6.8. Усвоение галактозы и его нарушения

Галактоза поступает в организм в составе молочных продуктов. На первом этапе и у взрослых людей и у детей активация галактозы происходит одинаково с образованием галактозо-1-фосфата.

У детей затем происходит реакция:

При врожденном дефекте этого фермента развивается заболевание галактоземия (непереносимость галактозы). При галактоземии развиваются катаракта (помутнение хрусталика), поражение центральной нервной системы и паренхиматозных органов, т.к. галактоза-1-фосфат токсичен в высоких концентрациях.

У взрослых людей:

Усвоение фруктозы и галактозы наиболее активно протекает в печени.

Углеводы должны содержаться в рационе взрослого человека количестве 400-600 г/сутки. Углеводы не содержат незаменимых компонентов, но растительная пища богата пищевыми волокнами (клетчатка, пектины). Клетчатка усиливает моторику желудочно-кишечного тракта, обеспечивает объём пищевых продуктов, создаёт чувство сытости, служит субстратом для бродильной микрофлоры, адсорбирует многие токсины. Для детей потребность в углеводах составляет 12-14 г/ кг.

31.Взаимные превращения моносахаридов в организме. Образование в тканях глюкуроновой кислоты, аминосахаров, лактозы и других олигосахаридов. Роль удф-глюкозы в этих процессах.

Для усвоения различных моносахаридов, поступающих с пищей, необходимо их превращение в глюкозу, которая затем может депонироваться в виде гликогена. Из глюкозы, наоборот, возможен синтез её производных или других необходимых тканям гексоз. Взаимопревращения моносахаридов возможны только в их активной форме. Используется две активные формы гексоз: гексозо-6 -фосфат и УДФ - гексоза.

Гексозо-6 фосфат используется для синтеза:

1. Синтез аминосахаров с участием амидотрансфераз

2. Синтез кетогексоз из альдегидогексоз (и наоборот) с участием изомераз

УДФ - гексозы используются для синтеза:

1. Синтез гексуроновых кислот с участием дегидрогеназ

2. Эпимеризация гексоз с участием эпимераз

3. Синтез олигосахаридов и полисахаридов с участием гликозилтрансфераз

4. Перенос УДФ с одной гексозы на другую с участием уридилтрансфераз

32.Биосинтез и распад гликогена: последовательность реакций, значение. Регуляция активности указанных процессов. Гликогенозы. Обмен гликогена в анте- и в перинатальном периоде.

Гликоген – краткосрочный резерв углеводов в организме. Биосинтез гликогена наиболее активно происходит в печени в течение первых двух часов после приёма углеводов пищи (абсорбтивный период). Глюкоза поступает в гепатоциты и другие ткани с помощью особых переносчиков (ГЛЮТ - транспортёры глюкозы).

На первом этапе глюкоза активируется за счёт АТФ под действием ферментов глюкокиназы (при высоких концентрациях глюкозы) и гексокиназы (при невысоких концентрациях глюкозы).

Затем остаток фосфата переносится в первое положение:

Далее затрачивается макроэрг УТФ с образованием активной формы УДФ-глюкозы:

УДФ-глюкоза удлиняет молекулу гликогена на одну молекулу глюкозы:

Гликогенсинтетаза - регуляторный фермент синтеза гликогена, она активируется путём дефосфорилирования.

Гликогенсинтетаза формирует только 1,4 - α-гликозидные связи, а 1,6- α-гликозидные связи образуются дополнительным «ветвящим» ферментом –1,4-α → 1,6 - α трансгликозилазой. Данный фермент переносит углеводный фрагмент из положения 1,4 в 1,6 положение.

Распад гликогена

Распад гликогена (мобилизация гликогена до глюкозы) активируется в постабсортивном периоде (при голодании, усиленной физической нагрузке). В печени функционируют два пути распада гликогена: амилолитический путь и фосфоролитический путь

Амилолитический путь заключается в гидролитическом распаде гликогена:

Этот путь катализируют α-амилаза, которая расщепляет внутренние 1,4 -α-гликозидные связи и γ - амилаза, которая отрывает концевые остатки глюкозы.

Основным способом распада гликогена является фосфоролитический путь при участии Н₃РО₄:

Глюкозо-1-фосфат переходит в глюкозо-6-фосфат под действием фермента фосфоглюкомутазы.

В печени имеются фермент – глюкозо-6-фосфатаза, способный отщеплять остатки Н₃РО₄ от глюкозо-6-фосфата, переводя глюкозо-6-фосфат в свободную глюкозу.

Фосфорилаза расщепляет только 1,4 -α-гликозидные связи. В расщеплении 1,6 -α-гликозидных связей участвует дополнительный фермент – 1,6 -α-гликозидаза.

Ключевым ферментом распада гликогена является фосфорилаза. В распаде гликогена участвуют активная фосфорилированная форма фосфорилазы (фосфорилаза «А»). Она образуется из неактивной фосфорилазы «В» путём фосфорилирования и увеличения олигомерности. Фосфорилаза «В» является нефосфорилированным димером, а фосфорилаза «А» представляет собой фосфорилированный тетрамер.

Синтез и распад гликогена подвержены авторегуляции при изменении концентрации глюкозы по приведенной схеме.

У детей обмен гликогена имеет свои особенности. В последний месяц внутриутробного развития активируется синтез гликогена, и его содержание достигает до 10% массы печени. В процессе родов происходит усиленный распад гликогена на энергетические цели, и его содержание резко снижается. Синтез гликогена активируется в первые 2-3 месяца после рождения.

К тканевым дефектам относят различные гликогеновые болезни. Гликогенозы - врожденные заболевания, при которых наблюдается снижение активности ферментов распада гликогена. Агликогенозы характеризуются снижением активности ферментов синтеза гликогена. Для многих гликогенозов характерны гипогликемия, мышечная слабость, увеличение печени. Различают более десяти разновидностей гликогеновых болезней. Примеры гликогеновых болезней:

• болезнь Гирке – отсутствие фермента глюкозо-6-фосфатазы;

• болезнь Помпе – отсутствие фермента 1,4-α-гликозидазы;

• болезнь Андерсена – отсутствие фермента 1,6-α-гликозидазы.

Снижение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогиназы пентозофосфатного пути ведёт к снижению образования НАДФН₂, снижению восстановления глютатиона- SН. В результате снижается устойчивость эритроцитов, развивается анемия.