1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI

BỘ Y TẾ

ĐÀO HẢI HIỀN

KHẢO SÁT NỒNG ĐỘ AA TỰ DO TRONG MÁU
Ở BỆNH NHI CÓ HỘI CHỨNG RUỘT NGẮN
TẠI BỆNH VIỆN NHI TRUNG ƯƠNG
Chuyên ngành :
Mã số
:

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Y HỌC

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS.

HÀ NỘI – 2017


2

CHỮ VIẾT TẮT
ALTT

:

AMPK

:

AQC

:

BCAA

:

CCK

:

CH

:

ĐGĐ

:

EDTA

:

EN


:

GLP

:

GPT

:

HCRN

:

HCRN

: Hội chứng ruột ngắn

NEAA

:

NL

:

PN

:


SDD

:

TPN

:

TTDD

:

TTDD

:

UPLC

:

UV

:

VRHT

:


3


MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG


4

DANH MỤC HÌNH


5

DANH MỤC SƠ ĐỒ


6

ĐẶT VẤN ĐỀ
Hội chứng ruột ngắn (HCRN) được định nghĩa là sự mất (bẩm sinh hoặc
mắc phải) của một đoạn ruột non dẫn đến việc hấp thụ các chất dinh dưỡng
trong ruột không đủ. HCRN ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ có tỷ lệ biến chứng và tử
vong cao. Ngày nay, với tiến bộ của y học nên việc chẩn đoán và điều trị phẫu
thuật với những bệnh nhi có dị tật bẩm sinh ống tiêu hóa cao, cùng với sự có
mặt của các dịch nuôi ăn tĩnh mạch (PN) và các sản phẩm nuôi dưỡng đường
ruột (EN) nên tỷ lệ sống của bệnh nhi HCRN đã ngày càng được cải thiện
đáng kể trong 3 thập kỷ từ 53% đã tăng lên 94% ở trẻ sơ sinh và 89,7% trẻ
HCRN sống >15 năm [Goulet O, Baglin-Gobet S, Jais JP, Michel JL, JanD,
RicourC.Outcome and long-term growth after extensive small bowel,resection
in theneonatalperiod:asurvey of 87children.Eur J Pediatr Surg 2005;15:95–

101)], [Grosfeld JL, Rescorla FJ & West KW. Short bowel syndrome in
infancy and childhood. Analysis of survival in 60 patients. American Journal
of Surgery 1986; 151: 41–46].
Những trẻ mắc HCRN thường cần hỗ trợ dinh dưỡng đường tĩnh mạch
trong thời gian dài, nên làm tăng tỷ lệ nhiễm trùng (nhiễm khuẩn huyết), ứ
mật và đặc biệt là suy dinh dưỡng nặng do thiếu các chất dinh dưỡng (hậu quả
của suy giảm chức năng ruột sau cắt bỏ đoạn ruột) nên tỷ lệ tử vong cao ở trẻ
bị HCRN có kết hợp SDD nặng. Có rất nhiều yếu tố nguy cơ góp phần làm
tăng tỷ lệ biến chứng, bệnh tật và tử vong ở bệnh nhi HCRN như độ dài của
ruột còn lại, sự có mặt của van hồi manh tràng, tình trạng nhiễm khuẩn, kết
quả của PN cũng như biến chứng trong quá trình PN. Để bệnh nhi HCRN có
thể sống được thì ít nhất phải còn lại 15cm ruột non và còn van hồi manh
tràng hoặc ít nhất còn 40 cm ruột khi không còn van hồi manh tràng [Ariel U.
Spencer, Andreea Neaga, Brady West, Jared Safran. “ Pediatric Short Bowel


7

Syndrome. Redefining Predictors of Success”. Ann Surg. 2005 Sep; 242(3):
403–412]. Ngoài các yếu tố trên phải kể đến vai trò của Protien và các amino
acid (AA) tự do trong máu cũng góp phần vào yếu tố tiên lượng bệnh nhân.
Mohammed (2005) thấy bệnh nhân suy thận mạn khi nồng độ AA trong máu
thấp thì tình trạng nhiễm trùng tăng lên [Mohammed E Suliman, A Rashid
Qureshi, Peter Stenvinkel, Roberto Pecoits-Filho, Peter Ba´ra´ny, Olof
Heimbu¨rger, Björn Anderstam, Ernesto Rodríguez Ayala, José C Divino
Filho, Anders Alvestrand, and Bengt LindholmAm J Clin Nutr August 2005
vol. 82 no. 2 342-349]. Farida (2014), thấy bệnh nhân tự kỷ có sự giảm rõ rệt
các AA như leucine, isoleucine, phenylalanine, methionine, cysteine, serine,
tyrosin hydroxyproline, nhưng phosphoserine thì tăng cao [Farida M. ElBaz
cEgyptian Journal of Medical Human GeneticsVolume 15, Issue 2, April

2014, Pages 181–186 ]. Anders (…) nghiên cứu đánh giá sự thay đổi nồng độ
AA trong máu ở bệnh nhân ruột ngắn được nuôi dưỡng tĩnh mạch hoàn toàn
và nuôi dưỡng tĩnh mạch một phần thì thấy cả hai nhóm đều có sự tăng
glycine và giảm taurin có ý nghĩa thống kê.(PLASMA AMINO ACID
CONCENTRATIONS IN CHILDREN RECEIVING LOYG TERM TOTAL
PARENTERAL NUTRITION. Anders K. Dahlstrom, Marvin E. Ament,
Stuart A.Laidlaw, Joel D. 558 Koppel. Pediatric Departments, UCLA Medical
EiGF, Los Angeles, Karolinska Institute, Stockholm, Harbor Medical Center,
Torrance. Plasma amino acid (AA) concentrations were an). Tóm lại, AA là
thành phần cơ bản cấu tạo nên các phân tử protein, là tiền chất của nhiều chất
quan trọng trong cơ thể, nên AA có vai trò chủ yếu trong tham gia xây dựng
cấu trúc cơ thể, tổng hợp enzym tham gia chuyển hóa, tổng hợp các kháng thể
tham gia miễn dịch, các chất dẫn truyền thần kinh…. Ngoài ra AA có nhiều
chức năng điều tiết trong tế bào cũng như các chất dinh dưỡng cần cho sự
tăng trưởng, phát triển và sức khoẻ của con người (VD như arginine, alanine).


8

AA có vai trò trong điều hòa biểu hiện gene nên AA tham gia trong tất cả các
khâu của quá trình truyền đạt thông tin di truyền được mã hóa bởi gien thành
các sản phẩm protein, RNA.
Đánh giá và theo dõi các chất dinh dưỡng trong cơ thể có vai trò quan
trọng nhằm cung cấp kịp thời và đầy đủ các dưỡng chất để hạn chế tối đa tình
trạng thiếu hụt các chất dinh dưỡng do hậu quả cắt ruột. Bệnh nhân có bệnh lý
kém hấp thu ruột, sau khi chuyển từ PN sang ăn hoàn toàn bằng đường miệng
thì có ít nhất 70% thiếu ít nhất 1 loại vitamin, 77% thiếu ít nhất 1 loại vi chất,
68% thiếu vitamin D, 67% thiếu kẽm và 37% thiếu sắt 37% [Chi-fu Jeffrey
Yang, A.B.1,5, Debora Duro, M.D.2,5, David Zurakowski, Ph.D.3, Michele
Lee, A.B.4, Tom Jaksic, M.D., Ph.D.3,5, and Christopher Duggan, M.D.,

M.P.H.2,5 Published in final edited form as: J Pediatr. 2011 July ; 159(1): 39–
44.e1].
Tuy nhiên, hiện nay trên trẻ bị HCRN mới có các nghiên cứu về TTDD
và thiếu hụt một số yếu tố vi lượng mà chưa có nghiên cứu về đánh giá nồng
độ cũng như sự thay đổi các thành phần AA tự do trong máu của bệnh nhân để
từ đó có thể đưa các dung dịch nuôi ăn phù hợp cho trẻ nhằm đảm bảo cho trẻ
có được sự phát triển tối ưu, cải thiện chất lượng cuộc sống. Nên chúng tôi
tiến hành nghiên cứu đề tài này với mục tiêu:
1.

Khảo sát thực trạng nồng độ AA tự do trong máu bệnh nhi có hội

2.

chứng ruột ngắn
Đánh giá một số đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng của bệnh nhi
có hội chứng ruột ngắn

Với hy vọng kết quả thu được từ đề tài nhằm cung cấp số liệu cho việc
cung cấp các chất dinh dưỡng phù hợp, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị
bệnh nhân HCRN.


9

Chương 1

TỔNG QUAN
1.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ AMINO ACID


Không có chất dinh dưỡng nào có được mối quan tâm cũng như tầm
quan trọng của nó lớn nhất đối với sức khỏe con người đó là Protein đặc biệt
là các acid amin
1.1.1. Đặc điểm, phân loại của các amino acid trong cơ thể
1.1.1.1. Định nghĩa: amino acids là những phân tử hữu cơ chứa hai nhóm chức
amino và nhóm cacboxyl liên kết với nhau qua cacbon alpha [Đỗ Thị Thu;
(2005).Acid amin, hóa sinh học,nhà xuất bản y học; Hà Nội,chương 4, 37 .].
1.1.1.2. Phân loại amino acid:
Dựa vào nhu cầu của cơ thể, sự tăng trưởng hoặc cân bằng nitơ mà AA
được chia làm 3 nhóm [Wu G. Amino acids: metabolism, functions, and
nutrition. Amino Acids. 2009;37:1–17 and taken from lehninger’s principles
of biochemistry, 5th edition).
Nhóm AA thiết yếu (EAA- Essential amino acid): là những AA mà cơ thể
không thể tự tổng hợp được, do đó cơ thể phải lấy chúng từ thức ăn. Có 9
EAA cho trẻ em trong tổng số 20 AA, đó là: isoleucine, leucine, lysine,
methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, valine , histidine (cần cho
trẻ nhỏ và nhu cầu giảm dần khi trẻ lớn). Như vậy, EAA cần thiết về mặt dinh
dưỡng là những bộ xương cacbon không được tổng hợp bởi các tế bào động
vật, do đó phải được cung cấp từ chế độ ăn uống. Tuy nhiên, sự cần thiết của
một sộ EAA trong chế độ ăn (ví dụ arginine, glycine, proline, và taurine) còn
phụ thuộc vào loài và giai đoạn phát triển (2).
Nhóm AA không thiết yếu (NEAA-Nonessential amino acid): yếu tố then
chốt của phân loại này là tất cả các NEAA được cho là tự tổng hợp đầy đủ


10

trong cơ thể như chất nền để đáp ứng nhu cầu tổng hợp protein trong cơ thể:
alanine, asparagine, aspartate, glutamate, serine.
Nhóm AA thiết yếu theo điều kiện tình trạng cơ thể: cơ thể có thể tự tổng

hợp được nhưng cần cung cấp thêm từ bên ngoài trong một số hoàn cảnh
(ốm,sơ sinh….): arginine, cysteine, glutamine, glycine, proline, tyrosine.
Rõ ràng, chức năng tế bào và mô của AA vượt quá sự tổng hợp protein
(Hình 1) nên được xem xét trong các khuyến cáo về các yêu cầu dinh dưỡng
đối với động vật và con người.
Sự phân loại AA trước đây đã bỏ qua việc kiểm soát vai trò của AA đối
với dinh dưỡng và sự trao đổi chất. Gần đây, chứng cứ ngày càng gia tăng từ
nuôi cấy tế bào và các nghiên cứu trên động vật cho thấy một số NEAA (như
glutamine, glutamate và arginine) đóng vai trò quan trọng trong quá trình
chuyển tín hiệu tế bào, do đó điều chỉnh biểu hiện gen, lượng protein trong tế
bào, chuyển hóa chất dinh dưỡng, phản ứng chống oxy hoá và miễn dịch. Một
số phát hiện như chế độ ăn glutamine cần thiết cho tính toàn vẹn của niêm
mạc ruột và arginine cần thiết cho sự tăng trưởng tối đa của trẻ sơ sinh và sự
sống còn của phôi thai. Ngoài ra, glutamate, glutamine và aspartate là những
nhiên liệu chuyển hóa chủ yếu cho ruột non và chúng, cùng với glycine, điều
chỉnh chức năng thần kinh. Các nghiên cứu bổ sung cũng đã chỉ ra rằng
những động vật có vú ở thời kỳ nhỏ và giai đoạn mang thai không thể tổng
hợp đủ lượng NEAA để hỗ trợ sự sống còn của phôi thai / bào thai, sự phát
triển của trẻ sơ sinh cũng như sức khoẻ mạch máu và đường ruột. Hơn nữa,
trong số các EAA thì leucine kích thích sự tổng hợp protein và ức chế
proteolysis, tryptophan có vai trò điều chỉnh các chức năng thần kinh và miễn
dịch thông qua nhiều chất chuyển hóa, bao gồm serotonin và melatonin.
Hiện nay, người ta đã đề cập một khái niệm mới về chức năng AA. AA
được định nghĩa là chìa khóa để điều chỉnh các quá trình trao đổi chất nhằm


11

mục tiêu tăng cường sức khoẻ, sự sống còn, tăng trưởng, phát triển, sửa chữa
và tái tạo tổ chức ngoài ra còn cho cả quá trình tạo sữa, sinh sản của các sinh

vật [Guoyao Wu. “Functional Amino Acids in Growth, Reproduction, and
Health. Advances. Nutrition. 1: 31–37, 2010]. Do vậy, ngày nay cả NEAA và
EAA cần được xem xét trong chế độ ăn cân bằng để tối đa hoá sự tổng hợp
protein nhằm mục tiêu tối ưu hóa sức khoẻ và miễn dịch ở con người.
Dựa vào cấu trúc hóa học người ta chia làm 2 nhóm lớn (Amit kesel et
al; (2010). Amino acid structure, introduction to proteins, Taylor and francis
group, Albert house, 2, 73-74).
Nhóm amino acid chuỗi nhánh (BCAA) gồm: glycine, alanine, valine,
methionine, proline, leucine, isoleucine. Trong đó isoleucine, leucine và
valine, rất quan trọng cho việc xây dựng khối cơ của cơ thể, nó chỉ chiếm
1/30 tổng lượng Pr ăn vào nhưng chiếm đến 1/3 acid amin của protein cơ.
Nhóm có vòng thơm: phenylalanine, tyrosine, tryptophan
1.1.2. Chuyển hóa amino acid trong cơ thể


Hấp thu amino acid:
Quá trình hấp thu AA xảy ra tại ruột non (trường đại học Y Hà Nội, bộ
môn sinh lý;(2006). CHương 5: tiêu hóa ở ruột non, sinh lý học, xuất bản lần
5, nhà xuất bản y học, hà nội, tập 2, 349-350). Sản phẩm tiêu hóa cuối cùng
của protein ở ruột non là tri-peptid, di-peptid, acid amine. Các peptid sẽ được
các protein mang đặc hiệu khu trú ở diềm bàn chải vận chuyển các peptid
cùng với ion H+ vào trong tế bào ruột theo cơ chế đồng vận chuyển tích cực
thứ phát. Các peptid sau khi vào tế bào sẽ được chuyển thành AA dưới tác
dụng của peptidase nội bào, sau đó các AA vào máu theo cơ chế khuếch tán.
Các AA được hấp thu chậm hơn các peptid. Có 6 loại chất mang trên diềm
bàn chải để vận chuyển 6 loại AA tương ứng vào tế bào theo cơ chế đồng vận


12


chuyển với Na+, sau đó các AA sẽ qua màng đáy bên vào máu theo cơ chế
khuyếch tán.
Sự hấp thu AA xảy ra rất nhanh ở tá tràng và hỗng tràng nhưng chậm lại
ở hồi tràng. Khoảng 15% protein trong thức ăn sẽ đi xuống ruột già và được
tiêu hóa dưới tác dụng của vi khuẩn. Ở trẻ em một số protein chưa được tiêu
hóa cũng có thể được hấp thu theo cơ chế ẩm bào vào máu.
Ruột non

Máu

Sơ đồ 1.1. Tóm tắt quá trình hấp thu Amino Acid tại ruột non


Tổng hợp amino acid trong cơ thể:
Có 9 AA thiết yếu cơ thể không thể tổng hợp được mà phải được cung
cấp từ nguồn thức ăn và 6 AA bán thiết yếu cơ thể có thể tổng hợp được
nhưng số lượng không đủ trong một số trường hợp như đẻ non, trẻ nhỏ, người
bị ốm nên cần cung cấp thêm từ bên ngoài và cơ thể chỉ có thể tổng hợp đủ 5
AA không thiết yếu.
- Tổng hợp glutamate: được tạo thành bằng cách amin hóa α-cetoglutarat
với sự xúc tác của l-glutamat dehydrogenase. Pyruvat là chất trực tiếp cung
cấp acetyl CoA đưa vào chu trình acid citric để tạo α-cetoglutarat cho phản
ứng trên.


13

- Tổng hợp glutamin: được tạo thành do sự kết hợp giữa glutamate và
NH3 bằng liên kết amin nhờ sự xúc tác của enzyme glutamin synthetase.
- Tổng hợp prolin: tiền chất cho sinh tổng hợp prolin là glutamate. Quá

trỉnh tổng hợp prolin ngược lại với quá trình thoái hóa của nó.
- Tổng hợp alanine: được tạo thành nhờ quá trình trao đổi amin giữa
glutamate và pyruvate nhờ GPT xúc tác. Phản ứng thuận nghịch.
- Tổng hợp aspartate: sự trao đổi amin giữa glutamate và oxaloacetate
tạo aspartate. Enzym xúc tác lag GOT, phản ứng thuận nghịch.
- Tổng hợp asparagine: được tạo thành do sự kết hợp giữa aspartate và
NH3 với sự xúc tác của enzyme asparagine synthetase.
- Tổng hợp glycin: được tổng hợp bằng nhiều con đường từ CO 2 và NH3
với sự xúc tác của enzyme glycin synthetase hoặc từ serin với sự xúc tác của
enzyme serin hydroxymethyl transferase, ngoài ra glycin còn được tạo ra từ
choline và nhiều con đường khác..
- Tổng hợp serin: được tạo thành từ glycin theo phản ứng thuận nghịch như
trên, hoặc từ 3 phosphoglycerat chất trung gian của con đường đường phân.
- Tổng hợp tyrosin: được tạo thành từ phenylalanine nhờ phản ứng
hydroxyl hóa với sự xúc tác của phenylalanine hydroxylase, phản ứng một
chiều.
-

Tổng hợp cysteine: được tạo thành từ quá trình thoái háo của

methionine.
- Tổng hợp arginine: được tạo thành từ ornitin theo các phản ứng của
chu trình ure.
Sữa thường được coi là nguồn cung cấp đủ lượng AA cho trẻ sơ sinh.
Tuy nhiên kết quả của những nghiên cứu gần đây với lợn nái đang cho con bú


14

thấy sữa chỉ cung cấp 40% arginine cần cho nhu cầu tổng hợp. Thiếu arginine

ở lợn sữa từ 7 đến 21 ngày tuổi là yếu tố chính hạn chế sự tăng trưởng tối đa
của chúng Wu G, Knabe DA, Kim SW. Arginine nutrition in neonatal pigs. J
Nutr. 2004;134:S2783–90 ]. Bên cạnh arginine, lượng prolin trong sữa có thể
vào hệ tĩnh mạch cửa là không đủ nhu cầu proline cần cho việc tổng hợp
protein trong heo con. Do đó, lợn 7 ngày tuổi phải tổng hợp ít nhất 0,68 g
arginine / kg thể trọng [Wu G, Knabe DA, Kim SW. Arginine nutrition in
neonatal pigs. J Nutr. 2004;134:S2783–90 ]; [Wu G, Bazer FW, Burghardt
RC, Johnson GA, Kim SW, Knabe DA, Li XL, Satterfield MC, Smith SB, et
al. Functional amino acids in swine nutrition and production. In: Doppenberg
J, editor. Dynamics in animal nutrition. Wageningen (The Netherlands):
Wageningen Academic Publishers; 2010. p. 69–98]. Khi tiêm tĩnh mạch
proline cho chuột còn non, dựa trên tỷ lệ phân hủy(0.93 g /kg/ngày) thì quá
trình tổng hợp Pr chỉ xảy ra với lượng Proline ít nhất là (1,11 g /kg/ng) mới
đáp ứng được 60% nhu cầu của proline cần cho việc tổng hợp Pr. Ngoài ra,
dựa trên hàm lượng glycine và alanin trong sữa lợn nái, thì sữa cũng chỉ đáp
ứng nhiều nhất 23% và 66% nhu cầu tổng hợp protein ở lợn con, cần để tổng
hợp Pr thì ít nhất lợn con phải cần 0,71 g glycine và 0,18 g alanin / kg trọng
lượng cơ thể. Aspartate cộng với asparagine và glutamate cộng với glutamine
tương ứng là 23 và 42% trong tổng số NEAA trong sữa nái và nó chỉ cung cấp
được tương ứng là 8% và 9% aspartate và glutamate cần cho nhu cầu tổng
hợp protein ở lợn con bú.
[Wu G, Bazer FW, Burghardt RC, Johnson GA, Kim SW, Knabe DA, Li
XL, Satterfield MC, Smith SB, et al. Functional amino acids in swine
nutrition and production. In: Doppenberg J, editor. Dynamics in animal
nutrition. Wageningen (The Netherlands): Wageningen Academic Publishers;
2010. p. 69–98].


15


Khi xem xét việc sử dụng glutamine của các tế bào đường ruột và các
loại tế bào khác (bao gồm cả thận và bạch huyết bào), cung cấp chế độ ăn
nhiều glutamine cũng không đủ cho việc tổng hợp protein trong các mô ngoài
ruột của lợn con và tỷ lệ tổng hợp mới của glutamine rất cao ở lợn con bú sữa
mẹ (ít nhất 0,88 g /kg.ng), do vậy với chế độ ăn dựa vào bột ngô và đậu nành
điển hình không thể cung cấp đầy đủ lượng arginine, proline, aspartate,
glutamate, glutamine hoặc glycine đáp ứng cho nhu cầu ở lợn nái cần cho sự
tổng hợp protein ở lọn con đang tăng trưởng.
Cách thức tổng hợp arginine, glutamine, glutamate, và proline và alanine
hiện đã được nghiên cứu vì chúng có ý nghĩa quan trọng về dinh dưỡng và
sinh lý. Ngược lại, cách thức tổng hợp glycine trong cơ thể hiện ít được biết
đến mặc dù lý thuyết cho rằng glycine được tổng hợp từ serine, 81% serine từ
sữa được sử dụng cho sự lắng đọng protein và chế độ ăn phải cung cấp tối đa
0,32g serine thì mới có cho sự tổng hợp glycine ở lợn con. Do đó, 90%
glycine phải được tổng hợp từ tiền chất không phải là serine, tuy nhiên hiện
quá trình cũng như chất nền cần cho tổng hợp glycine phần lớn không được
biết. Những con đường trình bày ở sơ đồ 1.2 dự kiến sẽ có ý nghĩa về mặt
dinh dưỡng và sinh lý, vì tỷ lệ sử dụng glycine cao hỗ trợ việc tổng hợp
protein, creatine, N5-N10-methylene-tetrahydrofolate, nucleotides và các sản
phẩm nitơ khác. Như vậy, dị hóa EAA cần cho việc tổng hợp các NEAA [Wu
G, Bazer FW, Burghardt RC, Johnson GA, Kim SW, Knabe DA, Li XL,
Satterfield MC, Smith SB, et al. Functional amino acids in swine nutrition and
production. In: Doppenberg J, editor. Dynamics in animal nutrition.
Wageningen (The Netherlands): Wageningen Academic Publishers; 2010. p.
69–98].


16

Sơ đồ 1.2. Dị hóa EAA cho việc tổng hợp NEAA

Sơ đồ này cho thấy, hầu hết EAA trong thức ăn được dùng để tổng hợp
protein trong cơ thể. Ngược lại, chế độ ăn dựa trên bột ngô và đậu nành thông
thường không thể cung cấp đầy đủ lượng arginine, aspartate, glutamate,
glutamine, glycine, và proline cho việc tổng hợp tăng lượng protein ở lợn con,
do vậy các AA này phải được tổng hợp từ EAA.


Thoái hóa amino acid trong cơ thể
Các AA có nguồn gốc ngoại sinh hoặc nội sinh khi không được các mô
sử dụng hết để tổng hợp protein và một số chất khác thì sẽ bị thoái hóa. Mỗi
AA có con đường thoái hóa riêng với sự tham gia của một hệ thống enzyme.
Quá trình thoái hóa xảy ra chủ yếu ở gan và thận. Sản phẩm của quá trình
thoái hóa AA tạo ra một số chất trung gian có chức năng đối với tế bào, đặc
biệt là tạo ra các tiền chất cho các thành phần của tế bào, hoặc được sử dụng
để tổng hợp glucid, lipid và một số AA.


17

Phần lớn các AA đều mở đầu thoái hóa theo cách loại nhóm amin, một
số thoái hóa theo cách loại nhóm cacboxyl trước. Có hai con đường chính loại
nhóm amin là trao đổi amin và khử amin oxy hóa.
- Phản ứng trao đổi amin: phần lớn AA loại nhóm amin theo cách này.
Mất nhóm amin AA trở thành acid α-cetonic tương ứng, còn acid αcetoglutaric nhận nhóm amin trở thành acid glutamic. Enzym xúc tác cho
phản ứng là transaminase, đây là phản ứng thuận ngịch. Phản ứng này không
tạo ra NH3 tự do trong quá trình phản ứng.
- Phản ứng khử amin oxy hóa: là quá trình tách nhóm amin ra khỏi phân
tử acid amin dưới dạng NH3. Có nhiều quá trình khử amin của AA nhưng phổ
biến nhất là quá trình khử amin oxy hóa. Quá trình này gồm hai giai đoạn:
oxy hóa amin của AA và thủy phân tự phát AA tạo acid α-cetonic và NH3 tự

do. Với L-glutamat thì glutamate dehydrogenase có vai trò trung tâm trong
khử amin của AA. Với các AA khác enzyme xúc tác quá trình khử amin oxy
hóa là acid amin oxidase. Kết quả nhóm amin tách ra dưới dạng NH3 tự do.
- Phản ứng khử cacboxyl của AA được thực hiện tương đối dễ dàng tại
các mô tạo các amin tương ứng. Enzym xúc tác cho phản ứng này là
decacboxylase, các enzyme này đặc hiệu cho từng AA riêng biệt.
- Số phận của NH3: quá trình khử amin tạo ra NH3 tại các mô, NH3 kết
hợp với glutamate nhờ enzym glutamin synthetase tạo ra glutamin. NH3 tự do
là chất gây độc còn glutamin là chất không độc, đây chính là quá trình giải
độc của cơ thể và glutamin chính là chất vận chuyển NH3 quan trọng trong cơ
thể. Tại gan và thận glutamin được thủy phân giải phóng NH3, tại gan NH3 sẽ
được tổng hợp thành ure và đào thải ra ngoài, tại thận NH3 sẽ tạo thành NH4
rồi đào thải ra theo nước tiểu. Ở não sự tạo glutamin là con đường chủ yếu để
loại NH3. NH3 cũng được cơ thể sử dụng để tạo carbamyl phosphate là tiền
chất tổng hợp ure và các nucleotid có base pyrimidin.


18

- Số phận khung cacbon của AA: sau khi mất nhóm amin khung cacbon
còn lại của AA sẽ được chuyển thành các sản phẩm trung gian như pyruvate,
oxaloacetate, α-cetoglutarat, succinyl CoA, acetoacetyl CoA, acetyl CoA.
Các AA tạo oxaloacetate: aspartate, asparagine
Các AA tạo pyruvate: alanine, cysteine, threonine, glycin, serine
Cac AA tạo succinyl CoA: methionine, isoleucine, valine.
Các AA tạo α-cetoglutarat: glutamate, glutamine, prolin, arginine, histidine.
Các AA tạo acetyl CoA: tyrosine, tryptophan, lysine, phenylalanine, leucine.
Từ các nghiên cứu trên lợn cho thấy, một lượng lớn EAA và NEAA
trong chế độ ăn bị thoái hóa đầu tiên ở ruột non với <20% lượng AA được sử
dụng cho tổng hợp protein của tế bào niêm mạc ruột. Hầu hết glutamate,

aspartate, glutamine (67-70%) và prolin (30-40%) trong chế độ ăn được dị
hóa (thoái hóa) ở ruột non. Do đó, chỉ có 5% glutamate và aspartate, 30-33%
glutamine, và 60-65% prolin trong chế độ ăn đi vào tuần hoàn cửa chủ. Ở lợn
cũng như ở người, 40% arginine trong chế độ ăn được dị hóa đầu tiên ở ruột
non ở lần đầu tiên. Với các AA có trong chế độ ăn thì tỷ lệ dị hóa ở ruột non
lớn nhất đối với glutamate, tiếp theo là glutamine, aspartate và proline. Đặc
biệt ruột non sử dụng một lượng lớn glutamine chứ không phải glutamate
hoặc aspartate từ máu động mạch. Do đó, tổng lượng glutamine được sử dụng
ở ruột non lớn hơn là glutamate. Vi khuẩn chí đường ruột có thể dị EAA và
NEAA nhưng quá trình oxy hóa EAA trong các tế bào ruột thì có hạn. Các sản
phẩm nitơ của glutamate và glutamine gồm ornithine, citrulline, arginine,
proline, aspartate và alanine. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về quá trình oxy
hóa glutamat trong ruột nhưng những hiểu biết về hiệu quả của bổ sung
glutamate trong chế độ ăn đối với sự toàn vẹn và chức năng của niêm mạc
ruột, đặc biệt trong điều kiện stress thì còn nhiều hạn chế [Stoll B, Burrin DG.


19

Measuring splanchnic amino acid metabolism in vivo using stable isotopic
tracers. J Anim Sci. 2006;84:E60–72
1.1.3. Vai trò và chức năng của Amino acid trong cơ thể
1.1.3.1. Điều hòa gen và tổng hợp protein :


Tổng hợp Protein:
Tổng hợp Protein (Pr) là vai trò chính của Amino A cid (AA). AA là
thành phần cơ bản cấu tạo nên tất cả các protein trong cơ thể. Protein là thành
phần quan trọng và cần thiết cho quá trình tăng trưởng và phát triển của mọi
tế bào. Một số phân tử Pr, cơ chất nitơ có hoạt tính sinh học cao như các chất

dẫn truyền thần kinh (ví dụ γ-aminobutyrate, dopamine và serotonin),
hormone (thuốc epinephrine, norepinephrine, triiodothyronine và thyroxine),
chất giãn mạch, chất chống oxy hoá (glutathione, creatine, Melatonin,
melanin, và taurine), các chất cung cấp nhóm methyl, cũng như các chất điều
chỉnh chính của sự trao đổi chất, tăng trưởng, phát triển, phản ứng miễn dịch
và sức khoẻ.
Như vậy, Protein vừa đóng vai trò cấu trúc, cấu tạo nên nhiều enzyme
tham gia các phản ứng hóa học quan trọng, cấu tạo nên các phân tử kháng thể
tham gia đáp ừng miễn dịch, cấu tạo nên nhiều hooc mon tham gia điều hòa
nhiều quá trình sinh học. Ngoài ra Protid còn là nguồn cung cấp năng lượng
cho cơ thể Thông thường, cơ thể sử dụng CH và chất béo để sinh năng lượng,
nhưng khi cần thiết thì AA được chuyển hóa thành năng lượng.
Sự trao đổi chất của AA bị thay đổi trong điều kiện sinh lý, bệnh lý khác
nhau, dẫn đến thay đổi cân bằng nội môi cơ thể.
[Wu G, Bazer FW, Burghardt RC, Johnson GA, Kim SW, Knabe DA, Li
XL, Satterfield MC, Smith SB, et al. Functional amino acids in swine
nutrition and production. In: Doppenberg J, editor. Dynamics in animal


20

nutrition. Wageningen (The Netherlands): Wageningen Academic Publishers;
2010. p. 69–98.]


Vai trò điều hòa gen của amino acid
Điều hòa biểu hiện gen chính là điều hòa lượng sản phẩm của gen được
tạo ra trong tế bào nhằm đảm bảo cho hoạt động sống của tế bào phù hợp với
điều kiện môi trường cũng như sự phát triển bình thường của cơ thể.
Sự điều hòa biểu hiện gien bởi AA có thể xuất hiện trong tất cả các bước

của quá trình truyền đạt thông tin di truyền được mã hóa bởi gien thành các
sản phẩm protein, RNA.Các bước này bao gồm phiên mã,dịch mã và biến đổi
giải mã.
Hiện nay, có 2 AA được nghiên cứu nhiều nhất và phát hiện ra vai trò
điều hòa biểu hiện gen đó là glutamine và arginine. Bổ sung glutamine trong
chế độ ăn uống làm tăng sự biểu hiện gen của ruột (120-124%), là loại gen
cần cho sự phát triển của tế bào và loại bỏ các chất oxy hóa, và giảm (3475%) sự biểu hiện của các gen thúc đẩy oxy hóa mạnh và kích hoạt miễn dịch
[Wang J, Chen L, Li P, Li X, Zhou H, Wang F, Li D, Yin Y, Wu G. Gene
expression is altered in piglet small intestine by weaning and dietary
glutamine supplementation. J Nutr. 2008;138:1025–32].
Bổ sung arginine trong khẩu phần làm giảm nồng độ mRNA đối với
protein 1 mang acid béo, glycogenin, protein phosphotase 1B, caspase 1 và 2
và lipase ở gan, nhưng tăng biểu hiện của PPAR-γ, heme oxygenase 3,
glutathione synthetase, insulin growth factor II, thụ thể sphingosine-1phosphate, protein kinase kích hoạt AMP (AMPK) và protein gây stress bao
gồm Pr ở mô mỡ, gây béo phì ở chuột non. Ở mô mỡ của chuột trưởng thành,
không có tổng hợp các axit béo do thiếu acetyl-CoA carboxylase, nhưng
arginine làm tăng độ phân giải lipid trong mô này. Do đó, sự biểu hiện tăng
cường của PPAR-γ không góp phần gây ra sự tạo mỡ ở chuột béo phì trưởng


21

thành. Phân tích sinh hóa đã cho thấy rằng oxy hóa mạnh ở con chuột bị béo
phì có thể được ngăn ngừa bằng cách bổ sung arginine. Ngoài ra, việc điều
chỉnh gen ty thể do arginine tạo ra cơ chế tăng oxy hóa axit béo chuỗi dài và
glucose trong các mô nhạy cảm với insulin. [Jobgen W, Fu WJ, Gao H, Li P,
Meininger CJ, Smith SB, Spencer TE, Wu G. High fat feeding and dietary Larginine supplementation differentially regulate gene expression in rat white
adipose tissue. Amino Acids. 2009;37:187–98].



Amino Acid

là tiền chất của nhiều hợp chất khác: (biochemistry and

nutrition/Guoyao Wu)
Tổng hợp porphyrin (từ porphyrin tạo hem, hem có trong thành phần của
hemoglonin, myoglobin, cytochrome).
Tổng hợp purin và pyrimidin: glycin, aspartate, glutamin có thể cả serin
cần thiết cho tổng hợp purin, aspartate cần cho tổng hợp pyrimidin. Các base
purin và pyrimidin là thành phần cấu tạo của acid nucleic, nucleosid
phosphate…
Tổng hợp acid nicotinic: cơ thể con người có thể tổng hợp được nicotinic
(vitamin pp) từ tryptophan.
Tạo ethanolamine và choline: serin bị khử cacboxyl thành ethanolamine.
Chất này lần lượt thêm 3 gốc methyl thành choline. Serin, ethanolamine,
choline có trong thành phần cấu tạo của các phospholipid. Các phospholipid
là thành phần quan trọng của lipoprotein tế bào, ngoài ra chúng là thành phần
cấu tạo của các lipoprotein huyết tương đóng vai trò vận chuyển mỡ từ gan tới
các mô, tránh ứ đọng mỡ ở gan. Thiếu choline là một trong những nguyên
nhân gây thoái hóa mỡ gan.
Tổng hợp creatin: arginine, glycin, methionine tham gia vào sự tổng hợp
creatin. trong cơ thể creatin tồn tại dưới 2 dạng, dạng tự do và
creatinphosphat. Creatinphosphat là dạng dự trữ năng lượng của cơ thể ở
trong cơ.


22

Tổng hợp glutathione: được tổng hợp từ glutamate, cysteine, glycin. Nhờ
khả năng oxy hóas khử của mình mà glutathione có khả năng giúp hoạt hóa

một số enzyme và bảo vệ lipid chống hiện tượng tự oxy hóa của lipid.
Tạo taurin: taurin là sản phẩm thoái hóa của cysteine. Tại gan các acid
mật liên hợp với taurin hoặc glycin tạo các acid mật liên hợp, các acid mật
được trung hòa bởi Na+ hoặc K+ để tạo các muối mật. Các muối mật giúp nhũ
tương hóa lipid tạo điều kiện cho lipase của ống tiêu hóa hoạt động dễ dàng.
1.1.3.2. Chức năng điều tiết:
Ngoài việc đóng vai trò cấu thành của protein, AA còn có nhiều chức
năng điều tiết trong tế bào cũng như các chất dinh dưỡng cần cho sự tăng
trưởng, phát triển và sức khoẻ của con người. Trong vai trò điều hòa chuyển
hóa các chất dinh dưỡng, phải kể đến vai trò của arginine. Arginine là hoạt
chất gây biến đổi của NAG synthase,một enzyme ty thể chuyển glutamate và
acetyl-CoA thành NAG.Vì vậy arginine và glutamate duy trì chu trình ure ở
gan tham gia giải độc nhóm amoni. Alanin ức chế pyruvate kinase vì vậy nó
điều chỉnh quá trình tân tạo đường và phân hủy đường để đảm bảo mạng lưới
sản xuất glucose của tế bào gan trong quá trình giáng hóa thức ăn. Với vai trò
của AA trong điều hòa biểu hiện gene thì AA tham gia trong tất cả các bước
của quá trình truyền đạt thông tin di truyền được mã hóa bởi gien thành các
sản phẩm protein, RNA. Các bước này bao gồm phiên mã,dịch mã và biến đổi
giải mã.
Mỗi một cơ quan, tổ chức trong cơ thể cần một số loại AA cần thiết
nhằm đảo bảo cho hoạt động chức năng của các cơ quan tổ chức đó. Ví dụ
Acid amin histidine làm cho các enzyme được sử dụng để sản sinh ra các tế
bào hồng cầu và duy trì các dây thần kinh khỏe mạnh. Tyrosine là cần thiết để
tổng hợp các hoóc môn tuyến giáp, trong khi methionine làm SAMe, hoặc Sadenosylmethionine. SAMe là thiết yếu cho sự trao đổi chất DNA và chất dẫn


23

truyền thần kinh. … Ba AA là axit glutamic, cysteine và glycine kết hợp
thành glutathione, chất chống oxy hoá

1.1.3.3. Một số chức năng khác của Amino Acid (Function amino acid –FAA
Vai trò điều hòa đáp ứng miễn dịch: thông qua việc điều hòa tăng sinh
các tế bào lymphocyte, tăng sản xuất cytokine, kháng thể, đại thực bào.
Hỗ trợ chức năng tiêu hóa: Nguồn năng lượng chính cho tế bào ruột non
(glutamin, glutamate…). Ức chế sự tiêu và giáng hóa ptotein trong tế bào.
Làm rỗng thức ăn trong dạ dày và tham gia tạo nhu động của ruột non. Kết
hợp với taurin và glycin tạo điều kiện tiêu hóa và hấp thu chất béo dễ dàng.
Điều hòa sự tăng trưởng và chuyển hóa của hệ vi sinh vật trong ruột non.
Chống oxi hóa và loại các chất độc ra khỏi cơ thể: Tổng hợp các enzyme
chống oxi hóa ( glutathione peroxidase, H 202 peroxidase). Loại bỏ ammoniac
và các sinh vật lạ. Tham gia phản ứng chống viêm. Điều chỉnh quá trình chết
tế bào và sự lão hóa
Tổng hợp và bài tiết một số hormone: hooc mon tuyến giáp, insulin,
glucagon..
Tổng hợp một số chất dẫn truyền thần kinh: serotonin, -aminobutyrat,
dopamine, acetylcholine…
Làm lành các tổn thương sau phẫu thuật hoặc chấn thương: thông qua
vai trò tổng hợp collagene, NO, polyamine..
Do thành phần của AA trong cơ thể giữa các loài tương tự nhau nên các
kết quả nghiên cứu thực nghiệm trên động vật có ý nghĩa lớn trong ứng dụng
cho con người. Dựa trên các kết quả nghiên cứu từ lợn nái đang nuôi con cho
thấy việc cung cấp arginine từ sữa người không đủ cho sự tăng cường protein
tối ưu ở trẻ bú mẹ. Điều này đòi hỏi phải tổng hợp arginine nội sinh từ
glutamate, glutamine, và proline ở trẻ sơ sinh. Arginine cải thiện sự hồi phục


24

niêm mạc ruột tổn thương ở lợn do vậy, bổ sung chất arginine ngăn ngừa viêm
ruột hoại tử ở trẻ non tháng đặc biệt ở người có enzyme arginine tổng hợp

kém hay lượng arginine không đủ [Amin HJ, Zamora SA, McMillan DD, Fick
GH, Butzner JD, Parsons HG, Scott RB. Arginine supplementation prevents
necrotizing enterocolitis in the premature infant. J Pediatr. 2002;140:425–31].
Thiếu hụt glutamine trong thức ăn làm suy giảm tín hiệu tế bào và dẫn đến teo
ruột ở cả heo con và trẻ sơ sinh [Marc Rhoads J, Wu G. Glutamine, arginine,
and leucine signaling in the intestine. Amino Acids. 2009;37:111–22]. Do sự
khác nhau về nhu cầu AA trong khẩu phần ăn giữa các loài nên cần phải chú ý
đến lượng AA thích hợp cho con người từ việc ngoại suy trên động vật thực
nghiệm. Tuy nhiên, kiến thức mới về hóa sinh và sinh lý học của AA đã mang
lại kết quả nghiên cứu cải tiến để cải thiện sức khoẻ con người. Từ kết quả
nghiên cứu thực nghiệm thấy bổ sung với AA (glutamine, arginine, và Nacetyl-cysteine) cải thiện khả năng chống oxy hóa và chức năng miễn dịch ở
cả người và động vật. Các nghiên cứu trên lợn, cừu và chuột cũng đã chứng
minh rằng glutamine và arginine làm tăng sự sống còn, tăng trưởng và phát
triển phôi thai, bào thai và trẻ sơ sinh cũng như sự phục hồi, tính toàn vẹn và
chức năng của ruột. Ngoài ra, arginine cải thiện tình trạng béo phì, tăng
đường huyết, rối loạn lipid máu, cao huyết áp, rối loạn chức năng tim mạch,
và các vấn đề khác của hội chứng chuyển hoá ở người và động vật, tăng
trưởng mô nạc, chữa lành vết thương, sức mạnh cơ bắp và phân giả glycogen.
Nhìn chung, những phát hiện về FAA đã đem lại ứng dụng trong việc tăng
cường sức khoẻ con người và ứng dụng trong thực hành lâm sàng.


25

Hình 1.1. Vai trò của AA tác động đối với các cơ quan tương ứng trong cơ thể
(Healing with Amino Acids, Pain & Stress Publications, 1998)