Bộ YTẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI
• • • •
ĐẶNG THÁI TRUNG
TỔNG QUAN
VÈ CÁC ĐÍCH TÁC DỤNG MỚI CỦA
THUÓC ĐIÈU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ
• • •
Người hướng dẫn:
1. TS. Phùng Thanh Hưong
2. TS. Nguyễn Hoàng Anh
Nơi thực hiện:
Bộ môn Hóa Sinh
5 0 ^
9(ịẠ0
HÀ NỘI 2010
________
•
__________
LỜI CẢM ƠN
Với lòng biêí ơn chân thành và sâu sắc nhất, em xin được gửi lời tri ân đến TS.
Phùng Thanh Hương, TS. Nguyễn Hoàng Anh, ThS. Vũ Đình Hòa, ThS. Nguyễn
Hoàng Tuân, Ds. Dương Văn Tú, Ds Lê Hoàng và các thầy cô tại bộ môn Hóa Sinh,
trường Đại học Dược Hà Nội đã luôn hướng dẫn, động viên và giúp đỡ em trong suôi
quá trình thực hiện khóa luận này. Sự tận tâm cùng kiên thức uyên bác của các thầy
cô và các anh luôn luôn là tấm gương sáng cho em noi theo trong quá trình học tập,
nghiên cứu hiện tại và cả trong tương lai
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè tôi, những người luôn luôn giúp đỡ,
động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khóa luận này. Tô’3 lớp A2K60 luôn là
một tập thể đoàn kết, gắn bó với nhau không những trong 5 năm học dưới mái trường

3.5.1. Glucose-6-phosphatase 26
3.5.2. AMP-activated protein kinase 27
Chương 4. CÁC ĐÍCH TÁC DỤNG MỚI ĐÃ ĐẠT Được NHỮNG
THÀNH CÔNG BAN ĐÀU 29
4.1. Incretin và các phương thức điều trị dựa trên incretin 29
4.1.1. Khái niệm incretin 29
4.1.2. Đặc tính sinh lý và hóa sinh của incretin 29
4.1.3. Dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) và sự ức chế DPP-4 35
4.1.4. Phương thức điều trị dựa trên incretin 37
4.2. Amylin 47
Chương 5. CÁC ĐÍCH TÁC DỤNG MỚI ĐANG TRONG QUÁ TRÌNH
NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM 49
5.1. Ghrelin 49
5.2. Leptin 5 Ị
5.3. Các receptor liên kết với protein G 53
5.3.1. Khái niệm 53
5.3.2. GPRl 19 và các chất chủ vận trên GPRl 19 54
5.3.3. Receptor của acid béo 5g
5.4. Protein tyrosin phosphatase-IB 50
5.5. Glycogen synthase kinase-3 53
5.6. Các enzym trong quá trình tân tạo glucose 55
5.6.1. Glucose-6-phosphatase 55
5.6.2. Fructose-1,6-biphosphatase 57
5.7. Glucokinase (Hexokinase IV) 5g
5.8. Glycogen phosphoiylase 70
5.9. Gen trị liệu 7Ị
Chương 6. BÀN LUẬN 73
DANH MỤC CÁC KÝ Tự VIẾT TẮT THƯỜNG DÙNG
ADA
AMIGO

fasting plasma glucose
glucose-6-phosphat
glucose-6-phosphatase
receptor gây tăng sinh và hoạt hóa inslin phụ thuộc glucose
(glucose-dependent insulinotropic receptor)
peptid gây tăng sinh và hoạt hóa insulin
(glucose-dependent insulinotropic peptide)
glucokinase
GLP
GP
GPCR
GRK
GSK
GTƯT
HOMA
IR
IRS
PEP
PFK-1
PI3-K
PK
PKA
PPAR
PPG
PTK
PTP
TZD
WHO
glucagon-like peptide
glycogen phosphorylase

trong quá trình chuyển hóa glucid ở gan
13
DANH MỤC CÁC HÌNH
STT
Tên hình
Trang
1.1
Liệu trình điêu trị đái tháo đường typ 2
7
2.1
Sự điêu hòa glucoskinase ở tê bào gan
9
2.2
Điêu hòa tương hô giữa đường phân và tân tạo glucose
10
3.1 Câu trúc bậc 3 của insulin
15
3.2 Cơ chê truyên tin của insulin ở tê bào cơ
16
3.3
Sự điêu hoà hoạt động của GLUT 4 ở tê bào cơ bởi insulin
17
3.4
Anh hưởng của insulin lên chuyên hoá glucose xảy ra ở gan
18
3.5
Cơ chê tiêt insulin đáp ứng với glucose
19
3.6
Cơ chê truyên tín hiệu của PPAR

5.3
Cơ chê truyên tin của leptin qua trung gian AMPK
52
5.4
Ví dụ điển hình về sự truyền tín hiệu thông qua receptor liên kết
với protein G.
54
5.5
Tác dụng sinh lý của GPRl 19
55
5.6 Công thức hóa hoc của W006040966
57
5.7 Công thức hóa học của W007035355
57
5.8
Vai trò điêu hòa âm tính của PTP-IB với hoạt động của insulin
và leptin ở tế bào đích
61
5.9 Một sô chât ức chê PTP-IB
62
5.10
Sự truyên tin của insulin và hoạt động của GSK-3
63
5.11 Anh hưởng của GSK-3 lên IRS-1 64
5.12 Câu trúc của GóPase 66
5.13
Các chât ức chê GóPase 67
5.14 Câu trúc phân
tử c S-917
68

Chương 1
TỎNG QUAN VÈ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG
1.1. ĐỊNH NGHĨA
Theo hiệp hội Đái tháo đưòng Hoa Kỳ, bệnh đái tháo đường là một tập hợp
những rối loạn chuyển hóa mạn tính đặc trưng bởi sự tăng glucose huyết do suy
giảm sản xuất insulin và / hoặc do không đáp ứng với insulin tại các mô. Sự tăng
glucose huyết mạn tính trong bệnh đái tháo đường có liên quan mật thiết với những
tổn thương lâu dài, rối loạn và suy giảm chức năng của nhiều cơ quan khác nhau,
đặc biệt là mắt, thận, thần kinh, tim và mạch máu [5].
1.2. DỊCH TẺ
Đái tháo đường (ĐTĐ) là bệnh thưòmg gặp nhất trong các bệnh nội tiết, là một
trong 3 bệnh có tốc độ phát triển nhanh nhất trên thế giới (gồm ung thư, tim mạch
và ĐTĐ) [1]. Trong những năm cuối thế kỷ 20, đầu thế kỷ 21, ĐTĐ là bệnh không
lây phát triển nhanh nhất, từ 30 triệu người mắc vào năm 1985 đã tăng lên 171 triệu
vào năm 2000, dự đoán đến năm 2030 sẽ tăng lên 366 triệu người [1], [101], [221].
Mặc dù có sự gia tăng cả về ĐTĐ typ 1 và typ 2 nhưng tốc độ phát triển của ĐTĐ
typ 2 đặc biệt tăng mạnh mẽ do sự gia tăng tỷ lệ béo phì và lối sống ít hoạt động thể
lực ở các nước phát triển, cứ 10 người mắc ĐTĐ thì có 9 người mắc ĐTĐ typ 2 [1],
ở Việt Nam, năm 2010, số người trong độ tuổi từ 20 đến 79 mắc ĐTĐ vào
khoảng 1646000, chiếm 3,5% dân số trong độ tuổi này. Dự đoán đến năm 2030, tỷ
lệ này sẽ tăng lên 4,4% [101], Đặc biệt tỉ lệ mắc ĐTĐ ở nhóm đối tượng có yểu tố
nguy cơ, tuổi từ 30 đến 64 chiếm tỉ lệ cao. Tần suất các yếu tố nguy cơ như BMI
cao, vòng eo rộng, ít vận động thể lực, gia đình có người thuộc các thế hệ cận kề
mắc ĐTĐ cao rõ rệt ở khu vực đồng bằng đô thị so với miền núi và trung du [1].
1.3. PHÂN LOẠI ĐÁI THÁO ĐƯỜNG
Theo phân loại của ADA năm 2007, ĐTĐ được chia thành ĐTĐ typ 1, ĐTĐ
typ 2, ĐTĐ thứ phát, ĐTĐ thai kỳ [5].
• Đái tháo đường typ 1
Typ này chiếm 5-10% trong số những người mắc ĐTĐ. Trong typ này, tế bào
beta đảo tụy bị phá hủy gây thiếu hụt insulin tuyệt đối. Nguyên nhân của sự phá hủy

ADA (2007)
FPG (mmol/L)
Gah (mmol/L) FPG (mmol/L)
Gah (mmol/L)
Đái tháo đưòng
>7
> 11,1
>7
> 11,1
Rôi loạn dung
nạp glucose
<7
>7,8 và < 11,1
> 5,6 và < 7 >7,8 và <
11,1
Suy giảm dung
nạp glucose
máu lúc đói
6,1-6,9
<7,8 5,6 - 6,9
<7,8
FPG: fasting plasma glucose - glucose huyêt lúc đói
G2hí Glucose huyết sau khi uống 75g glucose
So với tiêu chuẩn của WHO, tiêu chuẩn của ADA có hạ thấp hơn khi chẩn
đoán tiền ĐTĐ (5,6 mmol/L so với 6,1 mmol/L). Điều này có tác động đáng kể đến
sự can thiệp vào tiến triển của ĐTĐ, cũng như có biện pháp đề phòng vì tỉ lệ những
người bị tiền ĐTĐ (rối loạn dung nạp glucose hoặc suy giảm dung nạp glucose máu
lúc đói) chuyển thành ĐTĐ trong vòng 5 năm rất cao.[60]
1.4.2. Các test chẩn đoán và theo dõi điều trị đái tháo đường
• Định lượng glucose huyết [3]

22,5
20 X Insulin
Glucose - 3,5
ở người bình thường dưới 35 tuổi các chỉ số này bằng 100%. Trong ĐTĐ,
HOMA-IR tăng lên và HOMA-B giảm đi.
Các test này cũng thường được dùng trong các nghiên cứu thử nghiệm để đánh
giá tác dụng của những thuốc chữa ĐTĐ mới.
1.5. Thuốc và phác đồ điều trị đái tháo đường
Đối với bệnh nhân ĐTĐ typ 1, việc điều trị bằng insulin là bắt buộc vì cơ thể
thiếu insulin tuyệt đối [16]. Từ những năm 20 của thế kỷ 20, dịch chiết tụy chứa
insulin đã được sử dụng để điều trị cho các bệnh nhân đái tháo đường typ 1. Liều
lượng và dạng insulin lựa chọn tùy thuộc vào mức độ thiếu insulin, mức độ hoạt
động và cách sống của bệnh nhân [16].
Bệnh nhân mắc ĐTĐ typ 2 được khuyên thực hiện chế độ ăn uống và tập luyện
trước, nếu không kiểm soát được glucose huyết thì việc dùng thuốc là bắt buộc.
Trong các thuốc chữa ĐTĐ, ra đời sớm nhất là các sulfonylure. Từ đầu thập niên 50
của thế kỷ trước, các thuốc thuộc thế hệ đầu tiên trong nhóm này đã được sử dụng
trong lâm sàng. Cho đến nay, đã có 2 thế hệ sulfonylure ra đời, bao gồm khoảng 20
thuốc đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Sau sulfonylure là các biguanid. Mặc
dù biguanid được phát minh từ những năm 20 của thế kỷ 20 nhưng việc tìm ra
phương pháp điều trị bằng insulin đã khiến người ta quên mất nó. Ngay sau khi
sulonylure ra đời thì biguanid đầu tiên là chloroguanid mới được sử dụng trong lâm
sàng. Năm 1995, một biguanid mới được FDA phê duyệt cho đưa vào sử dụng là
metformin. Ngay sau đó là sự ra đời các chất ức chế a-glucosidase với acarbose
được phê duyệt năm 1995 và miglitol được phê duyệt năm 1996. Năm 1997, một
nhóm thuốc mới là meglitinid với dẫn chất đầu tiên là repaglinid được phê duyệt để
điều trị đái tháo đường. Các chất hoạt hóa PPAR-y là nhóm thuốc chữa đái tháo
đường mới, với
2 dẫn chất là rosiglitazon và pioglitazon được phê duyệt vào năm
1999, một dẫn chất đã được sử dụng sớm hơn là troglitazon đã bị cấm lưu hành từ

phân ở tế bào gan và cơ. Đó là 3 enzym xúc tác 3 phản ứng không thuận nghịch
trong số 10 phản ứng của Đường phân: Hexokinase, Phospho Fructo Kinase-1
(PFK-1) và Pyruvat Kinase. [125]
Hexokinase xúc tác phản ứng khởi đầu của con đường Đường phân, phản ứng
phosphoryl hóa glucose thành glucose-6-phosphat (GÓP) [125]. Enzym này có 4
isozym (từ I đến IV) mã hóa bởi 4 gen khác nhau, ở cơ, hexokinase II chiếm ưu thế,
còn ở gan, isozym chiếm ưu thế là hexokinase IV (Glucokinase). Hexokinase I, II,
III ở cơ thường bị ức chế dị lập thể bởi sản phẩm GÓP. Glucokinase không chịu sự
ức chế này, nó chỉ bị ức chế đặc hiệu khi liên kết với 1 protein điều hòa nằm ở nhân
tế bào gan. Liên kết này chặt chẽ hơn khi có mặt chất điều hòa dị lập thể fructose-6-
phosphat (F6P). Khi nồng độ glucose huyết giảm xuống dưới 5 mmol/L,
glucokinase bị ức chế hoàn toàn bằng cơ chế này, do đó, quá trình thoái hóa glucose
ở gan hầu như không xảy ra để tránh cạnh tranh tiêu thụ glucose với các mô khác.
Ngược ỉại, khi nồng độ glucose máu tăng cao, glucose đi vào tế bào gan qua GLUT
2 và cạnh tranh với F6P, làm tách glucokinase khỏi protein điều hòa và thoát khỏi
trạng thái ức chế (Hình 2.1) [124]
Mạctimáu
GLVTầ
Bàotươag
Màỉig TB
ể
Nhâti
6-i^ôsphale
1
Wtmầom S-phosphote
Proteia
điéu. tioà /
Hình 2.1. Sự điều hòa glucoskinase ở tế bào gan [124]
G6P tạo thành từ phản ứng trên có thể đi vào con đường Đường phân hoặc
nhiều con đường chuyển hóa khác như con đường pentose, con đường tổng hợp

-► Pyruvat carboxylase
i

1 Pyruvat dehydrogenase
Phức hợp
■ - Acetyl-Co A

► Kích thích

1 ức chế
Chu trình Krebs
r
Năng lượng
Hình 2.2. Điều hòa tương hỗ giữa đường phân và tân tạo glucose [2]
11
Điểm khởi đầu quan trọng của con đường tân tạo glucose là pyruvat. Pyruvat
có thể chuyển thành acetyl CoA nhờ phức hợp pymvat dehydrogenase để đi vào chu
trình Krebs hoặc chuyển thành oxaloacetat để bắt đầu con đường tân tạo glucose
[153]. Khi cơ thể có sẵn các acid béo cho quá trình beta oxi hóa tạo acetyl-CoA, đây
là tín hiệu cho thấy không cần thiết phải thoái hóa glucose tạo năng lượng nữa. Do
vậy, acetyl-CoA là một chất điều hòa dị lập thể, vừa kích thích pyruvat kinase, vừa
đồng thời ức chế pyruvat dehydrogenase. Nhờ đó con đường Đường phân và tân tạo
glucose được điều hòa tương hỗ. [124], [153]
Yếu tố thứ 2 điều hòa con đường tân tạo glucose là fructose-1,6-biphosphatase
(Fl,6BPase). Đây là enzym xúc tác con đường vòng thứ hai trong tân tạo glucose.
F l,6BPase được điều hòa theo cơ chế ngược lại với PFK-1. F l,6BPase bị ức chế
bởi AMP và kích thích bởi citrat và ATP. Đặc biệt chất điều hòa quan trọng nhất
củaFl,6BPase cũng làF2,6BP. [153]
Một enzym khác cũng có vai trò quan trọng đối với quá trình tân tạo glucose là
glucose-6-phosphatase (GóPase), enzym xúc tác con đường vòng thứ 3. GóPase

Adrenalin gây thoái hóa glycogen ở gan và cơ do hoạt hóa phosphorylase, tạo
sản phẩm chính là glucose và gây tăng glucose huyết. [2]
• Glucagon
Glucagon được bài tiết bởi tế bào alpha đảo tụy, tình trạng glucose huyết giảm
dưới mức bình thường sẽ kích thích tiết glucagon, ở gan, glucagon kích thích thoái
hóa glycogen bằng cách hoạt hóa phosphorylase theo cơ chế giống như adrenalin.
Ngoài ra nó còn kích thích tân tạo glucose từ acid amin và lactat. Kết quả của những
quá trình đó dẫn đến tăng glucose huyết. [2]
• Hormon tuyến giáp
Hormon tuyến giáp có tác dụng hoạt hóa glycogen phosphorylase và gây bất
hoạt glycogen synthase., do đó kích thích thoái hóa glycogen ở gan thành glucose.
Đồng thời hormon tuyến giáp gây kích thích bài tiết glucagon, ức chế tiết insulin.
Do đó hormon nhóm này gây tăng glucose huyết. [2]
13
2.2.2. Các chất điều hòa enzym dị lập thể
Cơ chế điều hòa enzym chuyển hóa thông qua các chất điều hòa enzym dị lập
thể diễn ra với tốc độ nhanh hơn rất nhiều so với tác động điều hòa chuyển hóa
glucose của các hormon. Một số hormon cũng có tác dụng gián tiếp thông qua các
chất điều hòa dị lập thể. Chất điều hòa dị ỉập thể thông thường có thể là một sản
phẩm của phản ứng do enzym xúc tác hoặc một chất chuyển hóa trung gian quan
trọng quyết định tình trạng chuyển hóa hiện tại của tế bào [152], Bảng 2 trình bày
tóm tắt các chất điều hòa dị lập thể đối với một số enzym chủ chốt trong chuyển hóa
glucose. [152]
Bảng 2.1. Các chất điều hòa dị lập thể đối với một số enzym chủ chốt
trong quá trình chuyển hóa glucid ở gan [152]
Enzym Chât hoạt hóa
Chât ức chê
CAC EN
ZYM TRONG THOAI HOA GLUCID
Hexokinase I,II,III

Khi glucose huyết tăng, glucose sẽ ngừng vận chuyển ra ngoài gan, nhưng nếu
glucose huyết tăng quá cao thì gan lại thu nạp glucose từ máu để biến đổi thành
glycogen dự trữ. [2]
Thận cũng đóng một vai trò quan trọng trong điều hòa glucose huyết. Bình
thưòng, glucose được lọc qua cầu thận, song nhờ khả năng tái hấp thu ở ống thận,
toàn bộ glucose quay trở về máu. Khi glucose huyết tăng thì dịch lọc cầu thận có
khả năng chứa một lượng glucose nhiều hơn lượng glucose có thể được tái hấp thu
ở ống thận, do đó xuất hiện glucose trong nước tiểu, ở người bình thường, glucose
niệu sẽ xuất hiện khi nồng độ glucose trong máu tĩnh mạch vượt quá 9,8 mmol/L,
mức glucose này được gọi là ngưõTig thận của glucose. [
2]
15
Chương 3
ĐÍCH TÁC DỤNG CỦA CÁC THUỐC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG
ĐÃ ĐƯỢC ỨNG DỤNG RỘNG RÃI TRONG ĐIÈU TRỊ
• • • •
Phầngấn '
receptor
A21
3.1. INSULIN VÀ C ơ CHÉ TRUYỀN TIN CỦA INSULIN
3.1.1. Nguồn gốc và cấu trúc
A1 Insulin là một hormon peptid được
tiết ra từ tế bào beta đảo tụy, có vai trò
quan trọng nhất trong việc điều hòa
glucose huyết, cấu trúc của insulin đã
được khám phá vào những năm 1960,
1970 của thế kỷ trước (Hình 3.1). Insulin
cấu tạo gồm 2 chuỗi peptid, chuỗi A
chứa 21 acid amin và chuỗi B chứa 30
Hình 3.1. Cấu trúc bậc 3 của insulin acid amin được nối với nhau bởi 2 cầu

các protein Crkll, C3G và TCIO dẫn tới sự chuyển vị này. Trong khi đó, ở con
đường không qua caveola, sự phosphoryl hóa IRS làm hoạt hóa enzym
phosphatidylinositol-3-kinase (PI3-K), dẫn tới hoạt hóa protein kinase B và gây ra
sự chuyển vị. Sự hoạt hóa PI3K còn dẫn tới các quá trình tổng họp protein và
17
glycogen. Sự phosphoryl hóa She và Gab-1 làm kích hoạt quá trình nguyên phân
thông qua MAP kinase (protein kích hoạt nguyên phân). [16]
3.1.3. Tác dụng của insulin trên chuyển hóa glucose
Insulin là hormon có vai trò đặc biệt quan trọng trong điều hoà glucose huyết
bởi đây không chỉ là hormon duy nhất gây hạ glucose huyết trong cơ thể mà còn là
hormon có tác động điều hoà đối với nhiều con đường chuyển hoá khác nhau. [124]
Khi glucose huyết tăng cao, insulin tăng cường sự thu nhận glucose từ máu
vào tế bào cơ và mỡ thông qua kích thích GLUT4, loại GLUT duy nhất phụ thuộc
vào insulin [124]. Quá trình điều hoà của insulin đối với hoạt động của GLUT 4
được thể hiện ở hình 3.3.
Insulin
(2) Khỉ insulin gằn với receptor, các hạt chuyển
ra bề mặt tế bào, hoà lẫn vào màng, làm tăng số
lượng GLUT4 ở màng tế bào (3) Khi lượng insulin
giảm, GLUT4 được tách
khỏi màng tế bào nhờ cơ
chế thực bào, hình thành
các hạt nhỏ
Màng tể
bào
(1) GLUT4
được dự trữ
trong các hạt
InsulÌE receptor
. ch