Giáo trình Hóa sinh Dùng cho sinh viên Cao đẳng Dược - Đại học Tây Đô

3. HORMON

3.1. Đại cương

Hormon là những chất xúc tác sinh học do tế bào đặc biệt sản xuất, có tác dụng điều hoà các hoạt động sống trong cơ thể. Với một lượng rất thấp, hormon hấp thu thẳng vào máu, tới mô đích để kích thích, hoạt hóa những hoạt động sinh lý, sinh hóa đặc hiệu trong cơ thể mà không tham gia trực tiếp vào các phản ứng.

Hormon có cả ở thực vật và động vật. Ở động vật hormon được sản xuất tại các tuyến nội tiết và tác động đến các mô khác nơi nó được tạo ra. Hormon từ tuyến nội tiết được tiết trực tiếp vào máu và được máu vận chuyển đến các mô chịu tác dụng.

Hormon tác động đến tốc độ sinh tổng hợp protein, enzym, ảnh hưởng đến tốc độ xúc tác của enzym; thay đổi tính thấm của màng tế bào, qua đó điều hoà hoạt động sống xảy ra trong tế bào.

3.2. Các hormon quan trọng

Hormon động vật có nhiều loại với cấu tạo và chức năng rất khác nhau. Dựa vào cấu tạo hoá học có thể chia thành 3 nhóm:

- Hormon là dẫn xuất của acid amin.

- Hormon steroid là dẫn xuất của cholesterol.

- Hormon là peptid hay protein.

3.2.1. Hormon là dẫn xuất acid amin

- Adrenalin và noradrenalin (tuyến thượng thận) tác dụng kích thích sự phân giải glycogen, làm giảm sự tổng hợp glycogen nên làm tăng glucose trong máu.

- Thyroxin (tuyến giáp) tác dụng tăng cường trao đổi chất, giúp cơ thể phát triển bình thường. Thiếu thyroxin gây nên thiểu năng tuyến giáp ( bướu cổ đơn thuần, đần độn). Thừa thyroxin gây ưu năng tuyến giáp (Basedow).

3.2.2. Hormon steroid

Đây là nhóm hormon có số lượng lớn, có vai trò quan trọng và đa dạng, được chia thành 5 nhóm nhỏ với nhiều loại khác nhau:

Bảng 2.1. Hormon steroid

Nhóm

Đại diện

Nơi tạo thành

Vai trò

Progestagen

Progesteron

- Thể vàng

- Vỏ thượng thận

Hormon dưỡng thai, giúp trứng phát triển.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 122 trang tài liệu này.

Gluco-corticoid

Cortisol

Vỏ thượng thận

- Kích thích tổng hợp và tích lũy glycogen ở gan.

- Kích thích phân giải protein, lipid.

- Chông viêm, tích nước, muối.

Mineral corticoid

Andosteron

Vỏ thượng thận

- Tăng hấp thụ Na+, Cl-.

- Tăng tích nước.

Androgen

Testosteron

Tinh hoàn

Phát triển các đặc điểm của nam giới.

Estrogen

Estrol Estron

Estriol

Buồng trứng

- Phát triển các đặc điểm giới nữ.

- Phát triển niêm mạc tử cung

3.2.3. Hormon là peptid hoặc protein

Đây là nhóm hormon có vai trò quan trọng trong quá trình điều hoà trao đổi chất trong cơ thể, đặc biệt là điều hoà lượng đường trong máu.

Bảng 2.2. Một số hormon là peptid:

Hormon	Nơi tạo ra	Vai trò
1	Tyrocalcitonin	Tuyến giáp	Giảm hàm lượng Ca++ trong máu
2	Oxytoxin (HGF)	Tuyến yên	Gây co dạ con, kích thích sinh
3	Vasopressin (ADH)	Tuyến yên	Tăng áp, chống bài tiết
4	Melanotropin (MSH)	Tuyến yên	Kích thích tăng sắc tố da
5	Somatotropin (STH)	Tuyến yên	Kích thích tăng trưởng, tăng TĐC
6	Corticotropin (ACTH)	Tuyến yên	Kích thích tuyến trên thận
7	Thyroid-Stimulating Hormon (TSH)	Tuyến yên	Kích thích tuyến giáp
8	Kích nang tố (FSH)	Tuyến yên	Kích thích tạo estradiol

- Insulin: đ ư ợ c t iết từ tế bào β của t i ể u đảo Langerhans của tuyến tụy. Khi lượng đường trong máu cao, Insulin kích thích các quá trình tổng hợp và kìm hãm các quá trình phân giải glycogen ở gan, mô mỡ. Insulin còn kích thích sự phân giải glucose, làm giảm lượng đường trong máu, chống lại bệnh đái tháo đường.

Insulin có khối lượng phân tử là 5800 Dalton, gồm 2 chuỗi polypeptid liên

kết với nhau bằng 2 liên kết disunfit. Chuỗi A có 21 acid amin, chuỗi B có 30 acid amin. Tiền chất của insulin là proinsulin và preproinsulin.

- Glucagon: có tác dụng ngược với insulin. Khi lượng đường trong máu giảm quá mức cho phép thì tuyến tuỵ sản sinh ra glucagon có tác dụng làm tăng lượng đường trong máu nhờ kìm hãm quá trình tổng hợp glycogen.

Glucagon có khối lượng phân tử 3.500, gồm 29 gốc acid amin tạo thành chuỗi polypeptid mạch thẳng.

4. ENZYM

4.1. Đại cương

Enzym có bản chất là protein, do mọi tế bào sản xuất ra, do đó nó mang tính chất của protein. Enzym có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học, thúc đẩy phản ứng xảy ra mà không có mặt trong sản phẩm cuối cùng.

Khả năng xúc tác của enzym rất lớn, có thể làm tăng nhanh phản ứng hàng triệu lần với liều lượng rất thấp.

CO2 + H2O H2CO3

Enzym xúc tác phản ứng là carbonic anhydratase, một phân tử enzym hydrat hóa 105 phân tử CO2 trong 1 giây tăng tốc độ phản ứng lên 10 triệu lần.

Enzym không làm thay đổi hệ số cân bằng mà chỉ làm cho phản ứng mau đạt đến trạng thái cân bằng.

Enzym có tính đặc hiệu (chuyên biệt) rất cao, nghĩa là xúc tác những phản ứng nhất định với những cơ chất nhất định.

Tinh bột

α-Amylase

Maltose, Glucose

Maltase

Glucose

4.2. Cách gọi tên và phân loại enzym

4.2.1. Cách gọi tên: 4 cách

a) Tên cơ chất + tiếp vĩ ngữ ase. Ví dụ: urease (urê), proteinase (protein),…

b) Tên tác dụng + tiếp vĩ ngữ ase. Ví dụ: oxidase (tác dụng oxy hóa), aminotransferase (trao đổi amin enzym), decarboxylase (khử nhóm CO2),…

c) Tên cơ chất, tác dụng + tiếp vĩ ngữ ase. Ví dụ: lactat dehydrogenase (khử hydro trên cơ chất lactat), …

d) Tên thường gọi : cách gọi tên này không có tiếp vĩ ngữ ase. Ví dụ : pepsin, trypsin, chymotrypsin,…

4.2.2. Phân loại

Dựa vào tính đặc hiệu phản ứng của enzym, người ta chia enzym ra làm 6 lớp.

Mỗi lớp chia thành nhiều tổ (dưới lớp), mỗi tổ chia thành nhiều nhóm (siêu lớp).

a) Oxydoreductase: Xúc tác các phản ứng oxi hoá-khử. Gồm các dưới lớp:

- Dehydrogenase: Sử dụng các phân tử không phải oxy là chất nhận e-. Ví dụ: lactat

dehydrogenase…

- Oxidase: Sử dụng oxy là chất nhận e nhưng không tham gia vào thành phần cơ chất. Ví dụ: cytochrom oxidase, xanthin oxidase…

- Reductase: Đưa H và e vào cơ chất. Ví dụ: -cetoacyl -ACP reductase

- Catalase : 2H2O2  O2 + 2H2O

- Peroxidase: H2O2 + AH2  A + 2H2O

- Oxygenase (hydroxylase): gắn một nguyên tử oxy vào cơ chất. Ví dụ: Cytp-450 xúc tác phản ứng: RH + NADPH + H+ + O2  ROH + NADP+ + H2O

b) Transferase: Xúc tác cho các phản ứng chuyển vị. Gồm các dưới lớp:

- Aminotransferase: vận chuyển -NH2 từ acid amin sang acid alpha cetonic. Ví dụ: AST, ALT

- Transcetolase và transaldolase: chuyển đơn vị 2C và 3C

- Các acyl-, metyl-, glucosyl-transferase, phosphorylase

- Các kinase: chuyển gốc phosphat từ ATP vào cơ chất. Ví dụ: Hexokinase

- Các thiolase: chuyển CoA –SH vào cơ chất. Ví dụ: acyl CoA

- Acetyl transferase

- Các polymerase: DNA polymerase, RNA polymerase

c) Hydrolase: Xúc tác cho các phản ứng thủy phân. Gồm các dưới lớp:

- Các esterase: thủy phân liên kết este. Ví dụ: triacylglycerol lipase.

- Các glucosidase: thủy phân liên kết glycosid

- Các protease: thủy phân liên kết peptid

- Các phosphatase: thủy phân liên kết este phosphat

- Các phospholipase: thủy phân liên kết este phosphat trong phân tử phospholipid

- Các amidase: thủy phân liên kết N-osid. Ví dụ: nucleoside

- Các desaminase: thủy phân liên kết C-N, tách nhóm amin ra khỏi cơ chất. Ví dụ: adenosin deaminase

- Các nuclease: thủy phân liên kết este phosphat trong DNA hay RNA

d) Lyase: Xúc tác các phản ưng phân cắt không cần nước. Gồm các dưới lớp:

- Các decarboxylase: tách CO2 khỏi cơ chất. Ví dụ: glutamat decarboxylase

- Các aldolase: tách 1 phân tử aldehyd từ cơ chất.

- Các lyase: VD arginosuccinase.

- Các hydratase: gắn 1 phân tử nước vào cơ chất.VD: fumarase.

- Các dehydratase: tách 1 phân tử nước từ cơ chất. VD: -hydroxyacyl-ACP dehydratase.

- Các synthase: gắn 2 phân tử mà không cần có sự tham gia của ATP. Ví dụ: ATP synthase, glycogen synthase, citrat synthase…

e) Isomerase: Xúc tác cho các phản ứng đồng phân hoá. Gồm các dưới lớp:

- Các racemase: chuyển dạng đồng phân D và L.

- Các epimerase: chuyển đồng phân epime. Ví dụ: ribose-5 phosphat epimerase.

- Các isomerase: chuyển đồng phân nhóm chức aldehyd và ceton.

- Các mutase: chuyển nhóm hóa học giữa các nguyên tử trong 1 phân tử.

f) Ligase (synthetase): Xúc tác cho các phản ứng tổng hợp có sử dụng liên kết giàu năng lượng của ATP .v.v… Gồm các dưới lớp:

- Synthetase.

- Carboxylase: Ví dụ: pyruvat carboxylase.

- Ligase: ví dụ DNA ligas.

4.3. Bản chất hóa học của enzym

Trừ một nhóm nhỏ ARN có tính xúc tác, tất cả enzym đều là protein. Tính chất xúc tác phụ thuộc vào cấu tạo của protein. Enzym có trọng lượng phân tử khoảng

12.000 đến hơn 1000.000 Dalton. Enzym bị biến tính hay phân tách thành những tiểu đơn vị thì hoạt tính xúc tác thường mất đi, tương tự protein, enzym bị phân cắt thành những acid amin. Theo điều kiện hoạt động, người ta chia enzym thành 2 loại:

a) Enzym không cần cộng tố: là các enzym có bản chất protein thuần, gồm các enzym thủy phân: pepsin, trypsin, cathepin...

b) Enzym cần cộng tố (cofactor): là các enzym protein tạp gồm 2 phần Protein thuần + cộng tố (cofactor) = Holoenzym.

Protein thuần gọi là apoenzym.

Cộng tố: kim loại (Cu2+, Fe2+/Fe3+, Mn2+, Zn2+,...), chất hữu cơ (coenzym), kim loại và chất hữu cơ. Coenzym là phân tử hữu cơ tương đối nhỏ, có thể thẩm tích được, chịu được nhiệt. Trực tiếp tham gia vận chuyển điện tử, hydro, các nhóm hóa học,... Các vitamin tan trong nước thường tham gia cấu tạo và hoạt động của coenzym.

Bảng 2.3. Một số coenzym và chức năng vận chuyển nhóm tương ứng

Coenzym

Vận chuyển
Biocytin	CO2
Coenzym A	Nhóm Acyl
5’- Deoxyadenosylcobalamin (coenzym B12)	Nguyên tử H và nhóm alkyl
Flavin adenin dinucleotid	Điện tử
Lipoat	Điện tử và nhóm acyl
Nicotinamid adenin dinucleotid	Ion Hydrid (:H-)
Pyridoxal phosphat	Nhóm Amin
Tetrahydrofolat	Nhóm 1 Carbon

4.4. Sự phân bố enzym

4.4.1. Trong tế bào

- Lysosom: AND-ase, ARN-ase, cathepsin, -glycuronidase, uricase …

- Ty thể: các enzym của chu trình Krebs, enzym oxy hóa acid béo, chuyển amin, khử amin…

- Nhân: aldolase, enolase, ATP-ase, photphoglyceraldehyd dehydrogenase, photphatase,…

4.4.2. Trong các tổ chức cơ quan

- Enzym phân hủy glucose: aldolase, photphohexo isomerase ... có trong xương, gan, niêm mạc, ruột, thận, nhau thai.

- GOT có ở gan, tim, cơ vân; creatin kinase có trong cơ vân, cơ tim, não.

- Photphatase chỉ có ở tiền liệt tuyến.

Có sự liên quan mật thiết, xem xét mức độ đặc hiệu của enzym trong lâm sàng.

Qua thực tế xét nghiệm thấy rằng:

- GOT: ở gan > Tim >> Cơ

- GPT, SDH: ở gan >> Tim, cơ

- CPK: ở gan << Tim << cơ

- LDH: ở gan > Tim < cơ

4.4.3. Enzym ở huyết tương

a) Enzym chức năng huyết tương:

Loại này được tạo ra ở gan, có nồng độ ở máu tương đương hay cao hơn các tổ chức, gồm các enzym và tiền enzym như lipoprotein, cholinesterase giả, ceruloptamin, tiền enzym đông máu và tan cục máu.

b) Enzym không có chức năng huyết tương:

Hoạt độ của các enzym này ở huyết tương rất thấp, gồm các enzym từ các tuyến tiết ra (amylase từ nước bọt, tuyến tụy; lipase, photphatase acid từ tuyến tiền liệt,…).

Các enzym nội bào bình thường không có ở huyết tương mà gắn chặt với các thành phần dưới tế bào.

4.4.4. Enzym ở nước tiểu

Thường có trọng lượng phân tử thấp, qua được thận, chủ yếu có nguồn gốc từ thận được tách ra trong quá trình thay thế tế bào.

Enzym trong nước tiểu còn có thể có nguồn gốc từ hồng cầu, bạch cầu, các tế bào biểu mô, chất bài tiết của các tuyến và vi khuẩn luôn đào thải ra đường tiểu.

4.5. Liên quan enzym và một số bệnh lý

4.5.1. Tăng tổng hợp enzym

- Photphatase acid tăng khi carcinoma tiền liệt tuyến.

- Cholinesterase tăng khi thận hư.

- CPK, aldolase tăng khi loạn dưỡng cơ tiến triển.

- GPT, OCT tăng trong viêm gan.

- Amylase, Lipase tăng trong viêm tụy.

- CPK, LDH tăng trong nhồi máu cơ tim.

- CPK tăng trong viêm đa cơ.

- Amylase, lipase tăng bài tiết tụy cản trở.

- Photphatase kiềm tăng khi tắc đường dẫn mật.

4.5.2. Giảm tổng hợp enzym

- Do khiếm khuyết về chuyển hóa.

- Do bệnh lý về enzym.

- Tổn thương nặng cơ quan.

- Viêm xơ teo, ung thư dạ dày  giảm uropepsinogen, pepsin.

- Thận hư  tăng đào thải ceruloplasmin ra nước tiểu.

4.6. Ứng dụng enzym trong y học

Enzym có một vị trí quan trọng trong y học. Đặc biệt là các phương pháp định lượng và định tính enzym trong hóa học lâm sàng và phòng thí nghiệm chẩn đoán. Do đó, hiện nay trong y học đã xuất hiện lãnh vực mới gọi là chẩn đoán enzym, nhằm:

- Phân tích xác định nồng độ cơ chất như glucose, ure, cholesterol…với sự hổ trợ của enzym.

- Xác định hoạt tính xúc tác của enzym trong mẫu sinh vật.

- Xác định nồng độ cơ chất với sự hổ trợ của thuốc thử enzym đánh dấu.

Dùng enzym để định lượng các chất, phục vụ công việc xét nghiệm chẩn đoán bệnh, ví dụ: kiểm tra glucose nước tiểu, urease để định lượng ure…

Dùng enzym làm thuốc ví dụ protease làm thuốc tắc nghẽn tim mạch, tiêu mủ vết thương, làm thông đường hô hấp, chống viêm, làm thuốc tăng tiêu hóa protein, thành phần của các loại thuốc dùng trong da liễu và mỹ phẩm…

Trong y học các protease cũng được dùng để sản xuất môi trường dinh dưỡng để nuôi cấy vi sinh vật sản xuất ra kháng sinh, chất kháng độc… Ngoài ra người ta còn dùng enzym protease để cô đặc và tinh chế các huyết thanh kháng độc để chữa bệnh.

Amylase được sử dụng phối hợp với coenzym A, cytocrom C, ATP, carboxylase để chế thuốc điều trị tim mạch, bệnh thần kinh, phối hợp với enzym thủy phân để chữa bệnh thiếu enzym tiêu hóa.

Bảng 2.4. Một số enzym sử dụng trong điều trị

TÊN ENZYM

NGUỒN GỐC	ĐIỀU TRỊ
Urate oxidase tái tổ hợp	Saccaromyces cereviciae	Cao uric máu
Lipase	Rhiropus arrhizus	trợ tiêu hoá
- amylase	tuỵ heo	trợ tiêu hoá
-amylase	Aspergylus oryzae	trợ tiêu hoá
Urate oxidase tái tổ hợp	Saccaromyces cereviciae	Cao uric máu
Lipase	Rhiropus arrhizus	trợ tiêu hoá

tuỵ heo	trợ tiêu hoá
-amylase	Aspergylus oryzae	trợ tiêu hoá
Papain	Carica papaya	Làm sạch Nucleotid của đĩa đệm cột sống bị lệch
Pepsin	dạ dày heo	hỗ trợ chức năng dạ dày, loét DD
Protease	Bacillussubtilis	Làm sạch vết thương
Serrapeptase	Serratia E 15	Kháng viêm
Thrombin	Huyết tương người	Chảy máu ngoại biên, bệnh fibrin
Plasmin	Huyết tương người	Làm sạch vết thương
Lactase	Nhiều nguồn	Không dung nạp lactose
Urokinase	Nước tiểu người hay tế bào thận người	Nhồi máu cơ tim cấp

- amylase

CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ

1. Vai trò chủ yếu của vitamin B6:

A. Tham gia vào cơ chế nhìn của mắt

B. Chống bệnh pellagra

C. Tham gia vào quá trình đông máu

D. Là coenzym của những enzym xúc tác cho phản ứng trao đổi amin và decarboxyl củamột số acid amin

2. Vitamin tham gia cấu tạo coenzym A là :

A.Vitamin E B. Vitamin B5 C. VitaminA D.VitaminB

3. Vitamin D cần thiết cho:

A. Quá trình chuyển hóa Ca2+và phosphor

B. Chuyển prothrombin thành thrombin