Bài thuyết trình
Môn: Hóa Sinh
CHUYỂN HÓA GLYCOGEN –
RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA GLUCID
NHÓM 2 – ĐH DƯỢC

GIÁO VIÊN


I. KHÁI NIỆM GLYCOGEN
Glycogen là một đại phân tử polysaccharide đa nhánh của glucose
Vai trò làm chất dự trữ năng lượng trong cơ thể động vật
Giống tinh bột: vì cũng gồm 2 liên kết alpha-D 1-4 và alpha-D 1-6
glucoside.
Khác tinh bột ở chỗ là có nhiều nhánh rẽ hơn, cứ từ 8-10 phân tử
glucose thì có 1 liên kết nhánh alpha-D 1-6
Glycogen có nhiều ở gan (chiếm 5-7% khối lượng của gan), và chiếm 2%
khối lượng của cơ.




II. ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA
GLUCID
1. Đường huyết được ổn định nhờ sự cân bằng của 2 nguồn:
- Nguồn bổ sung:
+ Nguồn glucid ngoại sinh (từ thức ăn)
+ Nguồn nội sinh: do phân giải glycogen và tân tạo glucose ở khoảng
giữa các bữa ăn.
- Nguồn sử dụng: ở các tổ chức, các mô quan trọng nhất là ở mô cơ,
mô mỡ, mô thần kinh và tổng hợp glycogen dự trữ ở tất cả các tổ chức

(nhiều nhất ở gan và cơ)
Glucose được liên tục lọc qua cầu thận và được tái hấp thu hoàn toàn
qua ống thận. Khi lượng glucose máu vượt quá ngưỡng thận (khoảng


II. ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA
GLUCID
2. Cơ chế điều hòa đường huyết
- Gan đóng vai trò rất quan trọng trong điều hòa đường huyết
- Hệ thống nội tiết điều hòa chính xác và nhanh chóng qua hệ thần kinh
trung ương, gồm 2 hệ thống đối lập nhau:
+ Làm giảm đường huyết: insulin
+ Làm tăng đường huyết: adrenalin, glucagon, và hormone của các
tuyến khác
Biểu hiện tăng đường huyết có thể do thiếu insulin hay thừa các
hormone tăng đường huyết, ngược lại giảm đường huyết có thể do
thừa insulin hay thiếu các hormone tăng đường huyết.


Một số hormone điều hòa đường
huyết
a) Glucagon
Khi đường huyết giảm thì glucagon được tế bào alpha của tụy tiết ra và tác
động lên gan kích thích gan phân giải glycogen thành glucose vào máu.
b) Insulin
Do tế bào beta đảo Langerhans tuyến tụy tiết ra, làm tăng tính thấm của
màng tế bào đối với glucose, làm tăng sử dụng glucose ở tất cả các mô cơ
thể => làm giảm đường huyết.
c) Adrenalin
Sự co cơ hoặc sự kích thích thần kinh khiến tủy thượng thận giải phóng

Adrenalin => Adrenalin kích thích gan và cơ phân giải glycogen cung cấp
năng lượng.


Một số hormone điều hòa đường
huyết

d. Thyroxin:

Hormone tuyến giáp làm tăng hấp thu glucose ở ruột, tăng phân ly glycogen ở
gan => làm tăng đường huyết.
e. Glucocorticoid (hormone vỏ thượng thận):
Làm tăng đường huyết bằng cách tăng tân tạo glucose, tăng hấp thu glucose ở
ruột, tăng phân ly glycogen.
f. Hormone tăng trưởng:
Hormone tuyến yên trước làm giảm nhập glucose vào các mô, giảm tổng hợp
glycogen, tăng phân ly glycogen, do đó làm tăng đường huyết.
g. ACTH (hormone kích thích vỏ thượng thận):
Tiết hormone steroid trong đó có glycocorticoid (gây tăng đường huyết).


III. CHUYỂN HÓA GLYCOGEN
1. Tổng hợp Glycogen
a. Mạch thẳng
b. Mạch nhánh
2. Thoái hóa Glycogen (Cơ chế hoạt động của glycogen)
a. Mạch thẳng
b. Mạch nhánh



1. Tổng hợp Glycogen
Xảy ra ở mọi tổ chức nhưng mạnh nhất là ở gan và cơ xương.
Ở gan glycogen đóng vai trò dự trữ glucose và sẵn sàng cung cấp
glucose cho các tổ chức khác sử dụng, đồng thời nó đảm bảo đường
huyết ổn định trong máu kể cả thời điểm xa bữa ăn.
Ở cơ, glycogen được dùng để thoái hóa thành glucose theo con đường
Đường phân, cung cấp năng lượng ATP cho sự co cơ.


1. Tổng hợp Glycogen
Quá trình tổng hợp glycogen bắt đầu từ G6P là sản phẩm do phản ứng
phosphoryl hóa glucose xúc tác bởi hexokinase (ở gan) và glucose
kinase (ở cơ):
D-glucose + ATP → D-glucose-6-phosphat +ADP


1. Tổng hợp Glycogen
Từ G6P, nó được đồng phân hóa thuận nghịch thành G1P nhờ
phosphoglucomutase:
Glucose-6-phosphat ↔ Glucose-1-phosphat


Tiếp theo là phản ứng then chốt nhất trong quá trình tổng hợp
glycogen: Phản ứng tạo UDPG (UDP-glucose) xúc tác bởi UDPG
pyrophosphorylase:
Glucose-1-phosphat + UTP → UDP-glucose + PPi

UDPG chính là chất cho gốc
glucose trong quá trình tổng
hợp glycogen dưới tác dụng

của glycogen synthase.


a) Tổng hợp Glycogen mạch thẳng
Trường hợp đã có sẵn mạch glycogen: Enzym glycogen synthase xúc
tiến việc chuyển gốc glycosyl từ UDPG tới gắn vào đầu không khử (C4)
của một phân tử glycogen có n gốc glucose có sẵn để tạo thêm một
liên kết mới (alpha-1→4) glucoside, nghĩa là tạo thành glycogen có n+1
gốc glucose.


a) Tổng hợp Glycogen mạch thẳng
Trường hợp không có sẵn mạch glycogen:
Vì Glycogen synthetase không có khả năng tổng hợp
glycogen từ đầu mà chỉ có thể kéo dài mạch glycogen bằng
liên kết 1→4 nên lúc này sự tổng hợp từ đầu 1 phân tử
glycogen cần phải có một chất mồi protein gọi là
glycogenin. Quá trình tổng hợp gồm 5 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Một gốc glucose từ UDPG gắn vào gốc
Tyrosin194 của glycogenin nhờ xúc tác protein tyrosineglucosyl transferase.
Giai đoạn 2: Tạo phức hợp của glucogenin đã gắn glucose
với glycogen synthase theo tỉ lệ 1:1.


a) Tổng hợp Glycogen mạch thẳng
Giai đoạn 3: Kéo dài chuỗi glucan lên đến 7 gốc glucose hoặc
hơn, mỗi glucose mới gắn vào đều bắt nguồn từ UDPG và đó là
những phản ứng tự xúc tác thông qua glycosyl transferase của
glycogenin.
Giai đoạn 4: Glycogen synthase tách dần khỏi glycogenin.

Giai đoạn 5: Sự kết hợp giữa glycogen synthase và enzyme gắn
nhánh cho ra phân tử glycogen hoàn chỉnh. Cuối cùng,
glycogenin vẫn gắn vào phân tử glycogen vừa tạo thành.


b) Tổng hợp Glycogen mạch nhánh
Khi tạo thêm ít nhất 6
phân tử glucose thì
enzyme
gắn
nhánh
amylose (1→4 và 1→6) –
transglycosylase có tác
dụng vừa cắt đứt liên kết
(alpha-1→4)
glycoside
của đoạn glycogen mới
tạo ra, vừa chuyển đến
gắn vào OH của C6 của
gốc glucose trên cùng một
chuỗi hay chuỗi khác tạo
ra một điểm nhánh mới
(alpha-1→6) trong quá
trình sinh tổng hợp
glycogen.


2. Thoái hóa Glycogen
Ở cơ khi hoạt động, sự tiêu hao năng lượng đòi hỏi phải được cung cấp
một lượng lớn glucose để thoái hóa. Ngoài nguồn glucose do máu mang

đến, tế bào cơ phải thoái hóa rất mạnh glycogen dự trữ để tạo glucose-6phosphat cho quá trình đốt cháy.
Ở mô gan, sự thoái hóa glycogen ngoài mục đích cung cấp glucose cho
chính nó còn tạo ra lượng lớn glucose tự do theo máu để cung cấp cho các
mô khác. Ở thời điểm xa bữa ăn (lúc đói), sự thoái hóa glycogen ở gan có
vai trò quan trọng trong sự điều hòa hàm lượng glucose trong máu.


a) Thoái hóa Glycogen mạch thẳng
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
alpha 1→4 glucosid với sự
tham gia của phosphate (Pi)
tạo thành alpha D-Glucose-1phostphat (G1P) và chuỗi mạch
thẳng của phân tử glycogen
ngắn đi một phân tử glucose.


a) Thoái hóa Glycogen mạch thẳng
Quá trình này được lặp lại
nhiều lần, tách dần từng gốc
glucose dưới dạng G1P cho
đến khi mạch thoái hóa chỉ
còn lại 4 đơn vị glucose tại
một điểm nhánh (alpha 1→6)
thì dừng lại.



b) Thoái hóa Glycogen mạch nhánh
Sau đó, enzyme cắt nhánh thể hiện
hoạt tính chuyển nhánh sẽ cắt một
đoạn 3 đơn vị glucose của đoạn còn
lại, bằng cách thủy phân liên kết alpha
1→4 glucosid giữa glucose thứ nhất
và thứ hai tính từ gốc nhánh, rồi
chuyển đoạn có 3 đơn vị glucose đó
gắn vào đầu một chuỗi thẳng khác
bằng cách tạo một liên kết alpha 1→4
glucosid khác.


b) Thoái hóa Glycogen mạch nhánh
Nhánh glycogen mới gắn này sẽ
tạo điều kiện cho enzyme
phosphorylase tiếp tục cắt.
Phần mạch nhánh còn lại chỉ
còn một đơn vị glucose với liên
kết alpha 1→6 glucosid. Như
vậy, sản phẩm của quá trình
thủy phân mạch thẳng của
phân tử glycogen là các phân
tử glucose 1 phosphat (G1P).


b) Thoái hóa Glycogen mạch nhánh
Khi mạch nhánh chỉ còn lại một gốc
glucose, enzyme cắt nhánh thể hiện hoạt
tính amylo 1→6 glucosidase, thủy phân

liên kết alpha 1→6 glucosid của gốc
glucose còn lại ở nhánh để giải phóng
glucose tự do.
Ở các mô, G1P sẽ được đồng phân hóa
nhờ enzyme phosphoglucomutase để tạo
thành glucose 6 phosphat (G6P). Ở mô
gan, phần lớn G6P sẽ bị thủy phân nhờ
tác dụng của enzyme glucose 6 phosphat
để tạo thành glucose tự do, thấm qua
màng tế bào, vào máu tuần hoàn.


III. RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA
GLUCID
1. Định nghĩa rối loạn chuyển hóa Glucid.
Rối loạn chuyển hoá glucid được phản ánh ở lượng glucose máu: tăng
hoặc giảm .
2. Các bệnh do rối loạn chuyển hóa Glucid.
3. Cơ chế bệnh sinh của bệnh đái tháo đường.


2. Các bệnh do rối loạn chuyển hóa
Glucid
a. Bệnh đái tháo đường tụy
Có hai dạng đái tháo đường tụy: type 1 được gọi là type trẻ vì xảy ra ở trẻ em
và người nhỏ tuổi, type 2 xảy ra ở người lớn tuổi và đặc biệt có thể trạng mập.
b) Bệnh rối loạn chuyển hóa glycogen: Một số enzym trong quá trình thoái hóa
glycogen bị giảm hoặc mất hoạt tính xúc tác do thiếu hụt hay sai lệnh về cấu
trúc (bệnh Von Gierke do thiếu G-6-Pase) dẫn đến tình trạng ứ đọng glycogen
hoặc sản phẩm thoái hóa dở dang của ở các tổ chức, đặc biệt là ở gan và cơ.

Biểu hiện thường gặp trên lâm sàng là: gan to, rối loạn hoạt động cơ, hạ đường
huyết khi đói.