Patogeneza glikogenezy

Glikogenoza typu 0

Synteza glikogenu jest kluczowym enzymem syntezy glikogenu. U pacjentów stężenie glikogenu w wątrobie zmniejsza się, co prowadzi do hipoglikemii na czczo, ketonomii i umiarkowanej hiperlipidemii. Stężenie mleczanu na pustym żołądku nie zwiększa się. Po obciążeniu pokarmowym często występuje odwrotny profil metaboliczny z hiperglikemią i podwyższony poziom mleczanu.

Glikogenoza typu I

Glukozo-6-fosfataza katalizuje końcową reakcję zarówno glukoneogenezy jak i hydrolizy glikogenu i przeprowadza hydrolizę glukozo-6-fosforanu do glukozy i nieorganicznego fosforanu. Glukozo-6-fosfataza jest specjalnym enzymem wśród wątroby zaangażowanym w metabolizm glikogenu. Aktywne centrum glukozo-6-fosfatazy znajduje się w świetle retikulum endoplazmatycznego, co wymaga transportu wszystkich substratów i produktów reakcji przez błonę. Dlatego też, brak enzymu lub substratu transportera białka prowadzi do podobnych efektów klinicznych i biochemicznych: hipoglikemia nawet przy najmniejszym głodu dzięki blokadzie glikogenolizy i glukoneogenezy i glikogenu akumulacja w wątrobie, nerkach i błony śluzowej jelit, co prowadzi do zaburzeń w tych narządach. Zwiększona mleczanu we krwi związanych z nadmiarem glukozo-6-fosforanu, która nie może być metabolizowany do glukozy, a tym samym wchodzi w glikolizie, które kończą się produktów - pirogronianu i mleczanu. Proces ten jest dodatkowo stymulowany przez hormony, ponieważ do krwi nie dochodzi glukoza. Inne substraty, takie jak galaktoza, fruktoza i gliceryna, na metabolizm glukozy, należy również do glukozo-6-fosfatazy. W związku z tym, dostarczenie sacharozy i laktozy również prowadzi do wzrostu poziomu mleczanu we krwi, jedynie nieznacznie zwiększa poziom glukozy. Stymulacja glikolizy, co prowadzi do zwiększenia syntezy gliceryny i acetylo-CoA - ważne substraty i kofaktory syntezy triglicerydów w wątrobie. Mleczan - konkurencyjnego inhibitora nerkowych wydzielania moczanów, a tym samym zwiększenie jego zawartości prowadzi do hiperurykemii i gipourikozurii. Ponadto, w wyniku wyczerpania wewnątrzwątrobowej fosforanu i przyspieszony rozkład adeniny nukleotydów występuje nadprodukcja kwasu moczowego.

Glikogenoza typu II

Lizosomalna aD-glukozydaza bierze udział w hydrolizie glikogenu w mięśniach i wątrobie; jego brak prowadzi do odkładania glikogenu w mięśniach lizosomów negadrolizovannogo - serca i mięśni szkieletowych stopniowo zerwania metabolizm i prowadzi do śmierci, której towarzyszy obraz postępującej dystrofii mięśniowej.

Glikogenoza typu III

Amylo-1,6-glukozydaza bierze udział w metabolizmie glikogenu w punktach rozgałęzienia "drzewa" glikogenu, przekształcając rozgałęzioną strukturę w liniową. Enzym bifunktsionalen: z jednej strony, prowadzi przepływ reszt glikozylowych od siebie na zewnętrznym ramieniem (aktywność 1,4-glyukantransferaznaya oligo-1,4”), a z drugiej - prowadzi się hydrolizę wiązań a-1,6-glukozydowych. Obniżeniu aktywności enzymu towarzyszy naruszenie procesu glikogenolizy, co prowadzi do nagromadzenia nieprawidłowej struktury w tkankach (mięśniach, wątrobie) cząsteczek glikogenu. Badania morfologiczne wątroby ujawniają, oprócz złogów glikogenu, nieznaczne ilości tłuszczu i zwłóknienia. Naruszeniu procesu glikogenolizy towarzyszy hipoglikemia i hiperkaliemia, na które dzieci w wieku poniżej 1 roku są najbardziej wrażliwe. Mechanizmy powstawania hipoglikemii i hiperlipidemii są takie same jak w przypadku glikogenezy typu I. W przeciwieństwie do glikogenozy typu I, z glikogenozą typu III, stężenie mleczanu u wielu pacjentów mieści się w normalnym zakresie.

Glikogenoza typu IV

Amylo-1,4: 1,6-glukantransferaza lub enzym rozgałęziający bierze udział w metabolizmie glikogenu w punktach rozgałęzienia "drzewa" glikogenu. Łączy on odcinek co najmniej sześciu reszt glukozydowych przyłączonych a-1,4 z zewnętrznymi łańcuchami glikogenu z wiązaniem a-1,6-glikozydowym glikogenu "drzewo". Mutacja enzymu zakłóca syntezę normalnego glikogenu - względnie rozpuszczalnych sferycznych cząsteczek. Kiedy enzym jest niewystarczający, względnie nierozpuszczalna amylopektyna jest osadzana w wątrobie i komórkach mięśniowych, co prowadzi do uszkodzenia komórek. Specyficzna aktywność enzymu w wątrobie jest wyższa niż w mięśniach, więc gdy jest niedobór, przeważają objawy uszkodzenia komórek wątroby. Hipoglikemia z tą postacią glikogenozy jest niezwykle rzadka i opisywana jest jedynie w końcowym stadium choroby z klasyczną postacią wątroby.

Glikogenoza typu V

Znane są trzy izoformy fosforylazy glikogenu - wyrażane w tkance sercowej / nerwowej, wątrobie i tkance mięśniowej; są kodowane przez różne geny. Glikogenoza typu G związana jest z niewydolnością izoformy mięśniowej enzymu-myofosforylazy. Nieadekwatność tego enzymu prowadzi do zmniejszenia syntezy ATP w mięśniu z powodu naruszenia glikogenolizy.

Glikogenoza typu VII

PFK jest tetramerycznym enzymem kontrolowanym przez trzy geny. Gen PFK-M jest zmapowany na chromosomie 12 i koduje podjednostkę mięśniową; gen PFK-L jest zmapowany na chromosomie 21 i koduje podjednostkę wątrobową; gen PFK-P na chromosomie 10 koduje podjednostkę czerwonych krwinek. W ludzkich mięśni ekspresjonowane M podjednostkę izoformę PFK i stanowiły homotetramer (M4), zaś w erytrocytów zawierających m- i L podjednostki pięć izoform two homotetramer (M4 L4), a trzy izoformy hybrydowy ( M1L3; M2L2; M3L1). U pacjentów z niewydolnością PFK klasyczny mutacji PFK-M prowadzić do całkowitego zmniejszenia aktywności enzymu w mięśniach i częściowej redukcji aktywności w krwinkach czerwonych.

Typ glikogenu IX

Cięcie glikogenu jest kontrolowane w tkance mięśniowej i wątrobie poprzez kaskadę reakcji biochemicznych, które prowadzą do aktywacji fosforylazy. Ta kaskada obejmuje enzymy cyklazę adenylanową i kinazę fosforylazową (RNA). RNA jest dekaheksamerycznym białkiem składającym się z podjednostek a, beta, gamma, sigma; Podjednostki alfa i beta - regulacyjne, podjednostki gamma - katalityczne podjednostki sigma (kalmodulina) odpowiedzialne są za wrażliwość enzymu na jony wapnia. Procesy glikogenolizy w wątrobie regulują glukagon, aw mięśniach - adrenalinę. Aktywują błoną aktywności cyklazy adenylanowej, który przekształca ATP do cAMP i oddziałuje z podjednostką regulacyjnego kinazy białkowej cAMP-zależnej, która prowadzi do fosforylacji kinaz fosforylazy. Aktywowana kinaza fosforylazy następnie przekształca fosforylazę glikogenu w jej aktywną konformację. Na ten proces wpływa glikogeneza typu IX.