Xem mẫu
- KHÁI NIỆM
CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT
BS. Trần Kim Cúc
- MỤC TIÊU
• Trình bày được những khái niệm về chuyển hóa các
chất và chuyển hóa trung gian, qtrình đồng hóa và
quá trình dị hóa
• Phân tích được phản ứng song biến hay phản ứng
liên hợp
• Trình bày được 3 gđ và một số đặc điểm của chuyển
hóa trung gian
• Phân tích được pp nghiên cứu chuyển hóa trung gian
- I. CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT
VÀ CHUYỂN HÓA TRUNG GIAN
• Chuyển hóa các chất
- Bao gồm tất cả các qt HH xảy ra trong cơ
thể từ khi TĂ được đưa vào cơ thể đến khi
chất cặn bã được thải ra môi trường - Chất
cặn bã là sp của các qt biến đổi hh của các
chất trong TĂ, nên qtrình chuyển hóa các
chất còn được gọi là quá trình trao đổi chất
- • Chuyển hóa trung gian:
- Bao gồm các pứ và qt hóa học xảy ra trong tế bào
- Là khâu qtrọng và phức tạp nhất của chuyển hóa
các chất.
- Gọi là chuyển hóa trung gian vì các qt hh diễn ra
qua nhiều khâu trung gian và nhiều chất trung gian
(= chất chuyển hóa = sp chuyển hóa).
- CH các chất bao hàm: qt tiêu hóa TĂ - hấp thu các
sp tiêu hóa - CH trung gian. Thường dùng thuật ngữ
chuyển hóa (Chuyển hóa các chất, chuyển hóa G,
chuyển hóa Lipid ...)
- II. ĐỒNG HÓA VÀ DỊ HÓA
Là 2 mặt mâu thuẫn thống nhất của chuyển hóa các chất.
Quá trình thoái hóa các chất cung cấp năng lượng
- 1. Dị hóa
• Là qt phân giải các đại ptử thành sp đào thải.
• Thoái hóa (hay thoái biến) - là qtrình phân giải các chất hcơ
thành các ptử nhỏ hơn kèm theo sự giải phóng E -Trong đó:
- 50% tỏa ra dưới dạng nhiệt
- 50% tích trữ trong ATP (nhờ pứ tạo thành ATP từ ADP).
* Khi ATP ADP + H3PO4 + E
TB sử dụng E dưới dạng:
- Công cơ học (co duỗi cơ)
- Công thẩm thấu (vc tích cực các chất qua màng tb)
- Công hóa học (tổng hợp các chất) và các hoạt động
khác.
- 2. Đồng hóa
• Là qt biến đổi các đại ptử có tính đặc hiệu theo nguồn gốc TĂ thành các
đại ptử có tính đặc hiệu của cơ thể.
• Gồm 3 bước:
-Tiêu hóa: là qt thủy phân các đại ptử như tinh bột, protein,... có tính đặc
hiệu của TĂ thành các đơn vị cấu tạo không có tính đặc hiệu (glucoz,
aa,..). Sự tiêu hóa này nhờ các enzyme thủy phân có trong các dịch tiêu
hóa (amylaz, proteaz,...)
-Hấp thu: sp tiêu hóa (gồm các đơn vị cấu tạo của glucid, protid,.. ) được hấp
thu qua niêm mạc RN vào máu nhờ qt vật lý (sự khuếch tán) và hóa học
(sự phosphoryl hoá) - là quá trình vc tích cực qua màng tb.
Riêng tiêu hóa và hấp thu lipid có một số điểm đặc biệt (Hình 2)
-Tổng hợp: - Các sp hấp thu theo máu đưa đến các mô và được các tb sử
dụng để tổng hợp các đại ptử có tính đặc hiệu của cơ thể (đặc hiệu về
loài, mô).
- Các đại phân tử này được sử dụng để:
Xây dựng tế bào và mô (protein, PS tạp, PL)
Dự trữ (glycogen, triglycerid)
Cần cho các hđ sống (AN, enzym và các pro c/năng)
- Hình 2: Tiêu hóa và hấp thu các chất
- Đồng hóa - Dị hóa liên quan chặt chẽ với nhau.
Dị hóa cung cấp E cho TH
Hình 3: Sự liên quan giữa đồng hóa và dị hóa
- III. PHẢN ỨNG SONG BIẾN
( PHẢN ỨNG LIÊN HỢP)
• Qtrình CH các chất có 2 loại pứ:
- Tổng hợp cần NL.
- Thoái hóa giải phóng NL.
Phản ứng liên hợp: là sự ghép 2 p/ứng tổng hợp và thoái
hóa, nhờ đó mà các p/ứng tổng hợp xảy ra được.
Thí dụ: pứ tổng hợp glucoz 6 phosphat (G6P) cần 3,3 Kcal
xảy ra được khi ghép với p/ứng thủy phân ATP giải phóng
7,3 Kcal.
- ∆G0 = + 3,3 Kcal/mol
Glucose + H3PO4 Glucose 6P + H2O
ATP + H2O ADP + H3PO4
∆G0 = - 7,3 Kcal/mol
Ghép lại: Glucose + ATP Glucose 6P + ADP
∆G0 = - 4,0 Kcal/mol
ATP ADP
Cách viết: Glucose Glucose 6P
∆G0 = -4,0 Kcal/mol
Hình 4: Một thí dụ về phản ứng liên hợp
- IV. BA GIAI ĐOẠN CHUYỂN HÓA
TRUNG GIAN
Nhìn chung lipid, glucid, protid thoái hóa theo 3 gđ:
- GĐ I: phân giải các ptử lớn thành các đơn vị cấu tạo tương
ứng (polysaccarid, protein, lipid thành glucoz, aa, acid béo,...)
- GĐ II: các đơn vị cấu tạo biến đổi qua nhiều chất trung gian tới
acetyl CoA.
- GĐ III: acetyl CoA đi vào chu trình Krebs, thoái hóa thành CO 2
và H2O và tạo E.
Qtrình tổng hợp cũng diễn ra qua 3 gđ, bắt đầu từ một số tiền
chất của chu trình Krebs, ngược lại con đường thoái hóa.
- Hình 5: Ba giai đoạn của chuyển hóa trung gian
Thoái hóa (đường liền) và TH (đường chấm); HHTB
- V. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA
CHUYỂN HÓA TRUNG GIAN
1. Các ĐK của chuyển hóa trung gian.
2. Có trạng thái ổn định động về chuyển hóa.
3. Có sự thống nhất căn bản về chuyển hóa
trong thế giới sinh vật.
4. Các quá trình chuyển hóa G, P, L, AN… có
liên quan chặt chẽ với nhau.
5. Bilăng của một chất.
- 1. Chuyển hóa trung gian
- Xảy ra nhanh chóng ở pH gần trung tính, nhiệt độ vừa phải
(khoảng 370C ) nhờ các enzym xt các pứ liên tiếp gồm nhiều
chất trung gian, trong đó sp của enzym 1 là cơ chất của
enzym 2,...
E1 E2 E3 En
A ---------> B--------->C ---------> D... ---------> Z
- Các enzym xt cùng một chuỗi pứ thuộc về một hệ thống gọi là
hệ thống multienzym (thường gồm từ 2 đến 20 enzym).
- 2. Có trạng thái ổn định động về chuyển hóa
- Sự tổng hợp c/bằng với sự thoái hóa (số ptử mới được tạo
thành = số ptử cũ bị thoái hóa).
- Luôn có sự thay cũ đổi mới và mỗi loại chất đều có vòng
quay chuyển hóa được tính theo nửa đời sống tức tgian
cần thiết để 1 nửa số ptử của chất đó bị thoái hóa và thay
bằng những ptử mới.
Thí dụ: ở chuột nửa đời sống của protein gan là 5-6 ngày,
glycogen cơ 0,5-1 ngày, TG não 16-75 ngày, PL não 200
ngày.
- 3. Có sự thống nhất căn bản về chuyển hóa
trong thế giới sinh vật.
Thí dụ: thoái hóa glucoz căn bản giống nhau ở
người và nấm men, chỉ khác nhau ở giai
đoạn cuối (ở người sphẩm cuối cùng là CO2,
H2O; ở nấm men là alcol ethylic)
- 4. Các quá trình chuyển hóa G,P,L,AN… liên
quan chặt chẽ với nhau và cơ thể điều hòa
chúng theo nhu cầu của cơ thể. Sự điều hòa
diễn ra ở mức phân tử và tế bào (qua hệ thống
enzym, các AN,...) và mức cơ thể (qua thần
kinh và hệ thống nội tiết)
- 5. Bilăng của một chất
Là hiệu số giữa lượng nhập và lượng thải. Có 3 khả năng
(TD: bilăng của nitơ)
+ Lượng nhập > lượng thải: bilăng dương (+) thể hiện cơ
thể đang phát triển hoặc hồi phục.
+ Lượng nhập = lượng thải: bilăng bằng không (c/bằng)
+ Lượng nhập < lượng thải: bilăng âm (-) thể hiện cơ thể
đang suy giảm
- VI. PP NGHIÊN CỨU CH TRUNG GIAN
Mục đích:
- Xác định các qt hh xảy ra trong TB.
- Xác định mỗi chất trung gian, mỗi enzym trong từng
phản ứng, chiết xuất và xác định đặc tính của từng
enzym, cơ chế điều hòa quá trình chuyển hóa,...
- Nhờ có các kỹ thuật hiện đại (siêu ly tâm, điện di, sắc
ký, kính hiển vi điện tử, quang phổ, huỳnh quang,… )
nên việc nghiên cứu có nhiều tiến bộ với nhiều pp khác
nhau.
nguon tai.lieu . vn
