TRƯỜNG CAO ĐẲNG PHẠM NGỌC THẠCH CẦN THƠ GIÁO TRÌNH HÓA SINH Dùng cho đào tạo: CAO ĐẲNG Ngành: DƯỢC LƯU HÀNH NỘI BỘ MỤC LỤC ĐẠI CƢƠNG HÓA SINH. 22 HÓA HỌC ACID NUCLEIC. 31 CẤU TẠO HÓA HỌC ENZYME. 51 OXY HÓA SINH HỌC.
68 CHUYỂN HÓA ACID AMIN, HEMOGLOBIN, ACID NUCLEOTID VÀ SINH TỔNG HỢP PROTEIN. 79 HÓA SINH THẬN VÀ NƢỚC TIỂU. 91 SỰ TRAO ĐỔI MUỐI – NƢỚC. 99 THĂNG BẰNG ACID – BASE.
108 HOÁ SINH GAN. 121 HÓA SINH CÁC DỊCH SINH VẬT. 127 ĐẠI CƢƠNG HÓA SINH MỤC TIÊU HỌC TẬP: 1. Trình bày được định nghĩa về hóa sinh học 2.
Trình bày đúng khái niệm về hóa sinh tĩnh, hóa sinh động, đồng hóa, dị hóa và quá trình chuyển hóa các chất 3. Trình bày được vai trò của hóa sinh trong y học. Định nghĩa Hoá sinh là hóa học của sự sống, của chất sống, là môn học chuyên nghiên cứu về thành phần cấu tạo của chất sống và các quá trình hóa học xảy ra trong cơ thể sống. Nói cách khác: Hóa sinh học là lĩnh vực nghiên cứu các hiện tƣợng sống bằng các phƣơng pháp hoá học.
Đối tƣợng nghiên cứu của Hoá sinh học: Môn học hóa sinh đƣợc hình thành trên cơ sở của sinh học và hoá học. Nó còn liên quan mật thiết với tế bào học vì hầu hết các phản ứng hoá học đều xảy ra ở tế bào. Tế bào là đơn vị hợp thành của cơ thể sống, có những đặc điểm chung; nhƣng tế bào của những cơ thể khác nhau, tế bào của từng loại mô trong một cơ thể có sự khác biệt về cấu trúc và chức năng. Chính những sự chuyên biệt của các tế bào và những quá trình tiến hoá tự nhiên đã dẫn đến sự khác biệt đa dạng và tạo nên những quá trình hoá sinh đặc hiệu.
Sự sống là hiện tƣợng trao đổi chất liên tục, hiện tƣợng này liên quan mật thiết với các quá trình chuyển hoá vật chất. Những quá trình này đƣợc điều chỉnh nhịp nhàng ăn khớp với nhau, bảo đảm cho nội môi của cơ thể luôn ở trạng thái động, nhƣng cũng luôn ở thể ổn định. Hoá sinh học gồm 2 phần: Hoá sinh tĩnh - Hoá sinh động. Hoá sinh tĩnh: Dựa vào các phƣơng pháp lý, hóa hiện đại để mô tả cấu tạo của cơ thể sống ở mức độ phân tử, nguyên tử.
Hoá sinh động: Nghiên cứu các quá trình chuyển hoá, số phận của các chất khi vào cơ thể, tính đặc hiệu của những phản ứng sinh học nhƣ phản ứng giữa enzym và cơ chất, giữa hormon và các chất tiếp nhận.3 Quá trình chuyển hóa các chất 1.1 Quá trình đồng hoá: Là quá trình thu nhận các chất từ bên ngoài vào để tổng hợp các chất sống riêng cuả cơ thể - Ví dụ: hiện tƣợng thở (lấy O2) Hiện tƣợng ăn uống (cung cấp năng lƣợng)… 1.2 Quá trình dị hóa: Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ (thành phần cơ bản của cơ chất) nhằm mục đích: Giải phóng năng lƣợng Đào thải các chất cặn bã 2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN HÓA SINH 2.1 Trƣớc thế kỷ XX: Ở thế kỷ XIX: khi ngành hoá học phát triển nhƣ vũ bão, xuất hiện lĩnh vực khoa học mới nhằm nghiên cứu các thành phần hóa học của cơ thể sống và những quá trình chuyển hóa hóa học của các chất và của năng lƣợng trong quá trình hoạt động sống xảy ra trong cơ thể Gắn liền với những thành tựu của các các lĩnh vực nghiên cứu hóa hữu cơ, sinh lý học, y học và một số ngành khoa học khác Các nghiên cứu vế hóa sinh đã bắt đầu từ thế kỷ 18 nhƣng đến cuối thế kỷ 19 mới trở thành ngành khoa học độc lập Giữa thế kỷ XIX: Friedrich Wohler (1828) tổng hợp đƣợc u rê (urease) Cuối thế kỷ 19: tìm ra những số liệu về cấu trúc hóa học của axit amin, saccarit, lipit, bản chất của liên kết peptit, bắt đầu nghiên cứu axit nucleic Năm 1897: Eduard Buchner thành công trong việc lên men vô bào Đầu thế kỷ XX: phát hiện một số bệnh liên quan đến dinh dƣỡng 2.2 Từ đầu thế kỷ XX đến 1950 Trƣớc 1950: nhiều công trình nghiên cƣú về tế bào thực, động vật, tìm ra Amylase, Pepsin, Trypsin, Vitamin, Hormon, phản ứng lên men… 2.3 Từ 1950 đến nay Từ năm 1950: cơ bản đã xác định các tính chất chủ yếu cuả các chất và con đƣờng chuyển hoá các chất trong cơ thể 2 Nghiên cứu cấu trúc phân tử protein, axit nucleic, liên quan cấu trúc – chức năng Tổng hợp đƣợc insulin Năm 1961: tìm ra mô hình điều hòa hoạt động gene Từ 1970: bắt đầu nghiên cứu tổng hợp gene bằng phƣơng pháp hóa học Tiếp tục nghiên cứu quá trình sinh tổng hợp axit nucleic và protein, sự liên quan giữa biến đổi di truyền và các bệnh lý y học Hoá sinh của hệ thống miễn dịch của Snell, Bena Cerraf và Dausset năm 1980 Giải thƣởng Nobel bởi công trình nghiên cứu gắn các mẫu DNA của Paul Berg Năm 1981-1982, thành tựu tổng hợp gen α - interferon gồm 514 đôi base bởi Leicester đã đƣợc thực hiện Năm 1997 giải thƣởng Nobel y học trao cho Staley Prusiner về công trình nghiên cứu prion, một khái niệm mới về "nhiễm khuẩn", gây bệnh não thể xốp ở ngƣời và động vật Cùng với sự phát minh ra một số trang thiết bị y tế hiện đại từ những thế kỷ 18 nay nhƣ : Kính hiển vi, máy siêu ly tâm, máy sắc ký …hoá sinh học đóng vai trò rất quan trọng trong các lĩnh vực đời sống 3.VAI TRÕ CỦA HÓA SINH TRONG Y HỌC 3. Nghiên cứu các chức năng cuả cơ thể và sự liên hệ với môi trƣờng bên ngoài. Nghiên cứu nhiệm vụ của từng tế bào, từng mô, từng cơ quan trong cơ thể 3.2 Nghiên cứu những thay đổi bệnh lý trong quá trình chuyển hóa tìm hiểu một số nguyên nhân gây bệnh bằng các xét nghiệm trên dịch sinh vật, bằng nghiệm pháp về Enzym thăm dò chức năng chẩn đoán và điều trị 3.3 Giúp thầy thuốc biết đƣợc cơ chế hấp thu, phân bố chuyển hoá, thải trừ cuả các chất từ bên ngoài vào cơ thể đƣa ra những nguyên tắc cơ bản, phù hợp với sự phát triển của cơ thể sống (chế độ dinh dƣỡng, chỉ định phƣơng pháp chữa trị …) 4.
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CƠ THỂ SỐNG- SỰ TƢƠNG TÁC GIỮA CƠ THỂ - MÔI TRƢỜNG 4.1 Đặc điểm về thành phần hóa học của cơ thể sống: Về tỉ lệ nƣớc: chiếm khoảng 70% thể trọng/ngƣời (trong tế bào: 50%, ngoài tế bào; 20%), ở loài cá nƣớc chiếm > 80% Thành phần các nguyên tố trong cơ thể sống: chiếm 27/100 nguyên tố đã biết, một số nguyên tố thƣờng gặp dƣới dạng ion nhƣ: Na+ , K+ , Mg++ , Ca++ , Cl- và một số nguyên 3 tố khác với một lƣợng rất nhỏ gọi là các nguyên tố vi lƣợng: Mn, Fe, Co, Cu, Zn, B, Al, Mo, Si, Sn, Cr, F, Se, Vd Trong tế bào và cơ thể sống chủ yếu là C, H, O, N Các chất tồn tại trên trái đất: O, Si, Al, Fe C, N trong cơ thể sống thƣờng ở dạng khử , ngoài môi trƣờng thƣờng tồn tại dƣới dạng hợp chất đơn giản nhƣ CO2 , N2 , NO3 ….2 Đặc điểm các phản ứng hóa học trong cơ thể sống: Hầu hết các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể sống đều có sự xúc tác của enzym đặc điểm chung, và xảy ra ở điều kiện nhiệt độ, áp suất bình thƣờng, tốc độ nhanh, chính xác Nhiều phản ứng khác nhau cùng xảy ra trong một thời điểm, liên hệ với nhau theo một trình tự xác định Cơ chế phản ứng tinh vi, phức tạp, đƣợc kiểm soát nghiêm ngặt Các sản phẩm của phản ứng, sản phẩm trao đổi, sản phẩm trung gian cũng đóng vai trò trong cơ chế phản ứng, gọi là cơ chế tự điều hòa 4.3 Sự liên hệ giữa cơ thể và môi trƣờng: Thành phần cơ bản của tế bào và cơ thể sống có mối tƣơng tác chặt chẽ với nhau và với môi trƣờng xung quanh, việc tìm ra chu trình cacbon , chu trình nitơ chứng minh rõ mối liên hệ chặt chẽ này Kết quả của quá trình trao đổi chất và năng lƣợng cung cấp các chất dinh dƣỡng cần thiết cho cơ thể cơ thể hấp thu biến đổi thành năng lƣợng dƣới nhiều dạng: nhiệt năng, hóa năng, động năng, điện năng … 4.4 Hóa sinh dinh dƣỡng và tình trạng thiếu dinh dƣỡng: Để đảm bảo cho sự phát triển của tế bào và cơ thể sống , cần có chế độ đủ dinh dƣỡng để cung cấp năng lƣợng cho sự sống Ngoài ra cần cung cấp đáp ứng đúng tỉ lệ cho từng đối tƣợng Trong đó: protein cần cho quá trình tăng trƣởng, lipid và sacarit sung cấp năng lƣợng (còn gọi Kcal, hay Cal .) Tỉ lệ Protein: lipit, sacarit đƣợc một số tài liệu khuyên nên là 1:1:5 hoặc 1:1:4 Khi xác định khối lƣợng các chất cần cho khẩu phần ăn cần phải có kiến thức về dinh dƣỡng để tránh sai lầm 4 Theo tổ chức y tế thế giới ( WHO ): có 4 loại bệnh thiếu dinh dƣỡng quan trong nhất hiện nay là: 1. Thiếu dinh dƣỡng protein năng lƣợng 2. Bệnh khô mắt do thiếu Vit A 3. Bệnh thiếu máu do thiếu sắt 4.
Bệnh bƣớu cổ địa phƣơng và bệnh kém phát triển trí tuệ do thiếu iốt CÂU HỎI LƢỢNG GIÁ 1. Khi phát biểu ―nƣớc có công thức C. Quá trình phân bố hoá học là H2O‖ là nói về: D. Quá trình dị hoá A.
Bản chất cuả một cơ thể sống 5. Khi phát biểu: ―Oxy rất cần thiết cho B. Lĩnh vực hoá sinh tĩnh sự hô hấp của ngƣời‖ là đang nói về: C. Lĩnh vực hoá sinh động A.
Quá trình hấp thu D. Cấu tạo cuả một chất sống B. Quá trình phân bố 2. Khi phát biểu ― nƣớc gồm có hai C.
Vai trò cuả Oxy nguyên tử Hydro và một nguyên tử D. Vai trò cuả các chất Oxy‖ là nói về: 6. Các chất làm cho xƣơng cứng chắc A. Bản chất hóa học cuả nƣớc trong quá trình phát triển CƠ THỂ B.
Lĩnh vực hoá sinh tĩnh A. canxi, bari, photphor C. Lĩnh vực hoá sinh động B. canxi, magie, photphor D.
Cấu tạo cuả một chất C. canxi,magie, bari 3. Khi phát biểu : ― tinh bột dƣới sự xúc D. canxi, photphor, sắt tác cuả men Amylase thành Glucose‖ 7.
Nghiên cứu để xác định xem yếu tố cung cấp năng lƣợng cho cơ thể‖ là nói nào tham gia quá trình chuyển hóa về: trong quá trình phát triển của xƣơng là A. Sự hấp thu nghiên cứu thuộc lĩnh vực: B. Sự phân bố A. Sự chuyển hoá B.Sự thải trừ C.
Chuyển hóa của các chất trong cơ 4.