LIÊN QUAN VÀ ĐIỀU HỒ
CHUYỂN HỐ
Ể
Á
Đại cương
Đại cương
• Glucid, lipd, protid, acid nucleic có những con đường
chuyển
ể hố riêng.
– có những điểm chung
– có những mỗi liên quan chặt chẽ
mạng lưới chuyển hố phức tạp của cơ thể.
TD: ni gà vịt bằng ngơ, thóc gà vịt béo glucid lipid.
• Mặt khác, các
khá á qá trình
t ì h chuyển
h ể hố
h á được
đ
kiể soát
kiểm
át
chặt chẽ bởi tế bào và cơ thể, và được điều hồ theo
nhu cầu cơ thể.
– Trong tế bào có hàng loạt các trạng thái thăng bằng
ằ và các
trạng thái này luôn luôn bị phá vỡ và tái lập.
TD: nồng độ glucose máu được duy trì quanh trị số 1 g/l.
LIÊN QUAN CHUYỂN HOÁ
LIÊN QUAN CHUYỂN HOÁ
Sự thống nhất chuyển hố
Sự thống nhất chuyển hố
• Chu trình acid citric là con đườngg thối hoá chungg
cuối cùng của glucid, lipid và protid.
– Các chất này / những con đường riêng sản phẩm
chung: acetyl‐CoA và các chất trung gian của CTAC.
chung: acetyl‐CoA
CTAC
– CTAC đóng vai trị trung tâm trong tân tạo đường,
tổng hợp lipid và chuyển đổi qua lại giữa các acid
amin.
amin
• Hầu như tất cả năng lượng được giải phóng từ sự
oxy hố
y
gglucid, lipid và
, p
protid đều tồn tại
p
ạ ở dạng
ạ g
các đương lượng khử (H và e−) trong ti thể
chuỗi hô hấp tế bào, qua nhiều chất vận
chuyển trước khi kết hợp với oxy tạo
oxy tạo nước.
nước
Sự thống nhất chuyển hố
Sự thống nhất chuyển hố
• Tích
Tích trữ và sử dụng năng lượng: ATP là đồng
trữ và sử dụng năng lượng: ATP là đồng
tiên năng lượng chung của tế bào,
– được tạo thành từ sự oxy hoá glucid, lipid và
được tạo thành từ sự oxy hố glucid lipid và
protid.
– có thế năng chuyển nhóm phosphoryl cao
có thế năng chuyển nhóm phosphoryl cao năng
năng
lượng cho sự co cơ, vận chuyển tích cực, sinh tổng
hợp, khuếch đại tín hiệu…
Sự biến đổi qua lại giữa glucid, lipid và
protid
id
• Gà vịt
ị ăn ngơ, thóc
g ,
ggà vịt
ị béo
• Thực nghiệm dùng chất đồng vị
phóng xạ
glucid, lipid, protid có thểể biến
đổi qua lại.
• Sự biến đổi này không trực tiếp mà
phải thông qua các chất “ngã ba
đường”
– vừa là sản phẩm thoái hoá chung,
– vừa là tiền chất tổng hợp các chất
glucid lipid và protid.
glucid, lipid và
protid
Sự biến đổi qua lại giữa glucid, lipid và
protid
id
• Đường phân, con đường pentose phosphat, chu trình acid citric
kh ả 10 sản
khoảng
10 ả phẩm
hẩ trung
t
gian
i ngun
ê liệu
liệ thơ / hầu
/ hầ hết các
á
q trình đồng hố:
–
–
–
–
4 loại phosphat đường (triose‐P, tetrose‐P, pentose‐P, hexose‐P),
3 α‐ceto acid (pyruvat, oxaloacetat, α‐cetoglutarat),
3 α‐ceto
acid (pyruvat oxaloacetat α‐cetoglutarat)
2 dẫn xuất CoA (acetyl‐CoA, succinyl‐CoA)
PEP (phosphoenolpyruvat).
TD:
•
Pyruvat
Khử amin của alanin
glucid (tân tạo glucid);
hoặc acetyl‐CoA tổng hợp acid béo
PGA glucid (tân tạo
• Glycerol (một thành phần của lipid)
glucid); hoặc pyruvat alanin (amin hoá)
Sự biến đổi qua lại giữa glucid, lipid và
protid
id
• Tuyy nhiên, glucid, lipid và
,g
, p
protid khơngg thayy thế
p
nhau hồn tồn được vì:
– Khơng thay thế hồn tồn glucid được vì glucid là
nguồn năng lượng chủ yếu của cơ thể.
thể
– Khơng thay thế hồn tồn lipid được vì các acid béo
cần thiết cơ thể khơng tổng hợp được (acid linoleic,
acid linolenic)
acid linolenic).
– Khơng thay thế hồn tồn protid được vì các acid
amin cần thiết khơng thay thế được.
chế độ dinh dưỡng cần hợp lí, đủ chất với tỉ lệ
nhất định.
Sự liên hợp giữa các phản ứng và q
trình
ì h
Kết hợp
Kết
hợp
• phản ứng thối hố giải phóng năng lượng
và
à
• phản ứng tổng hợp thu năng lượng
phản ứng liên hợp.
Sự liên hợp giữa các phản ứng và q
trình
ì h
• Q trình chuyển hố này liên quan với q trình
chuyển hoá kia qua những sản phẩm chuyển hoá:
– Thoái hoá glucid theo con đường
con đường HMP cung
HMP cung cấp
• NADPH tổng hợp acid béo,
• ribose 5‐phosphat tổng hợp nucleosid, nucleotid, acid
nucleic.
l
– Chu trình acid citric liên quan đến chu trình urea qua
quá trình aspartat
argininosuccinat
fumarat
malat
oxaloacetat
aspartat.
– Chu trình acid citric cungg cấp
p succinyl‐CoA
y
tạo
ạ hem.
Quan hệ chuyển hố giữa các bào
quan
• Các bào quan hệ thống enzym khác nhau
xúc tác những quá trình chuyển hố nhất
định;
mỗi bộ phận của tế bào đóng vai trị chuyển
hố đặc hiệu
– Ti thể: xảy ra q trình chuyển hố năng lượng
các bộ phận khác bảo đảm hoạt động của tế
bào.
bà
– Nhân: tổng hợp ARN tổng hợp protein ở
ribosom; NAD+ các quá trình khử hydro.
ribosom; NAD
hydro
Quan hệ chuyển hố giữa các mơ
Quan hệ chuyển hố giữa các mơ
• Q trình chuyển hố chung mà mơ nào cũng có
(chuyển
ể hố năng lượng, sinh tổng
ổ hợp protein…)
• Mỗi mơ có đặc điểm và chức năng chuyển hố riêng và
giữa chúng có liên quan với nhau.
nhau.
• Hướng đi của các chất chuyển hố tuỳ thuộc vào tình
trạng dinh dưỡng.
TD:
TD
• Sau bữa ăn: glucose, acid amin, acid béo có sẵn trực
tiếp
p từ ruột.
ộ
• Nguồn nhiên liệu này cạn: gan cung cấp glucose, các
thể ceton; mỡ cung cấp acid béo mô khác. Các cơ
quan này liên hệ với nhau qua dòng
qua dòng máu.
máu
Chuyển hố ở não
Chuyển hố ở não
• Tốc độ
ộ hơ hấp
p cao: 20% lượng
ợ g oxy tiêu
y
thụ
ụ lúc
nghỉ / ~ 2% trọng lượng cơ thể của người lớn.
• Hầu hết năng lượng của não bơm (Na+–K+)–ATPase
/ màng tế bào duy trì điện thế màng cho dẫn truyền
/ màng
xung động thần kinh.
• Ở điều kiện thơng thường, glucose là nguồn
nhiên
hiê liệu
liệ chính
hí h của
ủ não.
ã
• Tế bào não hầu như khơng dự trữ glycogen cần
được
ợ cungg cấp
p gglucose đều đặn
ặ từ máu.
• Đói kéo dài não dần dần chuyển sang sử dụng các
thể ceton acetyl‐CoA cho chu trình acid citric.
Chuyển hố ở cơ
Chuyển hố ở cơ
• Nguồn
Nguồn nhiên liệu chính: glucose (từ glycogen),
nhiên liệu chính: glucose (từ glycogen)
acid béo và các thể ceton.
• Lúc nghỉ và no: tổng hợp glycogen dự trữ,
Lúc nghỉ và no: tổng hợp glycogen dự trữ
chiếm 1 đến 2% khối lượng cơ.
• Khơng có glucose 6‐phosphatase khơng giải
hơ
ó l
6 h h
khơ
iải
phóng glucose vào máu.
• Khơng tham gia vào tân tạo đường vì thiếu bộ
máy enzym cần thiết.
Chuyển hố ở cơ
Chuyển hố ở cơ
• Cơ
Cơ vân lúc nghỉ:
vân lúc nghỉ: ~30%
30% lượng oxy tiêu thụ của
lượng oxy tiêu thụ của
cơ thể.
• Làm việc nặng: tốc độ hơ hấp tăng đến 25 lần.
Làm việc nặng: tốc độ hơ hấp tăng đến 25 lần
– Lúc đầu: ATP từ phosphocreatin.
– Phosphocreatin cạn kiệt (chỉ đủ 4 s khi chạy nước
Ph h
i
kiệ ( hỉ đủ 4 khi h
ớ
rút): ATP từ đường phân G6P. Tốc độ đường phân
>> quá khả năng của chu trình acid citric và
>> q khả năng của chu trình acid citric và
phosphoryl oxy hố phần nhiều G6P thối hố
y
yếm khí thành lactat.
Mỏi cơ xảy ra chỉ ~20 s sau vận động tối đa (H+
kèm lactat giảm pH cơ).
Chuyển hố ở cơ
Chuyển hố ở cơ
• Cơ
Cơ tim: hoạt động liên tục, biên độ hoạt động
tim: hoạt động liên tục biên độ hoạt động
<< cơ vân dựa hồn tồn vào chuyển hố
hiếu khí
hiếu khí.
• Tế bào cơ tim giàu ti thể (40% bào tương).
– có thể chuyển hố acid béo, các thể ceton,
ó thể h ể h á id bé á thể t
glucose, pyruvat và lactat.
– Lúc nghỉ: acid béo là nguồn nhiên liệu ưu tiên
Lúc nghỉ: acid béo là nguồn nhiên liệu ưu tiên
– Hoạt động nặng: tăng cường tiêu thụ glucose hầu
hết lấy từ dự trữ glycogen (tương đối hạn chế)
hết lấy từ dự trữ glycogen (tương đối hạn chế).
Chuyển hố ở mơ mỡ
Chuyển hố ở mơ mỡ
• Chức năng:
Chức năng:
– dự trữ và giải phóng acid béo khi cần làm nhiên
liệu,
liệu
– tiết hormon điều hồ chuyển hố.
• Phân
Phân bố ở khắp nơi trong cơ thể; tập trung
bố ở khắp nơi trong cơ thể; tập trung
chủ yếu ở dưới da, ổ bụng và cơ vân.
– Người 70 kg: ~ 15 kg mỡ, #590.000 kJ, đủ duy trì
N ười 70 k ~ 15 k ỡ #590 000 kJ đủ d t ì
sự sống trong 3 tháng.
Chuyển hố ở mơ mỡ
Chuyển hố ở mơ mỡ
• Lấy
Lấy acid béo từ lipoprotein tuần hồn
acid béo từ lipoprotein tuần hồn ester
ester
hố với glycerol 3‐phosphat triacylglycerol
dự trữ
dự trữ.
• Khơng có glycerol kinase khơng tái sử dụng
glycerol phụ thuộc vào sự chuyển glucose
glycerol phụ thuộc vào sự chuyển glucose
thành dihydroxyaceton phosphat (DHAP)
khử thành glycerol 3 phosphat
khử thành glycerol 3‐phosphat.
Chuyển hố ở mơ mỡ
Chuyển hố ở mơ mỡ
• Glucose:
Glucose: vai trị then chốt /điều hồ tế bào
vai trị then chốt /điều hồ tế bào
mỡ.
• Glucose đủ
Glucose đủ đường phân tạo glycerol 3‐
đường phân tạo glycerol 3
phosphat tái ester hố với acid béo tự do
(được giải phóng từ triacylglycerol ) tái tạo
(được giải phóng từ triacylglycerol )
tái tạo
triacylglycerol.
• Nồng độ glucose thấp
Nồ độ l
hấ glycerol 3‐phosphat
l
l3 h h
giảm acid béo tự do được giải phóng vào
máu.
á
Chuyển hố tại gan
Chuyển hố tại gan
• Trung tâm trong xử lí các q trình chuyển hố
– Hầu hết các chất dinh dưỡng đến gan để được xử
lí và phân phối (trừ triacylglycerol từ bữa ăn được
chuyển hố chủ yếu tại mơ mỡ)
thường gọi các mơ và cơ quan khác là “ngồi
ngồi gan
gan”
hay “ngoại biên.”
Chuyển hố tại gan
Chuyển hố tại gan
• Một
Một trong những chức năng chính của gan là
trong những chức năng chính của gan là
“đệm” glucose máu.
• Sau bữa ăn: thu nhận glucose G6P bởi
Sau bữa ăn: thu nhận glucose G6P bởi
glucokinase (isozym ở gan của hexose kinase).
• Glucokinase
Gl ki
– không bị ức chế bởi G6P
– ái lực với glucose thấp hơn hexose kinase
– biểu hiện động học dạng sigma
ở nồng độ glucose máu thấp, gan không cạnh
tranh glucose với các mô khác.
Chuyển hố tại gan
Chuyển hố tại gan
• G6P/gan có thể chuyển thành
G6P/gan có thể chuyển thành
– glucose để vào máu
– glycogen để dự trữ
glycogen để dự trữ
– NADPH (con đường pentose phosphat) tổng
hợp acid béo
hợp acid béo
– ribose 5‐phosphat (con đường pentose phosphat)
tổng hợp nucleotid
tổng hợp nucleotid
– acetyl‐CoA chu trình acid citric, hoặc tổng hợp
acid béo, phospholipid, cholesterol.
acid béo, phospholipid, cholesterol.