Giáo trình Lý thuyết hóa sinh (Ngành: Kỹ thuật phục hình răng - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Y tế Thanh Hoá

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Lý thuyết hóa sinh (Ngành: Kỹ thuật phục hình răng - Trình độ: Cao đẳng)" trình bày những nội dung chính như sau: Đại cương về hóa sinh học; hóa sinh hormon; hóa sinh enzym; năng lượng sinh học và phosphoryl hóa; hoá học và chuyển hoá glucid; hoá học và chuyển hoá lipid; hoá học và chuyển hoá protid;... Mời các bạn cùng tham khảo giáo trình!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lý thuyết hóa sinh (Ngành: Kỹ thuật phục hình răng - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Y tế Thanh Hoá

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH THANH HÓA TRƢỜNG CAO ĐẲNG Y TẾ GIÁO TRÌNH LÝ THUYẾT MÔN HỌC: HÓA SINH NGÀNH: KỸ THUẬT PHỤC HÌNH RĂNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG CHÍNH QUY Ban hành kèm theo Quyết định số: 549, ngày 09 tháng 08 năm 2021 Của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Y tế Thanh Hóa Thanh Hóa, năm 2021
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Trường Cao đẳng Y tế Thanh Hoá có bề dày lịch sử đào tạo các thế hệ cán bộ Y - Dược, xây dựng và phát triển hơn 60 năm. Hiện nay, Nhà trường đã và đang đổi mới về nội dung, phương pháp và lượng giá học tập của học sinh, sinh viên nhằm không ngừng nâng cao chất lượng đào tạo. Để có tài liệu giảng dạy thống nhất cho giảng viên và tài liệu học tập cho học sinh, sinh viên; Đảng uỷ - Ban Giám hiệu Nhà trường chủ trương biên soạn tập bài giảng của các chuyên ngành mà Nhà trường đã được cấp phép đào tạo. Tập bài giảng Hóa sinh được các giảng viên Bộ môn Xét nghiệm Y học biên soạn dùng cho hệ Cao đẳng KT Phục hình răng chính quy dựa trên chương trình đào tạo của Trường ban hành năm 2021, Thông tư 03/2017/BLĐTBXH ngày 01 tháng 3 năm 2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động thương binh xã hội. Môn học Hóa sinh cung cấp một số khái niệm cơ bản về hóa sinh, các chuyển hóa cơ bản trong cơ thể con người và giải thích được một số bệnh lý liên quan đến chuyển hóa. Làm môn cơ sở cho cho các môn chuyên ngành. Tuy nhiên trong qua trình biên soạn tập bài giảng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tập thể biên soạn xin ghi nhận các ý kiến đóng góp xây dựng của các nhà quản lý, đồng nghiệp, độc giả và học sinh, những người sử dụng cuốn sách này để nghiên cứu bổ sung cho tập bài giảng ngày càng hoàn thiện hơn. Thanh Hóa, năm 2021 Tham gia biên soạn 1. ThS.BS. Mai Văn Bảy Chủ biên 2. ThS. Nguyễn Văn Tùng 3. ThS. Mai Thị Hiếu 4. CN. Lường Tú Huy 5. ThS. Cao Thắng
MỤC LỤC Trang Bài 1: Đại cương về hóa sinh học 1 Bài 2: Hóa sinh Hormon 6 Bài 3: Hóa sinh Enzym 13 Bài 4: Năng lượng sinh học và Phosphoryl hóa 22 Bài 5: Hoá học và chuyển hoá glucid 32 Bài 6: Hoá học và chuyển hoá lipid 50 Bài 7: Hoá học và chuyển hoá protid 62 Bài 8: Hoá học và chuyển hoá hemoglobin 76 Bài 9: Hoá sinh thận và nước tiểu 84 Bài 10: Hoá sinh hệ thống gan mật 96 Bài 11: Hóa sinh máu và các dịch sinh vật 104
CHƢƠNG TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: HÓA SINH Mã môn học: MH 13 I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔN HỌC - Vị trí: Thuộc khối kiến thức cơ sở ngành - Tính chất: Môn học này cung cấp một số khái niệm cơ bản về hóa sinh, các chuyển hóa cơ bản trong cơ thể con người và giải thích được một số bệnh lý liên quan đến chuyển hóa. Làm môn cơ sở cho cho các môn chuyên ngành. II. MỤC TIÊU MÔN HỌC 1. Kiến thức - Trình bày được các khái niệm về hóa sinh và thành phần các chất trong cơ thể. - Nêu được vai trò và quá trình chuyển hóa của các chất Glucid, Lipid, Protid. các nguyên nhân gây rối loạn chuyển hóa các chất. - Nêu được chức năng chuyển hóa của các cơ quan và dấu hiệu bệnh lý gây ra. 2. Kỹ năng - Vận dụng được kiến thức đã học trong học tập các môn y học lâm sàng - Vận dụng được kiến thức hóa sinh trong thực hành nghề nghiệp. 3. Năng lực tự chủ và trách nhiệm Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ trong công tác Nội dung của môn học:
BÀI 1: ĐẠI CƢƠNG VỀ HOÁ SINH HỌC GIỚI THIỆU Sự sống là hiện tượng trao đổi chất liên tục, hiện tượng này liên quan mật thiết với các quá trình chuyển hóa vật chất. Môn học này được hình thành trên cơ sở của sinh học và hóa học. Nó còn liên quan mật thiết với tế bào học vì hầu hết các phản ứng hóa học đều xảy ra ở tế bào MỤC TIÊU 1. Nêu được 4 vai trò của Hóa sinh trong Y học. 2. Trình bày được vai trò của muối và nước trong cơ thể NỘI DUNG 1. ĐẠI CƢƠNG 1.1. Định nghĩa hóa sinh đại cương Hóa sinh là môn học nghiên cứu về thành phần hóa học của cơ thể sống, sự chuyển hóa của các phân tử sinh học trong tế bào của cơ thể. 1.2. Nội dung hóa sinh học Môn học này được hình thành trên cơ sở của sinh học và hóa học. Nó còn liên quan mật thiết với tế bào học vì hầu hết các phản ứng hóa học đều xảy ra ở tế bào.Tế bào là đơn vị hợp thành của cơ thể sống, có những đặc điểm chung nhưng tế bào của những cơ thể khác nhau, tế bào của từng loại mô trong cơ thể có sự khác biệt về cấu trúc và chức năng. Chính những sự chuyên biệt của các tế bào và quá trình tiến hóa tự nhiên đã dẫn đến sự khác biệt đa dạng và tạo nên những quá trình hóa sinh đặc hiệu. Sự sống là hiện tượng trao đổi chất liên tục, hiện tượng này liên quan mật thiết với các quá trình chuyển hóa vật chất. Những quá trình này được điều chỉnh nhịp nhàng ăn khớp với nhau, bảo đảm cho nội môi của cơ thể luôn ở trạng thái động và cũng luôn ở thể ổn định. Hóa sinh học gồm hai phần: Hóa sinh tĩnh - Hóa sinh động. - Hóa sinh tĩnh: Dựa vào các phương pháp lý hóa hiện đại để mô tả cấu tạo của cơ thể sống ở mức độ phân tử. - Hóa sinh động: Nghiên cứu các quá trình chuyển hóa, số phận của các chất khi vào cơ thể, tính đặc hiệu của những phản ứng sinh học như phản ứng giữa Enzym và cơ chất, giữa Hormon và các chất tiếp nhận. 1.3. Vai trò của hóa sinh trong Y học: - Hóa sinh nghiên cứu chức phận của cơ thể, nhiệm vụ của từng tế bào, mô, sự liên quan giữa chúng với nhau. - Hóa sinh giúp Y học tìm hiểu một số bệnh sinh do thay đổi bệnh lý về chuyển hóa các chất. 1
- Hóa sinh giúp Y học tìm hiểu cơ chế tác dụng của thức ăn hoặc thuốc vào cơ thể để tìm ra những nguyên tắc cơ bản về dinh dưỡng, vệ sinh dự phòng và điều trị bệnh. - Đối với giải phẫu và mô học: Hóa sinh là cơ sở chung của mối liên quan giữa hình thái và chức phận. 2. Thành phần hóa học của cơ thể: 2.1. Các nguyên tố chính: Bao gồm 5 Nguyên tố: Carbon, hydro, Oxy, nitơ và calci. 5 nguyên tố này chiếm tới 97,5% thân trọng. 2.2. Các nguyên tố vi lƣợng: - Manga, silic, fluor, đồng, kẽm v.v, chiếm tỉ lệ dưới 0,01% thân trọng. 2.3. Nƣớc, hợp chất vô cơ, hợp chất hữu cơ. Được cấu tạo bởi các nguyên tố chính và các nguyên tố vi lượng 2.3.1. Nước: Là môi trường của những tế bào nguyên thủy xuất hiện từ xa xưa và dung môi cần thiết của hầu như tất cả các quá trình biến đổi hóa sinh. Nước chiếm khoảng 55-65% thân trọng và nó thay đổi theo lứa tuổi. * Nước trong cơ thể có hai dạng: - Nước tự do (nước lưu thông): Có trong các dịch sinh vật, sôi ở 100 0C, đông lạnh ở 00C, có tác dụng vận chuỷên các chất và thay đổi theo chế độ ăn. - Nước kết hợp (nước cấu tạo tế bào): Là nước không lưu thông và có đặc tính khác với nước tự do là điểm đông lạnh dưới 00C. Do vậy, các hạt nha bào vi khuẩn không chết ở nhiệt độ lạnh. * Vai trò của nước trong cơ thể - Nước tham gia cấu tạo tế bào: Nước tham gia tạo hình các mô và cấu tạo cơ thể thông qua nước kết hợp, bình ổn protein ở trạng thái keo bền vững. - Nước tham gia các phản ứng hydrat hoá và phân huỷ của cơ thể - Nước là dung môi hoà tan: Nước hoà tan các chất dinh dưỡng, các chất vô cơ, đồng thời vận chuyển các chất dinh dưỡng đến các mô và mang các chất cặn bã về các cơ quan bài tiết đào thải ra ngoài. - Nước điều hoà thân nhiệt: Nước có vai trò điều hoà thân nhiệt thông qua sự bốc hơi nước qua da (mồ hôi), phổi (hơi thở). Nước lại lan truỳên nhanh trong khắp cơ thể nhờ hệ thần tuần hoàn nên vai trò này càng quan trọng. 2
- Nước có vai trò bảo vệ cơ thể: Nước tham gia bảo vệ cơ thể qua các dịch của các bao khớp, dịch trong các khoang tự nhiên của cơ thể để làm giảm ma sát khi cơ thể cử động, dịch não tuỷ làm dịu cac chấn động từ ngoài vào tổ chức thần kinh và não. 2.3.2. Hợp chất vô cơ: Chiếm 1/10 thân trọng, nó tồn tại dưới 3 dạng sau: - Muối vô cơ rắn, không ion hóa: Nằm trong các mô xương, răng. Ví dụ: Phosphat, carbonat, calci. - Muối vô cơ dạng hòa tan trong dung dịch, có ở trong khoang gian bào, các dịch như : + Các anion: Cl-, SO42-, HCO3- v.v. + Các cation: Na+ , K+, Mg2+, Ca 2+ v.v. - Các hợp chất cơ - Kim: Acid - phosphoric kết hợp với các chất hữu cơ để tạo nên hợp chất cơ - kim. Ví dụ: Phospholipid, Phosphoprotein v.v. * Vai trò của mu i - Tham gia cấu tạo tế bào Nhiều chất vô cơ tạo thành từ các hợp chất muối khoáng ở trạng thái không hoà tan cấu tạo nên hình dạng đặc thù của một số tổ chức như calci, phosphor trong xương, sắt trong hem, kẽm trong isilin, phosphor trong acid nucleic và trong phospholipid màng tế bào. - Tham gia tạo áp suất thẩm thấu Dạng hoà tan của các chất vô cơ tạo nên áp suất thẩm thấu của các dịch sinh học, quan trọng hơn là các ion Na+, K+, Ca2+, Cl-…. Áp suất thẩm thấu có ý nghĩa sinh lý quan trọng, nó có tác dụng duy trì hình dạng tế bào và tham gia vào quá trình trao đổi và phân bố nước. - Các chất vô cơ tham gia vào hệ thống đệm. Các chất vô cơ tham gia tạo hệ đệm quan trọng là: + Hệ đệm bicarbonat: H2CO3/NaHCO3. + Hệ đệm phosphat: NaH2PO4/ Na2HPO4; KH2PO4/K2PO4. - Tham gia bình ổn protein ở trạng thái keo trong tế bào và mô. Các chất vô cơ có tác dụng đặc biệt đối với trạng thái lý, hoá của protein trong tế bào và mô. Mức độ khuếch tán, hydrat hoá và hoà tan của nhiều loại 3
protein trong và ngoài tế bào phụ thuộc vào nồng độ nhất định của một số ion có mặt ở đó. - Vai trò đặc biệt khác + Một số ion có tác dung kích thích hoặc ức chế hoạt động của các enzym: Cl- kích thích hoạt động của amylase, Ca+ kìm hãm sự hoạt động của amylase. + Một số ion tham gia cấu tạo coenzym: Kẽm, lưu huỳnh. + Tham gia quá trình đông máu và dẫn truyền thần kinh cơ: Ca2+, Na+, K+… + Tham gia cấu tạo hormon: iod. 2.3.3. Hợp chất hữu cơ : Gồm ba nhóm lớn. - Glucid: Gồm ba nguyên tố chính cấu tạo nên là carbon, hydro và ôxy. Hydro và ôxy có trong Glucid thường với tỉ lệ như nước (2/1). Do đó, Glucid tạp còn có các nguyên tố khác. Đơn vị cấu tạo của Glucid là Monosaccarid. - Lipid: Cũng gồm ba nguyên tố chính cấu tạo nên là Carcbon, Hydro và ôxy ngoài ra còn các nguyên tố khác. Lipid là este hoặc Amin của acid béo với Alcol hoặc amin Alcol. - Protein: Gồm 4 nguyên tố chính cấu tạo nên là Carbon, Hydro, Ôxy và Nitơ, ngoài ra còn các nguyên tố khác, Đơn vị cấu tạo của nó là Acid amin. - So với phần trăm trọng lượng cơ thể, Protein chiếm 15-20% Glucid chiếm 1-15%, Lipid chiếm 3- 10% - 1g Protein cung cấp 4,2 kcal. - 1g Glucid cung cấp 4.1 kcal. - 1g Lipid cung cấp 9,3 kcal. - Ngoài ba nhóm chất hữu cơ trên, cơ thể còn có các chất: acid nucleic, - Nucleotid, Hemoglobin, Vitamin, Enzym, Hormon, myoGlobin. GHI NHỚ + Hóa sinh là môn học nghiên cứu về thành phần hóa học của cơ thể sống, sự chuyển hóa của các phân tử sinh học trong tế bào của cơ thể. + Vai trò của muối: Tham gia cấu tạo tế bào, tạo áp suất thẩm thấu, tham gia vào hệ thống đệm, bình ổn protein ở trạng thái keo trong tế bào và mô. + Vai trò của nước: Nước tham gia cấu tạo tế bào, tham gia các phản ứng hydrat hoá và phân huỷ của cơ thể, Nước là dung môi hoà tan, Nước điều hoà thân nhiệt. LƢỢNG GIÁ 4
I .Câu hỏi điền từ,cụm từ vào chỗ tr ng . Anh (hoặc chị) hãy chọn một phương án thích hợp để điền từ vào chổ tr ng sau đây : Câu 1 : Hoá sinh là môn học nghiên cứu về thành phần ………………..của cơ thể. A . Sinh học B . Hoá học C . Chuyển hoá Câu 2 : Các nguyên tố Carbon , Hydro, Oxy, Nitơ , Calci chiếm ………..trọng lượng cơ thể A .95.7 % B . 97.5% C . 75.9 % II .Câu chon đúng sai : Anh ( hoặc chị) hãy chọn phương án A (cho câu đúng ) và phương án B (cho câu sai) Câu 3: Nước tồn tại ở dạng kết hợp có trong các dịch sinh học . A : Đúng B : Sai Câu 4: Các chất hữu cơ tham gia cấu tạo nên hệ đệm bicarbonat: H2CO3/NaHCO3. A : Đúng B : Sai III .Câu hỏi chọn 1/5 Anh (hoặc chị) hãy chọn 1 phương án đúng nhất trong 5 phương án sau : Câu 5: Trong cơ thể các nguyên tố chính như : Carbon, Hydro, Oxy, Nito, Calci, chiếm : A. 59.7 % trọng lượng cơ thể B. 79.5 % trọng lượng cơ thể C. 57,9 % trọng lượng cơ thể D. 95,7% trọng lượng cơ thể E . 97,5% trọng lượng cơ thể Câu 6 : Hoá sinh tĩnh là môn học mô tả : A. Qúa trình tổng hợp nên chất sống B. Cấu tạo chất sống ở mức độ phân tử, nguyên tử. C. Qúa trình phân huỷ các chất D. Qúa trình thu nhận các chất. E. Qúa trình chuyển hoá các chất. 5
BÀI 2: HÓA SINH ENZYM GIỚI THIỆU Các chất xúc tác sinh học bao gồm enzym, vitamin và hormon. Trong đó enzym đóng vai trò trung tâm, chúng trực tiếp xúc tác các phản ứng. Còn vitamin và hormon thực hiện vai trò xúc tác thông qua hoạt động của enzym. MỤC TIÊU 1. Nêu được bản chất hóa học của Enzym, cách gọi tên đơn giản của Enzym và kể tên 6 loại Enzym theo phân loại quốc tế. 2. Nêu được tính đặc hiệu của Enzym và 5 yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ của Enzym. NỘI DUNG 1. Đ i cƣơng 1.1. Định nghĩa Enzym là những chất xúc tác sinh học đặc biệt, xúc tác cho hầu hết các phản ứng hóa sinh xảy ra trong cơ thể. Là những sản phẩm sinh vật do tế bào sản xuất ra với những lượng nhỏ, có tác dụng làm tăng nhanh phản ứng hóa sinh và khi kết thúc phản ứng chúng vẫn không đổi so với trạng thái ban đầu. Enzym có bản chất hóa học là những Protein đặc hiệu. Có cấu tạo phân tử phức tạp, các yếu tố gây biến tính Protein như: Acid đặc, muối kim loại nặng, nhiệt độ cao. 1.2. Vai trò - Làm giảm năng lượng hoạt hóa VD: H2O2 H2O + ½ O2 • Nếu không có chất xúc tác: cần 18 kcalo/mol • Nếu dùng enzym catalase của gan: cần 2 kcalo/mol - Tăng tốc độ phản ứng giúp cho phản ứng nhanh chóng đạt trạng thái cân bằng. • Ở điều kiện thích hợp các phản ứng có xúc tác enzym diễn ra nhanh hơn từ 108 – 1011 lần so với các phản ứng cùng loại mà không có sự xúc tác của enzym. 1.3. Phân loại Enzym được phân thành 6 loại: * Enzym ôxy hóa khử (oxidoreductase): Là Enzym xúc tác vận chuyển hydro hoặc điện tử từ cơ chất này sang cơ chất khác. Ví dụ: Oxidase, catalase, dehydrogenase. * Enzym vận chuyển nhóm (Transaminase): Là Enzym xúc tác sự vận chuyển một nhóm hoá học từ một cơ chất này sang cơ chất khác. - Vận chuyển nhóm Amin: Transaminase. 6
- Vận chuyển nhóm phosphat: Hexokinase. * Enzym thuỷ phân (Hydrolase): Là xúc tác sự thuỷ phân của một số chất: Cắt đứt liên kết hoá học của nó có sự tham gia của phần tử nước. - Cắt liên kết este: Phosphatase kiềm. - Cắt liên kết osid: Glucosidase. * Enzym phân cắt (Lyase): Là Enzym xúc tác sự phân cắt một cơ chất hoặc chuyển dời một nhóm hoá học ra khỏi cơ chất nhưng không có sự tham gia của phân tử nước. - Khử Carbôxyl: deCarbôxylase. * Enzym đồng phân hoá (Isomerase): Là Enzym xúc tác tạo cho các phản ứng đồng phân hoá (thay đổi về cấu trúc phân tử nhưng không làm thay đổi khối lượng phân tử cơ chất). G6 Isomerase F6P G6P Mutase G1P * Enzym tổng hợp (Ligase hay synthetase): Là Enzym xúc tác cho các phản ứng tổng hợp một phần tử từ hai hoặc nhiều phân tử cơ chất. - Tạo liên kết C-O: Alanin – ARNt synthetase. - Tạo liên kết C-N: Glutamin synthetase. Bảng 1: Phân loại các Enzym TT Lo i Phản ứng 1. Oxidoreducrase (Enzym ôxy hoá khử) AH2+ B  A+BH2 2. Tranferase (Enzym vận chuyển nhóm) AX + B  A + BX 3. Hydrolase (Enzym thuỷ phân) AB + H2)  AH + BOH 4. Lyase (Enzym phân cắt) AB  A + B 5. Isomerase (Enzym đồng phân hoá) ABC  ACB 6. Ligase (Enzym tổng hợp) A + B  AB 1.4. Danh pháp Có 5 cách gọi tên Enzym:  Tên đơn giản: Cơ chất + đuôi ase: Ví dụ: Urease, Lipase.  Tên phản ứng + đuôi ase: Ví dụ: Oxidase, dehydrogenase, esterase  Tên cơ chất + tên phản ứng + đuôi ase: Ví dụ: Lactat dehydrogenase, Glucose - 6 phosphat dehydrogenase.  Tên thường gọi: Trypsin, Pepsin, Chymotrypsin v.v. 7
 Tên theo danh pháp quốc tế: Mỗi Enzym được ký hiệu bằng bốn chữ số: Chữ số thứ nhất chỉ loại, chữ số thứ hai chỉ tổ, chữ số thứ 3 chỉ nhóm, chỉ số thứ tư chỉ số thứ tự. Ví dụ: Một Enzym có ký hiệu 2711 là Enzym thuộc loại 2, tổ 7, nhóm 1 và số thứ tự của Enzym là 1, Enzym này có tên quen dùng là hexokinase (Enzym vận chuyển nhóm phosphat). 2. Cấu trúc phân tử Enzym: Có sự liên quan giữa cấu trúc và chức năng của Enzym. Enzym có khối lượng phân tử lớn từ 10.000 – 1.000.000. Đa số là Protein hình cầu. Về cấu tạo phân tử có những loại Enzym đơn nguyên do một chuỗi Polypepid tạo nên, có loại đa nguyên (oligome, polyme) do nhiều đơn vị nhỏ, mỗi đơn vị nhỏ là một chuỗi Polypepid. 2.1. Thành phần cấu t o của Enzym: - Enzym là Protid đơn thuần, khi thuỷ phân cho hoàn toàn là Acid amin (Enzym hydrolase). - Enzym còn có chứa ion kim loại. Kim loại có thể liên kết giữa Enzym với cơ chất, liên kết giữa apoEnzym với coEnzym. Nó đảm bảo sự ổ định của phân tử Enzym, vừa là thành phần cấu tạo, vừa là chất cộng tác của Enzym. 2.2. Trung tâm ho t động của Enzym: Trung tâm hoạt động của Enzym là bộ phận đặc biệt bao gồm những nhóm hoá học và những liên kết Peptid tiếp xúc trực tiếp với cơ chất. Có những Enzym có một trung tâm hoạt động, có loại nhiều trung tâm hoạt động nên Enzym có thể xúc tác nhiều phản ứng hoá học khác nhau. Trung tâm hoạt động (TTHĐ) còn gọi là trung tâm xúc tác hay trung tâm cơ chất. Quá trình xúc tác được xảy ra khi cơ chất gắn vào trung tâm hoạt động tạo phức hợp Enzym – cơ chất (ES). - Theo quan niệm của Fisher: Thuyết “ổ khoá” và “chìa khoá”. Trung tâm hoạt động của Enzym được hình thành sẵn với một cấu tạo nhất định chỉ cho phép cơ chất có cấu tạo tương ứng kết hợp vào. Hình 1: Trung tâm ho t động của Enzym. 8
- Theo quan niệm của Koshland: Thuyết cảm ứng không gian. Trubg tâm hoạt động mềm dẻo, linh hoạt biến đổi để phù hợp với cơ chất – đây là mô hình “tiếp xúc cảm ứng”. - Cấu trúc Enzym bị biến đổi, tính chất lý hoá cũng bị biến đổi theo. 3. Tính đặc hiệu của Enzym 3.1. HiÖu lùc xóc t¸c lín : - ChØ cÇn mét lîng rÊt nhá E còng lµm cho tèc ®é ph¶n øng t¨ng lªn gÊp hµng ngh×n lÇn 3.2. Tính đặc hiệu cao: TÝnh ®Æc hiÖu nµy rÊt phong phó , tuú thuéc vµo tõng lo¹i E - Nh÷ng Enzym võa ®Æc hiÖu cho ph¶n øng võa ®Æc hiÖu cho c¬ chÊt Glucose Glucose 6 phosphat Glucokinaza Glucokinaza võa ®Æc hiÖu cho ph¶n øng Kinaza võa ®Æc hiÖu cho c¬ chÊt glucose - như đăc hi n ưng Glucose Glucose 6 phosphat Hexokinaza 4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến ho t độ của Enzym: 4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ có tác dụng làm tăng tốc độ của phản ứng lên đến tốc độ cực đại. Khi tăng nhiệt độ lên 100C tốc độ phản ứng sẽ tăng lên khoảng 2 lần. Khi tăng nhiệt độ lên khoảng 60 – 700C thì mỗi phân tử Enzym mất hẳn hoạt tính, nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ tới hạn. Mỗi Enzym có nhiệt độ tối ưu cho sự xúc tác (phản ứng đạt tốc độ cao nhất). Nhiệt độ thích hợp của Enzym gần với nhiệt độ của cơ thể: Động vật 400C, thực vật 800C, người 370C. Enzym ở trạng thái có cơ chất thì khá bền với nhiệt độ, ở nhiệt độ thấp hoạt độ của Enzym giảm đi. Ở 00C hoạt độ của nhiều Enzym không còn đáng kể nhưng nó không bị biến tính ở nhiệt độ lạnh, người ta có thể sử dụng đặc tính này để bảo quản Enzym (ở 0 0C hoặc 300C). 4.2. Ảnh hưởng của pH: pH có ảnh hưởng rất lớn đối với tốc độ phản ứng của Enzym. Mỗi Enzym có một pH tối ưu cho hoạt động của nó. pH tối ưu có thể thay đổi tuỳ theo tính chất và nồng độ cơ chất, nhiệt độ và bản chất dung dịch đệm. Ví dụ: Maltase có pH = 6,6 khi cơ chất là maltose; có pH tối ưu = 6,2 khi cơ chất là metyl glucosid; pH = 4,3 khi nhiệt độ là 470C; pH = 7,2 khi nhiệt độ = 370C. Có Enzym hoạt động ở pH tối ưu, ở vùng rất kiềm như phosphatate kiềm (pH tối ưu = 9-10), ở vùng acid như pepsin (pH tối ưu = 1,5). pH ảnh hưởng đến 9
trạng thái ion hoá của phân tử Enzym, của cơ chất, ảnh hưởng đến sự bền vững của phân tử Enzym. 4.3. Ảnh hưởng của chất hoạt hoá: Chất hoạt hoá là chất có khả năng làm tăng hoạt động của Enzym hoặc làm cho Enzym không hoạt động trở thành hoạt động. Ví dụ: Cl- có tác dụng hoạt hoá  - amylase. F-, Br-, I- cũng có tác dụng hoạt hoá nó nhưng yếu hơn. Glutathion có tác dung hoạt hoá nhiều Enzym như các loại Protease, nhiều ion kim loại cũng có tác dụng hoạt hoá Enzym, coEnzym. Vitamin cũng là chất hoạt hoá Enzym. 4.4. Ảnh hưởng của chất ức chế: Chất ức chế là những chất khi kết hợp với Enzym mất hoạt tính xúc tác của Enzym. Các chất gây biến tính phân tử Protein làm mất hoạt động xúc tác của Enzym. Các chất gây biến tính phân tử Protein được gọi là chất ức chế không đặc hiệu. Chất ức chế đặc hiệu gắn vào trung tâm hoạt động của Enzym hoặc gắn với Enzym làm trở ngại cho việc kết hợp Enzym – cơ chất bình thường, làm Enzym bị giảm áp lực đối với cơ chất. Dựa vào cách tính tác dụng của chất ức chế với Enzym có thể chia ra làm hai loại ức chế: Ức chế cạnh tranh và ức chế không cạnh tranh. - Ức chế cạnh tranh: Chất ức chế có cấu trúc gần giống cơ chất (hoặc coEnzym của nó), làm Enzym không còn khả năng kết hợp với cơ chất. Ví dụ: Malonat ức chế cạnh tranh với Susccinat trên Enzym succinat dehydrogenase. - Ức chế không cạnh tranh: Kết hợp vào một vị trí trên phân tử Enzym làm biến dạng phân tử Enzym, trở ngại cho hoạt động xúc tác. Mức độ ức chế phụ thuộc vào nồng độ chất ức chế. Ức chế không cạnh tranh ảnh hưởng đến Vmax. Ức chế cạnh tranh ảnh hưởng đến ái lực của Enzym với cơ chất và cả Vmax. 5. Chất phối hợp của Enzym (COFACTOR): Nhiều loại Enzym trong quá trình xúc tác đòi hỏi phải có sự phối hợp - chất hữu cơ đặc hiệu gọi là coEnzym, nó gắn chặt hoặc lỏng lẻo với Enzym; một số coEnzym có thể phối hợp với nhiều Enzym. Ví dụ: (NAD +, NADP+) có thể phối hợp với nhiều loại dehydrogenase. Cấu tạo coEnzym có thể là: Nucleotid, nhóm hem, Vitamin. Cơ thể không tổng hợp được Vitamin nhưng tổng hợp được coEnzym. Người ra chia coEnzym ra thành 2 loại: 5.1. CoEnzym ôxy hóa khử (vận chuyển hydro, điện tử): Gồm 04 coEnzym sau:  Nicotinamid (NAD+, NADP+): Chứa Vitamin PP (B3).  Flavin (coEnzym –Q).  Metalo porphyrin (có chứa Fe, Cu). 10
 Protein gắn sắt. 5.2. CoEnzym vận chuyển nhóm:  Nhóm 1: Phần hoạt động chính là S- Glutathion – SH; S-adenosyl methionin (Vận chuyển nhóm metyl).  Nhóm 2: - Biotin (Có Vitamin H): Vận chuyển nhóm CO2. - Thiamin pyrophosphat (TPP): Có Vitamin B1. - Pyridoxal phosphat (có Vitamin B6) v.v, tham gia Enzym trao đổi amin. GHI NHỚ + Enzym có bản chất hóa học là những Protein đặc hiệu. + Theo phân loại quốc tế enzym được chia thành 6 loại + Có 5 yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ của enzym: nhiệt độ, pH, chất ức chế, chất hoạt hóa, nồng độ cơ chất – enzym. LƢỢNG GIÁ I .Câu hỏi điền từ,cụm từ vào chỗ tr ng . Anh (hoặc chị) hãy chọn một phương án thích hợp để điền từ vào chổ tr ng sau đây : Câu 1: Bản chất hoá học của Enzym là …………………….. A. Glucid B. Acid béo C. Protein Câu 2: Enzym Transaminase tồn tại ở ……………… A. Tế bào gan B. Cơ tim C. Tế bào gan và Cơ tim Câu 3 : Enzym xúc tác sự vận chuyển Hydro hoặc nhóm điện tử từ cơ chất này sang cơ chất khác là…………………. A. Enzym vận chuyển nhóm B. Enzym Oxy hoá khử C . Enzym thuỷ phân II .Câu chon đúng sai : Anh ( hoặc chị) hãy chọn phương án A (cho câu đúng ) và phương án B (cho câu sai) Câu 4: Ở nhiệt độ 70oC enzym vẫn hoạt động tốt A : Đúng B : Sai Câu 5: NAD (Nicotinamit adenin dinucleotid), FAD (Flavin adenin dinucleotid) là coenzym oxy hoá khử A : Đúng B : Sai Câu 6: Transaminase là enzym thuỷ phân. A : Đúng B : Sai Câu 7: Amylase là enzym chỉ có ở tuyến nước bọt. A : Đúng B : Sai 11
III .Câu hỏi chọn 1/5 Anh (hoặc chị) hãy chọn 1 phương án đúng nhất trong 5 phương án sau : Câu 8 : FAD (Flavin-Adenin- Dinucleotid) là coenzym : A. Thuỷ phân B. vận chuyển C. Tổng hợp D. Oxy hoá khử E . Đồng phân hoá Câu 9 : Ở nhiệt độ 400C A. Enzym vẫn hoạt động được B. Enzym mất hoạt tính C. Enzym giảm tác dụng D. Enzym tăng tác dụng E . Enzym hoạt động tốt Câu 10 : Enzym tăng nhiều nhất trong máu khi tế bào gan bị tổn thương : A. Glutaminase B. Amylase C. Transaminase D. Lypase E . Pepsin Câu 11: Nhiệt độ tốt nhất cho Enzym Transaminase hoạt động là: A. 250C B. 300C C. 350C D. 370C E . 400C 12
BÀI 3: HÓA SINH HORMON GIỚI THIỆU Hormon là chất xúc tác sinh học được sản xuất từ các tuyến nội tiết được vận chuyển vào máu tới các cơ quan nhận, tạo ra những tác dụng sinh học. Hormon đóng vai trò là một chất sinh lý diều hòa các chức năng của các cơ quan bên trong cơ thể sống MỤC TIÊU 1. Nêu được 2 cách phân loại hormon. 2. Liệt kê được các hormon tuyến yên. 3. Kể tên các hormon tủy thượng thận, hormon giáp trạng, và hormon vỏ thượng thận. NỘI DUNG 1. ĐẠI CƢƠNG 1.1. Định nghĩa: Hormon là chất xúc tác sinh học được sản xuất từ các tuyến nội tiết được vận chuyển vào máu tới các cơ quan nhận, tạo ra những tác dụng sinh học. 1.2. Phân lo i Hormon: * Theo cấu tạo hoá học: Hormon có cấu tạo hoá học rất khác nhau và đựơc chia thành 4 loại sau: - Hormon Peptid: Có từ 3 đến 200 Acid amin bao gồm những Hormon vùng dưới đồi, tuyến yên và tuyến tuỵ. - Hormon là dẫn xuất Acid amin: Thuộc loại này có Hormon tuyến giáp, tuỷ thượng thận. - Hormon Steroid: Gồm Hormon vỏ thượng thận, Hormon của tuyến sinh dục nam, tuyến sinh dục nữ. - Eicosanoid: Tạo thành từ acid béo không no có nhiều nối đôi với 20 nguyên tử C, đó là acid arachidonic. Có ở hầu hết các mô và tế bào động vật, ở bạch cầu (gây co bóp co trơn). * Theo cơ chế tác dụng: Tất cả các Hormon đều tác dụng lên tế bào nhận qua các chất tiếp nhận đặc hiệu (thụ thể đặc hiệu) của tế bào gọi là receptor. Căn cứ vào vị trí khu trú của thụ thể tính chất hoà tan của Hormon ta chia Hormon thành hai nhóm sau: - Nhóm I: Gồm Hormon Steroid và Hormon tuyến giáp. Những Hormon có khả năng qua màng tế bào nhận dễ dàng. Chất tiếp nhận đặc hiệu của chúng là Protein đặc hiệu khu trú trong nhân tế bào. 13
- Nhóm II: Gồm Hormon Peptid và dẫn xuất Acid amin. Những Hormon này không qua được màng tế bào nhận dễ dàng. Chất tiếp nhận đặc hiệu ở mặt ngoài của màng tế bào nhận. 1.3. Cơ chế tác dụng của Hormon: Hormon trong cơ thể người và động vật hoạt động dựa theo hai nguyên tắc:  Nguyên tắc I: Tế bào nhận đáp ứng Hormon nào thì tế bào đó chứa thụ thể đặc hiệu (chất tiếp nhận đặc hiệu) với Hormon đó. Đây là những Protein có nồng độ rất thấp trong sinh dịch sinh vật nhưng có thể gắn với Hormon với độ đặc hiệu cao và ái lực rất lớn.  Nguyên tắc II: Sự liên kết giữa Hormon và thụ thể đặc hiệu sẽ kích thích sinh ra một phần tử truyền tin ở trong tế bào (gọi là chất truyền tin thứ hai) và chất truyền tin này sẽ kích thích (hay ức chế) một số hoạt động hóa sinh đặc hiệu ở tế bào nhận (còn gọi là tế bào đích). 1.4. Nhịp sinh học của Hormon: Nhịp bài tiết Hormon là nét chung của hầu hết hệ thống nội tiết. Sự rối loạn nhịp bài tiết Hormon cũng là nguyên nhân chung về bệnh lý nội tiết. Nhịp bài tiết Hormon hay chu kỳ bài tiết Hormon có thể thay đổi: - Theo giờ: Bài tiết LH và Testosteron. - Theo ngày: Thay đổi ngày và đêm với bài tiết Costisol (ACTH và Costisol được bài tiết nhiều vào 9 giờ sáng). - Theo tháng: Chu kỳ kinh nguyệt (Hormon sinh dục). - Theo mùa hoặc với thời gian dài hơn: Bài tiết Thyroxin. Sự hiểu biết về nhịp sinh học rất quan trọng để nhận định đúng về sinh lý nội tiết và giải pháp điều trị thích hợp các bệnh nội tiết. 2. TÁC DỤNG CHÍNH CỦA HORMON 2.1. HORMON CÓ CẤU TẠO HÓA HỌC L PROTEIN, POLYPEPID: Thuộc nhóm này có Hormon tuyến yên, vùng dưới đồi, tuyến cận giáp, tuyến tuỵ, rau thai, Hormon tiêu hoá. 2.1.1 Phức hợp vùng dƣới đồi - tuyến yên: Tuyến yên là “nhạc trưởng” của các tuyến nội tiết nhưng tuyến yên được sự kiểm soát của vùng dưới đồi (hypothalamus) là một bộ phận đặc biệt của não và là “trung tâm điều hoà của hệ thống nội tiết”. Vùng dưới đồi nhận và điều hoà những thông tin từ hệ thần kinh trung ương. Tế bào vùng dưới đồi bài tiết những sản phẩm để đưa đến tuyến yên gọi là yếu tố giải phóng (RF = Releasing Factor) 14