởng đầu tiên vì đa số tế bào não hấp thu đường theo qui luật thẩm thấu
không cần Insulin, do đó sẽ ảnh hưởng đến hệ thần kinh thực vật
Điều trị: Dùng ưu trương tiêm tĩnh mạch.
Tăng glucose máu
Khi lượng glucose máu trên 1,2 g/1.
Nguyên nhân:
Do tăng bổ sung hay thiếu thần kinh nội tiết
Biểu hiện và hậu quả:
Đường huyết tăng thải ra nước tiểu kéo theo nước gây lợi tiểu thẩm thấu
đưa đến rối loạn chuyển hóa nước điện giải làm mất nhiều năng lượng,

đặc biệt khi lượng glucose máu quá cao vượt quá ngưởng hấp thu của
thận sẽ gây ra glucose niệu.

BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG
Khái niệm:

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 9


Đái tháo đường là tình trạng tăng đường huyết do giảm insulin tuyệt đối
hay tương đối đưa đến nước tiểu có đường và có thể kèm theo hoặc
không các triệu chứng ăn nhiều, uống nhiều, tiểu nhiều và gầy nhanh.

Phân loại:
Đái tháo đường:
Đái tháo đường typ 1 (đái tháo đường phụ thuộc insulin(IDDM) theo
phân loại OMS 1980). Chiếm 5-10% tổng số bệnh nhân.
+ Đái tháo đường typ 1A: Tổn thương tế bào beta do tư miễn làm giảm
sản xuất insulin
+ Đái tháo đường typ 1B: idiopathic category
Đái tháo đường typ 2 (đái tháo đường không phụ thuộc insulin
(NIDDM) theo phân loại OMS 1980). Chiếm khoảng 90-95% tổng số
bệnh nhân.
+ Ở bệnh nhân mập phì
GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 10

+ Ở bệnh nhận không mập phì.
Đái tháo đường thai kì:
3-5% phụ nữ có thai. Đa số trở về bình thường sau khi sinh nhưng 3060% phát triển thành tiểu đường sau đó.
Các loại đái tháo đường khác:
Đái tháo đường của người trẻ khởi phát ở tuổi trưởng thành (MODY);
bệnh tụy ngoại tiết; các bệnh nội tiết như bệnh to cực, Cushing; nhiễm
siêu vi gây tổn thương tụy.
Tiêu chuẩn chẩn đoán:
FPG<6,1 mmol/L (110mg/dL) được xem là bình thường
FPG>6,1 mmol/L (110mg/dL) nhưng < 7 mmol/L (126mg/dL) được
xem là rối loạn dung nạp glucose.
FPG>7 mmol/L (126mg/dL) là tiêu chuẩn chẩn đoán đái tháo đường.

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 11


CƠ CHẾ BỆNH SINH BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG
GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 12


Rối loạn chuyển hóa glucid:
1.Giai đoạn tổng hợp tại tụy:
Đái tháo đường típ 1: Tổng hợp và tiết insulin giảm hay mất.
Đái tháo đường típ 2: Insulin kém tác dụng sinh học:
Insulin bất thường.

Thừa Proinsulin.
Giảm tiết insulin và tăng tiết glucagon 1 cách tương đối do giảm nhạy
cảm với glucose huyết.
2.Giai đoạn di chuyển trong máu:
Đái tháo đường típ 2:
Chất đối kháng insulin:
Hormone tăng đường huyết .
Acid béo tự do (quan trọng).

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 13


3) Giai đoạn tác dụng tại tế bào đích:
Tại thụ thể:
Đái tháo đường típ 1: Số lượng thụ thể tăng.
Đái tháo đường típ 2: Số lượng thụ thể giảm. Trong typ B hội chứng
kháng insulin còn có tự kháng thể kháng thụ thể insulin. Khả năng gắn
insulin vào tế bào giảm 20-30% trong 50-80% trường hợp.
Sự thay đổi số lượng thụ thể do cơ chế điều hòa giảm bớt.
Sau Thụ Thể:
Đái tháo đường typ 1: do thiếu insulin dẫn đến giảm vận chuyển
glucose và giảm chuyển hóa nội bào.
Đái tháo đường typ 2: tình trạng đề kháng insulin dẫn đến:
Rối loạn vận chuyển glucose: do giảm hoạt tính kinase ở thụ thể.

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 14

Rối loạn chuyển hóa nội bào: Các tế bào mỡ đề kháng insulin có kích
thước khá lớn và làm giảm sự ngăn chặn phân giải lipid, do đó acid béo
tự do tăng trong huyết tương, dẫn đến:
-Tăng sản xuất glucose ở gan.
- Giảm sử dụng glucose ở mô gan, cơ, mỡ (cơ sử dụng 75-80% và mô
mỡ 1% nguồn glucose được cung cấp) .
HẬU QUẢ CỦA RỐI LOẠN GLUCID
1) Giảm vận chuyển glucose.
2) Giảm chuyển hóa gây giảm G6P nội bào, đưa đến:
a) Giảm dự trữ glycogen.
b) Đường không vào chu trình Krebs, làm giảm năng lượng cơ thể.
c) Giảm chuyển hóa theo đường Pentose làm giảm NADPH2
(Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) liên quan tổng hợp
protid.
d) Tăng tân tạo glucid bằng cách giáng hóa lipid, protid.
Giảm chuyển hóa glucid nói riêng và thiếu insulin nói chung đưa đến
rối loạn chuyển hóa lipid, protid, chủ yếu xảy ra ở đái tháo đường typ 1.
CƠ CHẾ BIỂU HIỆN CÁC TRIỆU CHỨNG BỆNH ĐÁI THÁO
ĐƯỜNG
Đường huyết tăng: Do giảm sản xuất hay giảm sử dụng insulin, đường
không vào nội bào nên tăng lên trong máu.

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 15


+Tiểu nhiều: Ngưỡng đường của thận là 1,7g/l (8,5mmol/l). Khi đường

huyết vượt ngưỡng đường của thận, glucose sẽ bị thải ra nước tiểu, kéo
theo nước gây lợi tiểu thẩm thấu.
+Uống nhiều: Do tiểu nhiều nên mất nước điện giải gây khô niêm mạc,
giảm tiết nước bọt và ảnh huởng các đầu tận cùng thần kinh ở niêm mạc
kích thích trung tâm khát.
+Ăn nhiều: Do tế bào không sử dụng được glucose, G6P nội bào thiếu
nên tế bào luôn bị đói gây kích thích trung tâm ăn.
+Gầy nhanh: Do ăn nhiều nhưng không bù được năng lượng bị mất,
các kho dự trữ glucid, lipid, protid cạn, đồng thời không có khả năng tân
tạo.
BIẾN CHỨNG BỆNH TIỂU ĐƯỜNG
Biến chứng cấp:
Nhiễm trùng
Nhiễm toan
Hôn mê tăng thẩm thấu (hyperosmolar coma)
Trong bệnh cảnh kháng insulin:
Tăng đường huyết, tăng insulin huyết.
Tăng nồng độ VLDL và giảm HDL, cholesterol, bệnh mạch vành rất dễ
xảy ra.

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 16


Bệnh nhân tiểu đường typ 2 có nồng độ plasminogen activator inhibitors
(nhất là PAI-1) và fibrinogen cao làm tăng tiến trình đông máu và rối
loạn sự tiêu fibrin thúc đẩy phát triển huyết khối.
• Biến chứng thần kinh:
Rối loạn tiêu hóa/niệu sinh dục: do tình trạng tăng đường huyết mãn

và rối loạn chức năng hệ thần kinh tự động.
Biến chứng chi dưới (loét và nhiễm trùng bàn chân): do tương tác
của nhiều yếu tố: bệnh lý thần kinh, bất thường cơ-sinh học ở bàn chân,
bệnh lý mạch máu ngoại biên và vết thương khó lành.

Biến chứng tiểu đường
ĐIỀU TRỊ
GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 17


Các công trình nghiên cứu cho thấy có mối liên quan giữa biến chứng
tiểu đường và nồng độ đường huyết nên trong điều trị, việc duy trì
đường huyết càng gần mức bình thường càng tốt

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 18


Sinh hoạt
hợp lý

BỆNH Ứ ĐỌNG GLYCOGEN
Định nghĩa:
Một nhóm bệnh di truyền có ứ đọng glycogen (bình thường hoặc không
bình thường) trong một hoặc nhiều cơ quan hay mô do thiếu hụt bẩm
sinh một trong các enzym tham gia vào quá trình chuyển hoá glycogen.
TRIỆU CHỨNG

Ứ đọng glycogen hoặc chất chuyển hoá trung gian chủ yếu gây ra các rối
loạn về gan ở các typ III, IV và VI; rối loạn về cơ ở các typ II,V và VII;
rối loạn về tim ở typ I.
GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 19


Chẩn đoán xác định bằng sinh thiết và phát hiện enzym bị thiếu. Chụp
cộng hưởng từ cho phép thấy các chỗ ứ đọng glycogen hoặc các chất
chuyển hoá. Thể hay gặp nhất là typ I; thể nặng nhất là typ II.
ĐIỀU TRỊ
Với typ I và III: ăn nhiều bữa nhỏ, giàu hydrat carbon và protein để
tránh hạ đường huyết.
Với các typ khác: điều trị triệu chứng.

MỘT SỐ BIỂU HIỆN LÂM SÀNG CỦA TYP I:

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 20


GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 21


MỘT SỐ BIỂU HIỆN LÂM SÀNG CỦA TYP II

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 22


MỘT SỐ BIỂU HIỆN LÂM SÀNG CỦA TYP III:

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 23


MỘT SỐ BIỂU HIỆN LÂM SÀNG CỦA TYP IV:

GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 24


GVHD: ThS. Huỳnh Ngọc Trung Dung

Trang 25