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
∆G0 = - 4,0 Kcal/mol
ATP
ADP
Cách viết: Glucose
∆G0 = -4,0 Kcal/mol

Glucose 6P + ADP

Glucose 6P


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
A

E2

E3

En

---------> 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.


1. Phân tích các sp chuyển hóa TG và chuyển hóa cuối cùng
trong máu, nước tiểu và các dịch cơ thể khác, nhằm:
- Tìm hiểu sự thay đổi về chất và lượng.
- Thấy được một phần qt chuyển hóa trong cơ thể, bilăng
của các chất, những RL về chuyển hóa (góp phần vào
việc chẩn đoán, phòng và chữa bệnh).
Thí dụ: + Phát hiện CO2 ở cơ thể ĐV
xác định CO2 là
sp thoái hóa cuối cùng của glucid ở ĐV.
+ Đưa một số aa (alnin, glutamat,…) vào cơ thể BN
tiểu đường thấy tăng lượng glucoz bài tiết ra nước tiểu,
như vậy những acid amin đó là tiền chất của glucoz,...



2. Dùng cơ quan tách rời , lát cắt mô
- Cơ quan tách rời (VD gan, thận): truyền dịch qua mạch máu
của cơ quan tách rời, sau đó ptích TP hh của dịch ra khỏi
cơ quan, nhờ đó biết được tiền chất đã được biến đổi như
thế nào ở cơ quan tách rời. Thí dụ: nhờ pp này đã biết gan
là nơi tạo thể ceton, urê, tạo glucoz từ một số aa,…
- Lát cắt tươi (Warburg,1920): cắt mô ĐV thành những lát cắt
mỏng (dưới 0,4mm) sao cho đa số các TB còn nguyên vẹn,
đảm bảo tốc độ khuếch tán oxy và các chất chuyển hóa
vào và ra khỏi tế bào. Nhờ đó mà n/cứu sự CH của chất đó
thành sp nhất định (TD: glucoz biến thành a.lactic trong
đkiện yếm khí). Sau đó đo tốc độ hấp thụ oxy bởi lát cắt
nhờ áp kế Warburg. PP này đã được sdụng trong việc
n/cứu chu trình Krebs, chu trình tạo thành urê,...


3. Hệ thống vô bào
• Có thể nghiền nhẹ nhàng mô trong dd saccaroz đẳng
trương (0,25M) khiến cho màng TB bị vỡ, nhưng các bào
quan (nhân, thể ty, lysosom, ribosom,...) còn nguyên vẹn
và có thể phân lập nhờ phép ly tâm phân đoạn.
• Chọn bào quan hoặc bào dịch với những chất nhất định
theo mô hình n/cứu nhất định và xác định vai trò của từng
bào quan trong chuyển hóa các chất.
Thí dụ: nhờ pp này người ta nghiên cứu vai trò của thể ty
trong sự OXH-K sinh học với hệ thống enzym tương ứng,
n/cứu cơ chế STH protein và vai trò của ribosom trong cơ
chế đó.



4. Dùng chất đồng vị:
Có 2 loại:

- Đồng vị nặng: deuterium D= 2H, 13C, 18O, 15N,...
- Đồng vị p/xạ: trilium T = 3H, 32P, 14C, 35S, 24Na, 55Fe, 131I,...

N/tắc dùng: đánh dấu chất định nghiên cứu = cách:
thay the ngtử của ngtố thường bằng ngtử của chất đồng vị. Khi đó chất
n/cứu được gọi là chất được đánh dấu. Đưa một lượng nhất định chất
được đánh dấu vào cơ thể sao cho ko làm thay đổi những ĐK sinh lý,
sau đó theo dõi sự biến đổi của chất được đánh dấu - bằng cách tìm
chất đồng vị trong các sp chuyển hóa (xác định đồng vị nặng bằng
quang phổ khối, đồng vị p/xạ bằng máy đếm).
Thí dụ: đánh dấu carbon của acetat CH3COOH bằng chất đồng vị 14C trong
các phân tử glucid, lipid, protid
KL: acetat là tiền chất chung của G,
L và P.
Độ nhạy của PP dùng chất đồng vị, nhất là đồng vị p/xạ rất cao, có thể
phát hiện tới 10-17 gam.


5. Khuyết tật di truyền
Thí dụ: thể đột biến mất gen chỉ huy sự STH một enzym
nhất định, do đó sự tích tụ và bài tiết cơ chất của
enzym bị thiếu. Ở cơ thể bình thường cơ chất đó (một
chất trung gian) ko bị tích tụ và bài tiết.
Thí dụ: sự bài tiết bất thường acid homogentisic (trong
bệnh alcapton niệu) tăng khi nuôi bằng phenylalanin
hay tyrosin (ko tăng khi dùng aa khác) dẫn đến kết

luận là acid homogentisic là sp CH trung gian của
chuyển hóa phenylalanin và tyrosin.