Hình thành acid acetoacetic trong gan và sự vận chuyển trong máu

2022-08-13 11:16 AM

Các acid acetoacetic, acid β-hydroxybutyric, và acetone khuếch tán tự do qua màng tế bào gan và được vận chuyển trong máu tới các mô ngoại vi, ở đây, chúng lại được khuếch tán vào trong tế bào.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Một phần lớn sự thoái hóa các acid béo xảy ra trong gan, đặc biệt khi một lượng lớn lipid được sử dụng để tạo năng lượng. Tuy nhiên, gan chỉ sử dụng một tỷ lệ nhỏ các acid béo cho quá trình trao đổi chất của nó. Thay vào đó, khi các chuỗi acid béo đã được chia thành các acetyl-CoA, hai phân tử acetyl-CoA liên kết với nhau tạo thành một phân tử acid acetoacetic, nó sai đó sẽ được vận chuyển trong máu tới các tế bào khác trong suốt cơ thể, nơi chúng được sử dụng tạo năng lượng. Quá trình hóa học này được mô tả sau đây:

Sự tạo thành acid acetoacetic

Một phần acid acetoacetic được chuyển thành acid β-hydroxybutyric, và số lượng nhỏ được chuyển đổi thành acetone, nó được mô tả theo phản ứng sau:

Chuyển đổi acetoacetic thành aceton

Các acid acetoacetic, acid β-hydroxybutyric, và acetone khuếch tán tự do qua màng tế bào gan và được vận chuyển trong máu tới các mô ngoại vi. Ở đây, chúng lại được khuếch tán vào trong tế bào, nơi lặp ngược lại các phản ứng xảy ra và phân tử acetyl-CoA được tạo thành. Các phân tử đó lần lượt tham gia vào chu trình citric và bị oxy hóa tạo năng lượng.

Thông thường, các acid acetoacetic và acid β-hydroxybutyric sau khi đi vào máu được vận chuyển rất nhanh đến các mô, làm cho nồng độ của chúng trong huyết tương ít khi tăng trên 3 mg/dl. Tuy nhiên, dù với nồng độ nhỏ trong máu, thực sự vẫn có một số lượng lớn được vận chuyển, cũng giống như vận chuyển các acid béo tự do. Tốc độ vận chuyển nhanh các chất này do chúng có độ tan cao với màng của các tế bào dích, vì thế cho phép chúng có khả năng khuếch tán nhanh chóng vào trong các tế bào.

Ketosis trong đói lâu ngày, bệnh tiểu đường, và các bệnh khác. Nồng độ acid acetoacetic, acid β-hydroxybutyric, và aceton đôi khi tăng lên gấp nhiều lần bình thường ở trong máu và dịch kẽ; tình trạng này được gọi là ketosis bởi vì acid acetoacetic là một acid keto. Ba hợp chất này được gọi là thể ketone. Ketosis xảy ra đặc biệt là sau khi đói lâu ngày, ở những người bị đái tháo đường, và đôi khi ngay cả khi chế độ ăn uống của một người gồm hầu hết là chất béo. Trong tất cả các trường hợp này, cơ bản không có chuyển hóa carbohydrates trong đói lâu ngày và với một chế độ ăn giàu chất béo bởi vì không có carbohydrates, và trong đái tháo đường bởi vì không có insulin để vận chuyển glucose vào trong tế bào.

Khi carbohydrates không được sử dụng để cung cấp năng lượng, thì hầu hết tất cả năng lượng của cơ thể phải được cung cấp từ quá tŕnh trao đổi chất béo. Đó là khi không có sẵn carbohydrates nên tự động làm tăng tốc độ phân giải các acid béo từ mô mỡ. Ngoài ra, một vài yếu tố nội tiết như là: vỏ tuyến thượng thận tăng tiết glucocorticoids, tụy tăng tiết glucagon, và tụy giảm tiết insulin, do đó làm giải phân giải các acid béo ở các mô mỡ. Kết quả là số lượng lớn acid béo xuất hiện (1) để các tế bào ngoại vi sử dụng để tạo năng lượng và (2) tới các tế bào gan, nơi mà nhiều acid béo được chuyển đổi thành thể ketone.

Thể ketone đi ra khỏi gan được mang tới các tế bào. Vì nhiều lý do, các tế bào được giới hạn số lượng thể ketone có thể bị oxy hóa. Trong đó lý do quan trọng nhất là một trong những sản phẩm của quá trình chuyển hóa carbohydrat là oxaloacetate liên kết với acetyl-CoA trước khi nó có thể được đi vào chu trình citric. Vì thế, sự thiếu hụt oxaloacetate có nguồn gốc từ carbohydrates sẽ hạn chế sự đi vào của acetyl-CoA vào trong chu trình citric, và khi giải phóng ra cùng một lúc lượng lớn acid acetoacetic và các thể ketone khác từ gan xảy ra, nồng độ acid acetoacetic và acid β-hydroxybutyric đôi khi tăng lên gấp 20 lần bình thường, do đó dẫn tới toan mạnh.

Acetone được hình thành trong ketosis là một chất dễ bay hơi, một số lượng nhỏ được đẩy ra ngoài không khí qua phổi, do đó hơi thở có mùi acetone thường được dùng làm một tiêu chuẩn để chẩn đoán ketosis.

Thích ứng với chế độ ăn giàu chất béo. Khi thay đổi chậm từ một chế độ ăn carbohydrates chuyển thành chế độ ăn gần như hoàn toàn là chất béo, cơ thể một người sẽ thích ứng với việc sử dụng nhiều acid acetoacetic nhiều hơn bình thường, và trong trường hợp này, ketosis bình thường không xảy ra. Ví dụ, ở Inuit (Eskimos), đôi khi họ ăn chế độ ăn nhiều chất béo, nhưng không xảy ra ketosis. Chắc chắn, một số yếu tố, nhưng không rõ ràng, đã nâng cao tỷ lệ chuyển hóa acid acetoacetic trong các tế bào. Sau đó một vài tuần, thậm chí các tế bào não thường lấy năng lượng hầu như hoàn toàn từ glucose, cũng có thể sử dụng 50-70% năng lượng từ chất béo.

Bài viết cùng chuyên mục

Các vùng liên hợp: cảm giác thân thể

Kích thích điện vào vùng liên hợp cảm giác bản thể có thể ngẫu nhiên khiến một người tỉnh dậy để thí nghiệm một cảm nhận thân thể phức tạp, đôi khi, chỉ là “cảm nhận” một vật thể như một con dao hay một quả bóng.

Trạm thần kinh: sự kéo dài tín hiệu thần kinh bằng trạm thần kinh “Sự kích ứng tồn lưu”

Khi các synap kích thích trên bề mặt của sợi nhánh hay thân của một nơ-ron, một điện thế sau synap tạo ra trong tế bào thần kinh và kéo dài trong nhiều mili giây, đặc biệt là khi có mặt một số chất dẫn truyền ở synap hoạt hóa kéo dài.

Điều hòa lưu lượng máu trong thời gian dài

Nếu mô hoạt động quá mức quá lâu, yêu cầu tăng số lượng oxy và các chất dinh dưỡng, các tiểu động mạch và các mao mạch thường tăng cả số lượng và kích thước trong một vài tuần để cân xứng với nhu cầu của mô.

Ba chuyển đạo lưỡng cực chi: các chuyển đạo điện tâm đồ

Một “chuyển đạo” không phải là một dây dẫn duy nhất kết nối từ cơ thể nhưng một sự kết hợp của hai dây dẫn và các điện cực của chúng tạo ra một mạch hoàn chỉnh giữa cơ thể và máy ghi điện tim.

Chất co mạch: kiểm soát thể dịch của tuần hoàn

Khi hệ thống thần kinh giao cảm bị kích thích, tận cùng của hệ thống thần kinh giao cảm ở các mô riêng biệt giải phóng ra norepinephrine, kích thích tim và co tĩnh mạch và tiểu động mạch.

Chuyển hóa ô xy và chất dinh dưỡng của não

Phần lớn sự chuyển hóa của não xảy ra ở các neuron mà không phải ở các tế bào thần kinh đệm. Nhu cầu chuyển hóa chính của các neuron là để bơm các ion qua màng, chủ yếu là vận chuyển natri, canxi và kali.

Chức năng cảm giác thân thể: một số khía cạnh đặc biệt

Bên cạnh các tín hiệu cảm giác thân thể dẫn truyền từ ngoại vi về não, các tín hiệu corticofugal được dẫn truyền theo hướng ngược lại từ vỏ não đến trạm chuyển tiếp cảm giác thấp hơn của đồi thị, hành não và tủy sống.

Hormone tăng trưởng (GH) điều khiển sự phát triển các mô cơ thể

Hormone tăng trưởng GH điều khiển làm tăng kích thước tế bào và tăng nguyên phân, cùng sự tăng sinh mạnh số lượng tế bào của các loại tế bào khác nhau như tạo cốt bào và các tế bào cơ còn non.

Các yếu tố điều chỉnh lượng thực phẩm ăn vào cơ thể

Sự điều chỉnh lượng thức ăn ăn vào có thể được chia thành điều chỉnh ngắn hạn, nó quan tâm chủ yếu tới việc hạn chế lượng thức ăn trong một bữa, và điều chỉnh dài hạn, kiểm soát chủ yếu là duy trì số lượng bình thường dự trữ năng lượng trong cơ thể.

Sinh lý thần kinh hành não

Hành não là phần thần kinh trung ương tiếp nối với tủy sống, nằm ở phần thấp nhất của hộp sọ, ngay sát trên lỗ chẩm. Hành não là nơi xuất phát của nhiều dây thần kinh sọ (từ dây V đến dây XII) trong đó quan trọng nhất là dây X.

Phân tích đồ thị bơm máu của tâm thất

Đường cong áp suất tâm thu được xác định nhờ ghi lại áp suất tâm thu đạt được khi tâm thất co tại mỗi thể tích được làm đầy.

Giai đoạn trơ sau điện thế màng hoạt động: không có thiết lập kích thích

Nồng độ ion canxi dịch ngoại bào cao làm giảm tính thấm của màng các ion natri và đồng thời làm giảm tính kích thích. Do đó, các ion canxi được cho là một yếu tố “ổn định”.

Nhĩ thu và thất thu với các sóng: điện tâm đồ bình thường

Trước khi co bóp của cơ có thể xảy ra, sự khử cực phải lan truyền qua cơ. Sóng P xảy ra vào lúc bắt đầu của co bóp của tâm nhĩ, và phức bộ QRS của các sóng xảy ra vào lúc bắt đầu co bóp của tâm thất.

Bài tiết chất nhầy ở đại tràng

Chất nhày ở đại tràng bảo vệ thành ruột chống lại sự xây xát, nhưng thêm vào đó, chúng là một chất kết dính giúp gắn kết các phần của phân lại với nhau.

Triglycerides tạo năng lượng: hình thành Adenosine Triphosphate

Đầu tiên trong quá trình sử dụng triglycerides cung cấp năng lượng là thủy phân chúng tạo các acid béo và glycerol. Sau đó, cả acid béo và glycerol đều được vận chuyển trong máu tới các mô hoạt động.

Sinh lý nhóm máu

Trên màng hồng cầu người, người ta đã tìm ra khoảng 30 kháng nguyên thường gặp và hàng trăm kháng nguyên hiếm gặp khác. Hầu hết những kháng nguyên là yếu, chỉ được dùng để nghiên cứu di truyền gen và quan hệ huyết thống.

Cơ chế Triglycerides giải phóng tạo năng lượng

Cân bằng ổn định giữa acid béo tự do và triglycerides thoái hóa thông qua triglycerides dự trữ, do đó, chỉ một lượng nhỏ acid béo có sẵn được dùng để tạo năng lượng.

Các chức năng sinh lý của gan

Gan tổng hợp acid béo từ glucid, protid và từ các sản phẩm thoái hóa của lipid, acid béo được chuyển hóa theo chu trình.

Năng lượng yếm khí so với hiếu khí trong cơ thể

Năng lượng ATP có thể sử dụng cho các hoạt động chức năng khác nhau của tế bào như tổng hợp và phát triển, co cơ, bài tiết, dẫn truyền xung động thần kinh, hấp thu tích cực.

Giải phóng năng lượng từ Glucose theo con đường Pentose Phosphate

Con đường Pentose Phosphate có thể cung cấp năng lượng một cách độc lập với tất cả các enzym của chu trình citric acid và do đó là con đường thay thế cho chuyển hóa năng lượng khi có bất thường của enzym xảy ra trong tế bào.

Hormone tuyến giáp làm tăng phiên mã số lượng lớn các gen

Hầu hết các tế bào cơ thể, lượng lớn các enzym protein, protein cấu trúc, protein vận chuyển và chất khác được tổng hợp, kết quả đều làm tăng hoạt động chức năng trong cơ thể.

Canxi ở huyết tương và dịch nội bào

Nồng độ canxi trong huyết tương chỉ chiếm khoảng 1 nửa tổng. Canxi dạng ion tham gia vào nhiều chức năng ,bao gồm tác dụng của canxi lên tim, hệt thần kinh, sự tạo xương.

Sinh lý cầm máu

Thành mạch bị thương tổn càng nhiều thì co mạch càng mạnh, sự co mạch tại chỗ có thể kéo dài nhiều phút đến vài giờ.

Đái tháo đường type 1: thiếu hụt sản xuất insulin

Tổn thương tế bào beta đảo tụy hoặc các bệnh làm suy yếu sản xuất insulin có thể dẫn đến bệnh tiểu đường type 1. Nhiễm virus hoặc các rối loạn tự miễn có thể tham gia vào việc phá hủy tế bào beta.

Hệ số lọc của mao mạch

Để ngăn chặn sự tích lũy của dịch dư thừa trong khoảng kẽ sẽ yêu cầu tốc độ dòng chảy chất lỏng vào hệ thống bạch huyết tăng 68 lần, một lượng mà là 2-5 lần cũng là quá nhiều cho các mạch bạch huyết mang đi.