Регуляция углеводного обмена

   При недостаточности альдолазы В (фруктозо-1-фосфат-альдолазы) в тканях накапливается фруктозо-1-фосфат, являющийся ингибитором альдолазы А. Дефект альдолаз    приводит к нарушениям реакций гликолиза и глюконеогенеза (глицерин может образовываться при распаде липидов).

                                                                        фосфофрукто-

               фруктокиназа АТФ                           киназа АТФ

фруктоза                            фруктозо1-фосфат               фруктозо-1,6-дифосфат

                                                               альдолаза В                        альдолаза А 

                                  глицериновый       диоксиацетон

                                  альдегид                  фосфат

                                  АТФ  

3-ФГА

                                                                           
 

         

        Гликолиз         Глюконеогенез   Глицерин 

   Клинически  недостаточность альдолаз проявляется гипогликемией после приёма  содержащей фруктозу пищи, в том числе сладких блюд, так как в них кладут сахар (сахарозу). Для гипогликемического синдрома характерны  рвота через 30 мин после приёма пищи,  холодный пот, судороги, боль в животе, понос.  При длительном потреблении небольших количеств фруктозы наблюдаются увеличение печени, общая гипотрофия.

      При исключении фруктозы и сахарозы из рациона неблагоприятные симптомы исчезают.

1. Восстанавливается в сорбитол сорбитолдегидрогеназой:

                             НАДН ·Н⁺             НАД⁺

Фруктоза                                               сорбитол                                         

                   Сорбитолдегидрогеназа

                                      Обмен галактозы.

   Галактоза входит в состав молочного сахара лактозы. В печени галактоза фосфорилируется галактокиназой с образованием галактозо-1-фосфата. Следующая реакция катализируется уридилтрансферазой, переносящей УДФ от УДФ-глюкозы на галактозо-1-фосфат. Наконец, УДФ-галактоза эпимеризуется (эпимераза) в УДФ-глюкозу, которая может превращаться в глюкозо-1-фосфат ферментом  пирофосфорилазой.  

                  галактокиназа АТФ

галактоза                                      галактозо-1-фосфат          УДФ-глюкоза

                                                                                                    

                                                                                                     уридилтрансфераза

                                                          глюкозо-1-фосфат            УДФ-галактоза

                                                                                                                     

                                                                                                                      эпимераза

                                                          глюкозо-6-фосфат          УДФ-глюкоза                                                                                                    

                            гликоген       глюкоза крови     гликолиз 
 

      Недостаточность галактокиназы проявляется катарактой (галактитол – осмотически активное соединение, вызывающее помутнение хрусталика глаза). Наиболее распространённым и тяжёлым является врождённый дефект уридилтрансферазы (галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы). Он проявляется синдромом галактоземия.  При этом заболевании из-за недостаточности уридилтрансферазы в крови резко повышается содержание галактозо-1-фосфата и галактозы, дающие положительную реакцию на «сахар» крови. Сахар обнаруживается в моче (галактозурия). Синдром галактоземии проявляется желтухой новорождённых, гепатомегалией, задержкой психического развития. Заподозрить этот дефект можно на основании рвоты, возникающей после кормления ребёнка грудью, поноса, прогрессирующей катаракты.

      При исключении из рациона галатозы (молока) проявления заболевания значительно уменьшаются, однако катаракта не исчезает.

Гликогеновые  болезни.

 

        Гликогеновые болезни относятся к наследственным нарушениям обмена. Они делятся на две основных группы: 1. Гликогенозы – развиваются в результате недостаточной активности или отсутствия ферментов, ответственных за распад гликогена. 2. Агликогенозы – результат недостаточности ферментов синтеза гликогена.

         Гликогенозы – болезни накопления

       В зависимости от места дефекта  того или иного фермента распада  гликогена гликогенозы подразделяются на несколько типов.

   Из  гликогенозов наиболее распространён 1 тип (болезнь Гирке) – результат недостаточности глюкозо-6-фосфатазы. Характеризуется резкой гипогликемией натощак, особенно после сна; накоплением гликогена в гепатоцитах, что приводит к гепатомегалии и нарушению функции печени, а также почек. 

                               Глюкоза

             гексокиназа        фосфатаза (1 тип) 

                          глюкозо-6-фосфат

                                         фосфоглюкомутаза

                       

                         глюкозо-1-фосфат

                         УДФ-глюкоза

      гликогенсинтаза                           фосфорилаза (V тип - мышечная,

                                                                                         VI тип - печёночная)

                           Гликоген

ф-нт ветвле-                     γ-амилаза (лизосом) α(1→4)

ния α(1→6)                              (II тип)

(IV тип)          ф-нт развет-                                       

                      вления α(1→6)                              мальтаза (лизосом)

                          (III тип)                мальтоза                                       глюкоза

   Гликоген

                    Рис. Особенности метаболизма гликогена

   2 тип – отсутствие γ-амилазы . Отмечается генерализованное поражение всех органов.

   3 тип – дефект фермента разветвления (амило-1,6-гликозидазы). В печени и мышцах накапливается гликоген, молекула которого имеет очень длинные боковые ветви, так как она не может быть расщеплена в местах ветвления.

   4 тип – дефект фермента ветвления. Структура молекулы гликогена представлена очень короткими ветвями.

        5 тип (болезнь  Мак Ардля) и 6 тип (болезнь Герше) – недостаточность фосфорилазы. Структура гликогена при этом не нарушена. 5 типу гликогенозов относят дефект фосфорилазы мышц, 6-й – печени. Соответственно, клиническая симптоматика 5 типа характеризуется резкой мышечной слабостью (из-за отсутствия распада гликогена страдает энергетика мышцы), 6 типа – гепатомегалией и накоплением гликогена в лейкоцитах.

         Имеются также и некоторые  другие разновидности гликогенозов. Характерным для всех гликогенозов является гепатомегалия, мышечная  слабость, гипогликемия натощак. Введение адреналина таким больным вызывает не гипергликемию, а гиперлактатацидемию. Жизнь таких больных укорачивается.

         При агликогенозах в результате нарушения синтеза гликогена страдают энергетические ресурсы клетки. 

    5.Мукополисахаридозы.

Это врожденные заболевания человека, характеризующиеся  избыточным  накоплением и выделением олигосахаридных фрагментов протеогликанов, Встречается при недостатке одного или нескольких лизосомальных ферментов. Эти заболевания связаны с нарушением деградации дерматансульфата, либо гепарансульфата ( или обоих), последние накапливаются внутри лизосом. Иногда фрагменты этих веществ  после частичного расщепления гиалуронидазой находят в моче. Мукополисахаридозы могут быть диагностированы в период беременности при определения активности соответствующих ферментов в клетках амниостической жидкости.