Sinh Lý Chuyển Hóa Chất

Chuyển hóa là toàn bộ những phản ứng hóa học diễn ra trong cơ thể sống, nó xảy ra thường xuyên liên tục ở mọi tế bào của cơ thể và trong các dịch cơ thể. Người ta thường chia làm hai loại các phản ứng hóa học đó là:

– Loại phản ứng thoái hóa còn gọi là dị hóa, là loại phản ứng phân chia một phân tử ra thành các thành phần ngày càng nhỏ hơn.

– Loại phản ứng tổng hợp còn gọi là đồng hóa là loại phản ứng ghép các phân tử nhỏ lại để tạo thành phân tử lớn hơn.

Đặc trưng cơ bản của một phản ứng hóa học là bẻ gẫy các liên kết hóa học của một chất nào đó để rồi lại tạo nên một chất khác với các liên kết mới. Có rất nhiều cách bẻ gẫy liên kết cũ và sắp xếp liên kết mới theo cách tổ hợp mới. Liên kết nào bị bẻ gẫy và chọn kiểu liên kết mới nào được quyết định bởi cấu trúc của các chất, phân phối năng lượng trong phân tử lúc xảy ra phản ứng và phụ thuộc vào môi trường xảy ra phản ứng.

Mỗi một chất có con đường chuyển hóa riêng, một con đường chuyển hóa là một chuỗi các phản ứng hóa học có enzym xúc tác dẫn đến hình thành một sản phẩm nhất định.

Trong cơ thể sống hai quá trình chuyển hóa chất và chuyển hóa năng lượng liên quan chặt chẽ với nhau và nó tuân thủ những nguyên lý chung của chuyển hóa.

1. CHUYỂN HÓA CHẤT

Chuyển hóa chất trong cơ thể là những quá trình hóa học nhằm duy trì sự sống nói chung của cơ thể và sự sống của từng tế bào nói riêng. Các quá trình chuyển hóa chất chỉ có thể xảy ra được trong những điều kiện nhất định của môi trường bên trong như nhiệt độ, độ pH, thành phần các chất khí, thành phần các ion… đồng thời quá trình chuyển hóa chất cũng góp phần tạo nên sự ổn định của môi trường bên trong cơ thể. Ở bên trong cơ thể các chất dinh dưỡng sẽ trải qua một quá trình chuyển hóa phức tạp để tổng hợp nên các chất tham gia vào các cấu trúc của tế bào, các enzym, đồng thời cũng được sử dụng vào các quá trình phân giải tạo nên các sản phẩm trung gian khác nhau và đảm bảo việc cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động của cơ thể và sự sống của từng tế bào.

Sự chuyển hóa các chất trong cơ thể có thể được phân chia thành chuyển hóa glucid, chuyển hóa lipid, chuyển hóa protein, chuyển hóa nước, các chất khóang và vitamin.

Bài này chỉ tập trung vào chuyển hóa glucid, lipid và protein, các chuyển hóa khác sẽ được đề cập trong chương trình khác.

1.1. Chuyển hóa glucid

1.1.1. Dạng glucid trong cơ thể

Sản phẩm cuối cùng của chuyển hóa glucid trong ống tiêu hóa là các monosaccharid như glucose, fructose, galactose trong đó glucose chiếm 80%, chúng được vận chuyển vào tế bào niêm mạc ruột non theo cơ chế vận chuyển tích cực thứ phát nhờ chất mang chung với natri (glucose, galactose) hoặc theo cơ chế khuếch tán thuận hóa (fructose). Các monosaccharid được hấp thu qua ruột, vào máu tĩnh mạch cửa về gan và đi vào các quá trình chuyển hóa ở gan cũng như ở các tế bào khác trong cơ thể nhờ sự vận chuyển của máu trong hệ thống tuần hoàn. Ở gan, một phần glucid được chuyển thành glycogen là dạng dự trữ đường trong cơ thể. Trong cơ thể glucid tồn tại dưới các dạng:

– Dạng vận chuyển trong máu là các monosaccharid như glucose, fructose, galactose nhưng chủ yếu là glucose. Có thể nói glucose là dạng monosaccharid chủ yếu vận chuyển trong máu, chiếm tới 90-95% số lượng monosaccharid vận chuyển trong máu.

– Dạng kết hợp: các glucid có thể kết hợp với các lipid hoặc protein và chúng tham gia vào thành phần cấu tạo của tế bào ở các mô trong cơ thể.

– Dạng dự trữ: glucid được dự trữ dưới dạng glycogen ở gan. Các monosaccharid khi đi qua gan, một phần sẽ được các tế bào gan tổng hợp thành glycogen là dạng dự trữ chính của cơ thể. Khi thiếu hụt glucose trong cơ thể, các tế bào gan lại phân giải glycogen thành glucose để cung cấp cho cơ thể. Glycogen được dự trữ ở gan là chủ yếu, nó còn được dự trữ một phần trong cơ và trong tế bào.

1.1.2. Vai trò và nhu cầu glucid trong cơ thể

1.1.2.1. Vai trò của glucid trong cơ thể

– Cung cấp năng lượng

Glucid là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu của cơ thể. 70% năng lượng của khẩu phần ăn là do glucid cung cấp. Glycogen ở gan là kho dự trữ năng lượng của cơ thể và glucid là chất trực tiếp cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động của cơ thể. Các tế bào não chỉ có thể lấy năng lượng từ glucid.

Phân giải hoàn toàn một phân tử glucose sẽ giải phóng ra 38 ATP (Adenosin Triphosphat) và 420 Kcal dưới dạng nhiệt. Trong quá trình phân giải glucose có thể cung cấp trực tiếp một phần năng lượng cho cơ thể sử dụng thông qua ATP mà không cần qua các chặng trung gian hoặc qua chuỗi hô hấp tế bào vận chuyển các nguyên tử hydro.

– Glucid có vai trò trong tạo hình của cơ thể

Trong cơ thể ngoài vai trò dự trữ và cung cấp năng lượng, glucid còn tham gia vào các cấu tạo của rất nhiều thành phần.

+ Các ribose có trong nhân của tất cả các loại tế bào, fructose có trong tinh dịch với nồng độ 0,91-5,20 gam/lít.

+ Các acid hyaluronic là thành phần chính cùng với nước tạo thành dịch ngoại bào, dịch khớp, dịch kính của mắt, vừa có tác dụng dinh dưỡng vừa có tác dụng bôi trơn.

+ Các condromucoid là thành phần cơ bản của mô sụn, thành động mạch, da, van tim, giác mạc.

+ Aminoglycolipid tạo nên chất stroma của hồng cầu.

+ Cerebrosid, aminoglycolipid là thành phần chính tạo vỏ myelin của các sợi thần kinh, tạo chất trắng của mô thần kinh.

– Glucid tham gia vào các hoạt động chức năng của cơ thể:

Thông qua việc tham gia vào các thành phần cấu tạo của cơ thể, glucid có vai trò trong rất nhiều chức năng của cơ thể như chức năng bảo vệ, chức năng miễn dịch, chức năng sinh sản, chức năng dinh dưỡng và chuyển hóa, quá trình tạo hồng cầu, có vai trò trong hoạt động của hệ thần kinh, làm nhiệm vụ lưu trữ và thông tin di truyền qua các tế bào và các thế hệ thông qua ARN và ADN.

1.1.2.2. Nhu cầu glucid trong cơ thể

Glucid chiếm 2% trọng lượng khô của cơ thể, ở người trưởng thành bình thường, nặng 50 kg, glucid toàn cơ thể nặng khoảng 0,3 đến 0,5 kg.

Nhu cầu glucid thường không được quy định trực tiếp mà dựa vào nhu cầu năng lượng và tỷ lệ năng lượng giữa ba chất dinh dưỡng sinh năng lượng để tính ra. Theo tài liệu của Viện Dinh dưỡng Việt Nam 1994, nhu cầu năng lượng cho trẻ em từ 1-3 tuổi là 1300 Kcal/ngày và của người trưởng thành nam giới là từ 2300-2500 Kcal/ngày, đối với phụ nữ có thai 3 tháng cuối cộng thêm 350 Kcal/ngày, phụ nữ đang cho con bú 6 tháng đầu cộng thêm 550 Kcal/ngày. Trong tổng số Kcal/ngày, năng lượng protid chiếm 12-15%, năng lượng của lipid chiếm 15-20%, phần còn lại là do glucid cung cấp. Như vậy cơ thể được cung cấp năng lượng chủ yếu là từ glucid chiếm 65-70% tổng số Kcal/ngày.

Glucid được cung cấp vào cơ thể thông qua nguồn thức ăn, các chất nhiều glucid thường được dùng như bột gạo tẻ 82,2 gam/100 gam bột, bột gạo nếp 78,8 gam/100gam bột, bột ngô 73,0 gam/100 gam bột, bột mì 71,3 gam/100 gam bột…

1.1.2.3. Vai trò trung tâm của glucose trong chuyển hóa glucid

Sản phẩm cuối cùng của glucid trong ống tiêu hóa là monosaccharid trong đó có 80% là glucose. Sau khi hấp thu từ ống tiêu hóa qua ruột về gan, phần lớn fructose và galactose tiếp tục được chuyển thành glucose.

Ở gan, các tế bào gan chứa enzym có khả năng chuyển đổi giữa các monosaccharid nhu galactose 1- phosphat, urodin diphosphat glucose, glucose 1-phosphat, đặc biệt chúng chứa một lượng lớn enzym glucose phosphatase chuyển glucose 6-phosphat thành glucose và gốc phosphat, glucose được đưa vào máu. Như vậy, glucose trở thành sản phẩm cuối cùng của glucid và được máu vận chuyển đến các tế bào của cơ thể. Có khoảng 90 – 95% monosaccharid vận chuyển trong máu là glucose. Toàn bộ quá trình tạo đường mới và phân giải đường ở gan đều qua giai đoạn chuyển hóa của glucose. Từ các monosaccharid các tế bào gan tổng hợp nên glycogen là dạng đường dự trữ của cơ thể, đồng thời nhờ các tế bào gan, nhờ các enzym thích hợp phân giải glycogen để chuyển thành glucose và được máu chuyển đến khắp các tế bào của cơ thể. Chính vì các lý do trên mà glucose trở thành vai trò trung tâm của chuyển hóa glucid. Phân giải hoàn toàn glucose cung cấp cho cơ thể 38 ATP và qua các chặng chính là tạo thành 2 acid pyruvic rồi thành acetyl CoA để vào chu trình Krebs. Khi thừa glucose, cơ thể sẽ dự trữ dưới dạng glycogen, khi thiếu glucose cơ thể huy động từ nguồn dự trữ và tổng hợp đường mới từ các acid amin và acid béo.

1.1.3. Điều hoà chuyển hóa glucid

1.1.3.1. Nồng độ glucose trong máu

Nồng độ glucose trong máu luôn luôn duy trì ổn định ở mức 80-120mg%. Ngay sau bữa ăn nồng độ glucose trong máu tăng nhưng cũng không vượt quá 140mg% và trở lại bình thường sau 1-2 giờ. Sau vận động thể lực đường huyết có thể hơi giảm nhưng lại nhanh chóng trở về bình thường. Mức đường huyết nếu thấp dưới mức 50mg% là hạ đường huyết và nếu cao trên 140mg% là tăng đường huyết và có thể gây đái tháo đường. Gan và một số hormon như insulin, glucagon, adrenalin đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nồng độ glucose máu.

1.1.3.2. Điều hoà chuyển hóa glucid

Có hai cơ chế điều hoà ở mức toàn cơ thể đó là cơ chế thần kinh và cơ chế thể dịch.

– Cơ chế thần kinh điều hoà chuyển hóa glucid:

Nhiều thực nghiệm đã chứng minh ảnh hưởng của hệ thần kinh đối với chuyển hóa glucid. Cắt bỏ não hoặc phá huỷ sàn não thất IV gây tăng đường huyết. Vùng dưới đồi cũng được chứng minh có liên quan với chuyển hóa glucid. Nhịn đói, stress, xúc cảm có tác động lên chuyển hóa glucid có lẽ là qua vùng dưới đồi. Người ta cũng đã gây được phản xạ có điều kiện có ảnh hưởng lên chuyển hóa glucid. Ví dụ saccarin có vị ngọt có thể gây bài tiết insulin như khi ăn đường. Khi nồng độ glucose trong máu giảm tác dụng trực tiếp lên vùng dưới đồi kích thích thần kinh giao cảm làm tăng bài tiết adrenalin và noradrenalin gây tăng đường huyết. Khi đường huyết tăng cao quá mức điều chỉnh của các yếu tố thần kinh và thể dịch thì thận tham gia vào cơ chế điều hoà đường huyết bằng cách thải glucose ra nước tiểu, đây là một trong những nguyên nhân gây nên bệnh đái tháo đường.

– Cơ chế thể dịch điều hoà chuyển hóa glucid: chuyển hóa glucid được điều hoà chủ yếu bởi hai hệ thống hormon, một hệ thống làm tăng đường huyết và một hệ thống làm giảm đường huyết.

+ Các hormon làm tăng đường huyết gồm GH của tuyến yên, T₃ – T₄ của tuyến giáp, cortisol của tuyến vỏ thượng thận, adrenalin của tuyến tủy thượng thận và glucagon của tuyến tụy nội tiết.

+ Hormon làm giảm đường huyết là insulin của tuyến tụy nội tiết.

Tác dụng cụ thể lên chuyển hóa glucid của các hormon nói trên sẽ được trình bày ở bài 13. Sinh lý Nội tiết.

1.1.4. Rối loạn chuyển hóa glucid

Rối loạn chuyển hóa glucid có thể biểu hiện bằng hạ đường huyết hoặc tăng đường huyết.

– Hạ đường huyết: khi mức đường huyết thấp dưới mức 50mg% là hạ đường huyết. Nguyên nhân có thể do đói, rối loạn hấp thu hoặc do ưu năng tụy nội tiết gây bài tiết quá nhiều insulin.

Biểu hiện hạ đường huyết: bệnh nhân có thể có cảm giác đói, toát mồ hôi, tim đập nhanh, nếu không cấp cứu kịp thời bệnh nhân có thể hôn mê và chết.

– Tăng đường huyết: đường huyết lúc đói vượt quá 6,7 mmol/lít (140 mg/dl) là tăng đường huyết, nguyên nhân thường là do bệnh lý của hệ nội tiết như nhược năng tuyến tụy, ưu năng tuyến yên, ưu năng tuyến thượng thận.

Các trường hợp bệnh lý làm tăng đường huyết thường dẫn đến bệnh đái tháo đường. Bệnh đái tháo đường có hai thể là thể phụ thuộc insulin và thể không phụ thuộc insulin.

+ Thể phụ thuộc insulin (đái tháo đường typ I) thường gặp ở người trẻ có các triệu chứng lâm sàng như ăn nhiều, đái nhiều, uống nhiều và gầy nhiều.

+ Thể không phụ thuộc insulin (đái tháo đường typ II) triệu chứng thường âm thầm hơn. Thể này thường gặp ở người lớn tuổi và kháng lại insulin ngoại sinh.

+ Đái tháo đường ở giai đoạn cuối của cả hai thể (giai đoạn nặng) nếu không được điều trị kịp thời thường gây nên các triệu chứng:

Ăn nhiều, đái nhiều, uống nhiều, gầy nhiều.

Đường huyết tăng cao có khi tới 300 – 1200 mg%.
Đường niệu.
Na+ trong máu giảm do các thể cetonic bài tiết kéo theo Na+.
Hơi thở có mùi aceton.

Định lượng đường huyết và đường niệu là các xét nghiệm rất chắc chắn để xác định mức độ đường huyết bình thường hay có rối loạn, giảm hay tăng đường huyết, đặc biệt là ở giai đoạn sớm của bệnh. Khi mức độ bệnh đã nặng, ngoài việc xét nghiệm đường thì có nhiều triệu chứng khác có thể nhận biết được như hơi thở có mùi aceton, đi tiểu xong thấy có hiện tượng kiến bầu vào nước tiểu.

1.2. Chuyển hóa lipid

1.2.1. Dạng lipid trong cơ thể

Trong cơ thể lipid tồn tại dưới các dạng:

– Dạng vận chuyển trong máu: lipid vận chuyển trong máu gồm có các acid béo, các phospholipid và một số lipid khác. Các lipid này vận chuyển trong máu dưới dạng các lipoprotein.

Có 4 loại lipoprotein bao gồm:

+ Lipoprotein tỷ trọng rất thấp (Very Low Density Lipoprotein Cholesterol-VLDLC) là loại chứa nhiều triglycerid.

+ Lipoprotein tỷ trọng trung gian (Intermediate Density Lipoprotein Cholesterol-IDLC) có ít triglycerid hơn so với loại VLDLC.

+ Lipoprotein tỷ trọng thấp (Low Density Lipoprotein Cholesterol-LDLC), loại này hầu như không có triglycerid mà có cholesterol và phospholipid ở mức vừa phải.

+ Lipoprotein tỷ trọng cao (High Density Lipoprotein Cholesterol-HDLC), loại này có tới 30% protid.

Các lipoprotein đều làm nhiệm vụ vận chuyển lipid của máu. Loại VLDLP vận chuyển triglycerid tổng hợp ở gan và chủ yếu đến mô mỡ. Các loại lipoprotein khác tham gia vận chuyển lipid từ gan đến các mô và cơ quan.

Sau bữa ăn, hàm lượng các lipoprotein trong máu tăng cao, sau đó, nó dần trở về bình thường. Sau bữa ăn, nồng độ cholesterol trong máu tăng nhưng không vượt quá 15% mức bình thường.

– Dạng kết hợp: các lipid có thể kết hợp với các glucid hoặc protid và chúng tham gia vào thành phần cấu tạo của tế bào ở các mô, các cơ quan trọng cơ thể.

– Dạng dự trữ: các triglycerid còn gọi là mỡ trung tính được đưa đến các mô mỡ và dự trữ ở các mô mỡ. Loại VLDLC vận chuyển triglycerid tổng hợp ở gan chủ yếu đến các mô mỡ để được dự trữ ở đây. Khi có nhu cầu của cơ thể, các acid béo, các triglycerid lại được huy động từ các mô mỡ để tham gia vào các quá trình chuyển hóa cung cấp năng lượng hoặc quá trình tổng hợp nên chất mới. Các acid béo tự do (Free Fatty Acid – FFA) là dạng vận chuyển chủ yếu từ các mô mỡ đến các nơi sử dụng. Các acid béo tự do gắn với các albumin của huyết tương và được vận chuyển đến các tế bào để đi vào các quá trình chuyển hóa chất ở tế bào.

1.2.2. Vai trò, nhu cầu lipid

1.2.2.1. Vai trò của lipid trong cơ thể

– Cung cấp năng lượng: lipid là nguồn dự trữ năng lượng lớn nhất cơ thể. Lipid có thể chiếm tới 40% trọng lượng cơ thể và chủ yếu là triglycerid. Thoái hóa triglycerid cung cấp nhiều năng lượng (9,3 Kcal/gam triglycerid). Tuy nhiên lipid khi thoái hóa không thể cung cấp trực tiếp năng lượng cho cơ thể sử dụng mà phải qua nhiều khâu trung gian mới tạo thành ATP để cung cấp năng lượng. Các triglycerid khi phân giải trước hết phải thuỷ phân ra thành các acid béo và glycerol. Glycerol sẽ chuyển thành các acid pyruvic để thành các acetyl CoA đi vào chu trình Krebs. Các acid béo sẽ đi theo con đường B oxy hóa cắt thành các mẩu 2 carbon và thành acetyl CoA để đi vào chu trình Krebs. Năng lượng tạo ra khi phân giải hoàn toàn acid béo được dự trữ dưới dạng ATP và số lượng ATP được tạo ra tuỳ thuộc vào các loại acid béo khác nhau. Ví dụ như acid steric 18 carbon phân giải hoàn toàn thành CO2 và H2O sẽ cung cấp 146 ATP. Năng lượng để tạo các ATP là năng lượng toả ra do vận chuyển các nguyên tử hydro trong chuỗi hô hấp tế bào.

– Lipid tham gia vào cấu trúc tế bào: lipid tham gia vào nhiều thành phần cấu trúc tế bào và tạo hình cơ thể ở tất cả các mô của cơ thể.

+ Màng tế bào và màng các bào quan trọng tế bào là các màng được cấu tạo bởi thành phần chính là các lipid.

+ Các lipid phức tạp đặc biệt là phospholipid như sphingomyelin là thành phần quan trọng của cấu trúc các mô thần kinh, đặc biệt là lớp vỏ myelin của sợi trục thần kinh. Cephalin là thành phần chủ yếu của thromboplastin, một chất rất cần cho quá trình đông máu. Chất lecithin là thành phần quan trọng của lớp surfactant của phế nang. Cholesterol là thành phần chính của các hormon steroid như hormon vỏ thượng thận, hormon buồng trứng và hormon sinh dục nam, cholesterol là nguyên liệu chính tạo ra acid mật và muối mật. Lipid có vai trò làm dung môi hoà tan nhóm vitamin tan trong dầu, giúp cho các vitamin này được hấp thu vào cơ thể như vitamin K, vitamin E, vitamin A, vitamin D …

– Lipid tham gia vào các hoạt động chức năng của cơ thể:

+ Lipid tham gia vào nhiều thành phần cấu tạo của tế bào trong cơ thể do đó nó tham gia vào nhiều hoạt động chức năng của tế bào trong cơ thể.

+ Tham gia vào quá trình đông máu do nó tham gia vào thành phần của một số chất gây đông máu.

+ Tham gia vào chức năng dẫn truyền các xung động thần kinh do có mặt một lượng lớn sphingomyelin trong các sợi thần kinh có myelin.

+ Tham gia vào chức năng chuyển hóa và sinh sản do tham gia vào thành phần cấu tạo của các hormon sinh dục và vỏ thượng thận.

+ Tham gia vào quá trình tiêu hóa do tham gia cấu tạo các acid mật và muối mật.

+ Cholesterol lắng đọng trong lớp sừng của da, ngăn cản sự thấm nước qua da.

Tuỳ thuộc vào lipid tham gia vào thành phần cấu tạo nào của tế bàO2 của mô và cơ quan mà nó có thể tham gia các hoạt động chức năng khác nhau.

1.2.2.2. Nhu cầu của lipid trong cơ thể

Lipid là nguồn thức ăn không thể thiếu được của cơ thể đặc biệt là các lipid chứa những acid béo không no có nhiều dây nối đôi. Nhu cầu năng lượng do lipid cung cấp là từ 18%-25% tổng số nhu cầu năng lượng trong một ngày.

Lipid được cung cấp từ nguồn thức ăn như mỡ của động vật, dầu thực vật.

Một số lipid phức tạp được tổng hợp từ gan như các phospholipid, nhưng cholesterol lại có thể được cung cấp từ hai nguồn là cholesterol nội sinh do cơ thể tổng hợp và cholesterol ngoại sinh được cung cấp từ thức ăn. Sau bữa ăn nồng độ cholesterol tăng nhưng không vượt quá 15% với mức bình thường.

1.2.3. Điều hoà chuyển hóa lipid

Điều hoà chuyển hóa lipid ở mức toàn cơ thể theo hai cơ chế là cơ chế thần kinh và cơ chế thể dịch.

– Cơ chế thần kinh: nhiều thực nghiệm đã chứng minh vùng dưới đồi có liên quan đến quá trình điều hoà chuyển hóa các chất trong đó có chuyển hóa lipid. Các stress nóng, lạnh, cảm xúc đều ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống nội tiết và do đó ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa lipid.

– Cơ chế thể dịch: cơ chế thể dịch được thực hiện thông qua hoạt động của các hormon.

+ Các hormon làm tăng thoái hóa lipid: adrenalin của tuyến tủy thượng thận, glucagon của tuyến tụy nội tiết, GH của tuyến yên, T₃ – T₄ của tuyến giáp và cortisol của tuyến vỏ thượng thận.

+ Hormon làm tăng tổng hợp lipid: insulin của tuyến tụy nội tiết.

Tác dụng cụ thể của các hormon này sẽ được trình bày ở bài 13. Sinh lý Nội tiết.

1.2.4. Rối loạn chuyển hóa mỡ

– Bệnh béo phì (Obesity): do ứ đọng quá nhiều lipid trong cơ thể, nguyên nhân do ăn quá nhiều lipid. Lipid, glucid, protein thừa thường được chuyển thành triglycerid dự trữ ở các mô mỡ dưới da, quanh thận, gan… , vì vậy để tránh béo phì cần có chế độ ăn hợp lý.

– Xơ vữa động mạch: xơ vữa động mạch có tổn thương là mảng xơ vữa phát triển trong thành động mạch bắt đầu bằng sự lắng đọng những tinh thể cholesterol ở lớp nội mạc và lớp cơ trơn dưới nội mạc. Càng ngày, mảng này càng phát triển rộng ra lan toả, dày lên lồi vào lòng mạch cản trở lưu thông máu, đôi khi gây tắc mạch hoàn toàn. Muối Ca2+ lắng đọng, ngưng tụ cùng cholesterol và lipid khác của cơ thể, biến động mạch thành một ống cứng, không đàn hồi (xơ cứng động mạch). Thành động mạch bị thoái hóa dễ vỡ. Tại nơi xơ cứng dễ hình thành cục máu đông (huyết khối) gây tắc mạch làm ngừng dòng máu đột ngột đặc biệt nguy hiểm nếu gây tắc mạch vành, mạch nội tạng, mạch não.

Nguyên nhân của xơ vữa động mạch chủ yếu do cholesterol trong huyết tương ở dạng lipoprotein tỷ trọng thấp tăng cao trong máu do ăn lipid chứa nhiều acid béo bão hoà.

Để ngăn ngừa xơ vữa động mạch, cần ăn các loại dầu thực vật chứa nhiều acid béo không no. Khi có hàm lượng cholesterol cao trong máu cần điều chỉnh chế độ ăn và dùng thuốc làm hạ cholesterol máu.

+ Cholesterol được gan biến đổi thành acid mật và muối mật được bài tiết vào tá tràng, 90% được tái hấp thu ở đoạn cuối hồi tràng để gan sử dụng lại.

+ Dùng thuốc kết hợp với acid mật ngăn ngừa sự tái hấp thu của acid mật, gan sẽ sử dụng cholesterol từ gan để tạo acid mật mới, nồng độ cholesterol sẽ giảm.

+ Merinolin ức chế enzym tổng hợp cholesterol ở gan (3 hydroxy 3 methyglutaryl – CoA reductase) làm giảm tổng hợp cholesterol.

1.3. Chuyển hóa protein

1.3.1. Dạng protid trong cơ thể

Protein được cấu tạo bởi các acid amin. Các acid amin có đặc điểm cấu tạo chung là có nhóm COOH và nhóm NH2, trong phân tử protein các acid amin được nối với nhau bằng những dây nối peptid.

Trong cơ thể protein tồn tại dưới các dạng:

– Protein vận chuyển trong máu.

– Protein cấu trúc tạo hình cơ thể.

– Protein dự trữ.

1.3.1.1. Protein vận chuyển trong máu

Protein vận chuyển trong máu gồm có các acid amin, albumin, globulin và fibrinogen.

– Các acid amin: các acid amin vận chuyển trong máu dưới dạng các ion, nồng độ trung bình trong máu từ 35-65 mg%. Sau bữa ăn nồng độ acid amin tăng cao trong máu nhưng cũng chỉ nhiều hơn mức trung bình khoảng vài mg% vì tiêu hóa protein từ thức ăn kéo dài 2-3 giờ. Trong một khoảng thời gian nhất định chỉ có một lượng nhỏ acid amin được hấp thu vào máu. Sau khi vào máu, acid amin vào gan và được vận chuyển đến các tế bào trong cơ thể, nó được vận chuyển qua màng tế bào nhờ các chất mang. Các acid amin khác nhau cần có các chất mang khác nhau. Khi vào các tế bào các acid amin kết hợp với nhau bằng các dây nối peptein dưới ảnh hưởng trực tiếp của các ARNm và hệ thống ribosom tổng hợp thành các protid của tế bào, do vậy nồng độ acid amin trong tế bào rất thấp. Khi nồng độ acid amin trong huyết tương giảm, acid amin của tế bào được vận chuyển ra ngoài tế bào để ổn định nồng độ acid amin của huyết tương.

– Các protein của huyết tương: albumin, globulin và fibrinogen là ba loại protein được vận chuyển trong huyết tương. Albumin, fibrinogen và 80% globulin được tổng hợp tại gan, 20% globulin được tạo ra ở các mô bạch huyết. Hàm lượng các protid vận chuyển trong máu luôn ổn định và nó có những vai trò quan trọng đối với cơ thể. Nếu vì một lý do nào đó gây thiếu hụt protid trong máu vượt quá khả năng thích nghi của cơ thể sẽ dẫn đến tình trạng bệnh lý.

1.3.1.2. Protein cấu trúc

Protein cấu trúc là dạng protid để tạo hình cơ thể, nó ở trong cơ, trong nhân tế bào và đóng vai trò quyết định về hình thể một con người, sự khác nhau giữa các cá thể.

1.3.1.3. Protein dự trữ

Protein không có dạng dự trữ riêng giống như glucid và lipid. Protein được dự trữ ở trong tất cả các tế bào. Khi thiếu hụt acid amin trong huyết tương, các protein trong tế bào phân giải ra các acid amin, các acid amin này được vận chuyển ra ngoài tế bào để ổn định nồng độ acid amin của huyết tương. Kho dự trữ acid amin trong tế bào chính là protein dự trữ. Acid amin là thành phần cấu tạo cơ bản của tất cả các protid. Các protein của huyết tương cũng là dạng dự trữ của protid. Khi cơ thể suy kiệt protein vì một lý do nào đó, các protein của huyết tương được đưa vào mô nhờ cơ chế ẩm bào của các đại thực bào, các protein được phân giải thành các acid amin được đưa trở lại máu và được đưa đến các tế bào để sử dụng.

1.3.2. Vai trò, nhu cầu protein

1.3.2.1. Vai trò của protein trong cơ thể

Giống như đối với glucid và lipid, protein cũng có ba vai trò trong cơ thể là cung cấp năng lượng, tham gia vào cấu trúc cơ thể và tham gia vào các hoạt động chức năng của cơ thể. Tuy nhiên mức độ của từng vai trò có khác nhau giữa glucid, lipid và protein.

– Vai trò cung cấp năng lượng: protein có vai trò cung cấp năng lượng nhưng đây không phải là vai trò chính của protein và nó không cung cấp trực tiếp năng lượng mà gián tiếp qua quá trình phân giải các acid amin để tạo thành các cetoacid và thành các acetyl CoA đi vào chu trình Krebs, tạo ra năng lượng dưới dạng ATP.

– Vai trò tham gia cấu trúc và tạo hình cơ thể: đây là vai trò chính của protein. Protein tham gia vào thành phần cấu tạo của tất cả các tế bàO2 thành phần chủ yếu của các tế bào cơ, cấu tạo của các acid nhân tế bào (cấu tạo của các ADN và cácARN). Protein của huyết tương gồm các albumin, globulin và fibrinogen là các protein được tổng hợp từ gan.

– Protein là thành phần chính của các kháng thể và các enzym trong cơ thể. Sự khác nhau về hình thể giữa các cá thể được quyết định bởi cấu trúc tạo hình của các protein.

– Vai trò tham gia vào các hoạt động chức năng của cơ thể: Protein có vai trò quyết định trong di truyền. Các gen của mỗi cá thể nằm trên phân tử ADN có vai trò quyết định các đặc tính di truyền của cá thể và của loài.

+ Albumin của huyết tương tạo nên áp suất keo của máu.

+ Globulin là thành phần chủ yếu của các kháng thể, có chức năng bảo vệ cơ thể.

+ Fibrinogen có vai trò quan trọng trong đông máu.

+ Protein có vai trò trong hoạt động của các enzym khi nó tham gia vào thành phần cấu tạo của các enzym.

1.3.2.2. Nhu cầu protein trong cơ thể

Nhu cầu năng lượng do protein cung cấp chiếm 12-15% tổng số nhu cầu về Kcal/ngày, thấp hơn lipid và thấp hơn nhiều so với glucid. Tuy nhiên nhu cầu sử dụng protein cho việc đổi mới tế bào và đổi mới các chất trong quá trình chuyển hóa của cơ thể thì lại rất quan trọng.

Một người dù không ăn protid và đang có chế độ ăn rất dư dật năng lượng với glucid và lipid nhưng vẫn có một lượng protein của cơ thể bị phân giải ra các acid amin sau đó khử amin và oxy hóa. Người ta gọi quá trình này là sự mất bắt buộc của protein. Trung bình một ngày mỗi người mất khoảng 20-30 gam protid cho quá trình này.

Cần bổ sung tối thiểu mỗi ngày từ 20 đến 30 gam protid, để đảm bảo an toàn nhu cầu protein mỗi ngày nên ăn khoảng 50-60 gam. Bên cạnh việc đảm bảo nhu cầu về năng lượng cần đảm bảo về chất lượng protein cung cấp. Protein của mỗi loài động vật trong thức ăn hàng ngày có tỷ lệ các acid amin khác nhau và khác với của con người vì vậy cần ăn nhiều loại protein của các loài động vật khác nhau như cá, thịt gia cầm, thịt lợn, thịt bò …

Các protein của cơ thể người được cấu tạo nên từ 20 loại acid amin khác nhau trong đó có 10 acid amin cơ thể không tự tổng hợp được hoặc chỉ được tổng hợp một lượng quá ít so với nhu cầu mà phải đưa từ ngoài vào, được gọi là các acid amin cần thiết, bao gồm: threonin, methionin, valin, leucin, isoleusin, lysin, arginin, phenylalamin, tryptophan, histidin.

Protein được cung cấp cho cơ thể trong khẩu phần ăn hàng ngày từ rất nhiều nguồn khác nhau như từ cá, trứng, thịt gia cầm, thịt lợn, thịt bò và nhiều loài động vật có vú khác. Trong sữa, rau, gạo cũng có một tỷ lệ protein nhất định nhưng hàm lượng protein rất thấp, do đó lượng protein cung cấp vẫn chủ yếu là từ động vật. Không nên ăn liên tục dài ngày chỉ có một loại protein mà nên thay đổi nhiều loại để đảm bảo cung cấp đủ thành phần 20 acid amin.

1.3.3. Điều hoà chuyển hóa protein

Ở mức độ toàn cơ thể chuyển hóa protein được điều hoà theo cơ chế thần kinh và cơ chế thể dịch.

– Cơ chế thần kinh tác động đến chuyển hóa protein cũng giống như đối với chuyển hóa glucid và lipid là tác động đến vùng dưới đồi hoặc tác động đến các tuyến nội tiết bởi các stress nóng, lạnh, cảm xúc…

– Cơ chế thể dịch là cơ chế chính điều hoà chuyển hóa protein cũng như chuyển hóa chất nói chung thông qua các hormon tác động đến các chuyển hóa chất:

+ Một số hormon có tác dụng tăng cường quá trình vận chuyển các acid amin từ huyết tương đến các tế bào để tổng hợp protein của tế bào ở các mô như các hormon insulin, GH, hormon sinh dục, T₃-T₄, trong thời kỳ đang phát triển.

+ Một số hormon như cortisol, T₃, T₄ (thời kỳ trưởng thành) lại có tác dụng ngược lại, đó là tăng cường quá trình thoái hóa protein ở các mô.

Tác dụng cụ thể của các hormon này sẽ được trình bày ở bài 13. Sinh lý Nội tiết.

1.3.4. Rối loạn chuyển hóa protein

Rối loạn phổ biến nhất của chuyển hóa protein là tình trạng thiếu protein. Đây là vấn đề cấp bách của nhiều nước. Phản ứng của cơ thể với tình trạng thiếu protein thay đổi theo thời gian và có thể chia thành 3 giai đoạn:

Giai đoạn tức thời.

Giai đoạn thích nghi tích cực.

Giai đoạn mất thích nghi.

– Giai đoạn mất tức thời: tiêu hao protein giảm, protein dự trữ của cơ thể bị huy động nhưng hằng tính nội môi vẫn được giữ ổn định, nhờ đó mà cơ thể tiếp tục tồn tại.

– Giai đoạn thích nghi tích cực: tiêu hao theo nước tiểu và theo phân giảm đi nữa, tiêu hao protein cho sự đổi mới tế bào cũng giảm, protein dự trữ tiếp tục bị huy động đồng thời các enzym tiêu hóa của dịch vị, dịch tụy tăng lên, hệ số hấp thu protein của thức ăn tăng, nhờ vậy mà hằng tính nội môi vẫn được duy trì gần như bình thường.

– Giai đoạn mất thích nghi: tình trạng thiếu protein ngày càng nặng thêm, khả năng tiêu hóa hấp thu cũng giảm, hằng tính nội môi không duy trì được, xuất hiện tình trạng bệnh lý, giai đoạn này được các thầy thuốc lâm sàng gọi là suy dinh dưỡng protein năng lượng. Nó tạo thành vòng xoắn ốc bệnh lý và làm cho suy dinh dưỡng protein năng lượng có tỷ lệ tử vong cao. Việc phát hiện suy dinh dưỡng ngay từ giai đoạn nhẹ là rất quan trọng để có thể bổ sung kịp thời nhu cầu protein trong khẩu phần ăn hàng ngày.

Cập nhật thông tin mới nhất về kiến thức y học và test y học tại facebook TEST Y HỌC

Tham gia nhóm zalo: Tài Liệu Y Học Tổng Hợp

Ôn thi nội trú, sau đại học Giải Phẫu TẠI ĐÂY

Sinh Lý Chuyển Hóa Chất – Sinh Lý Y Hà Nội