58 Вопрос

Метаболизм фруктозы и галактозы, химизм процессов. Биохимические аспекты гликоземии. Значение фруктозы в обмене веществ плода и новорожденных. Эссенциальная фруктоземия. Наследственная непереносимость фруктозы.

Фруктоза. Установлено, что фруктоза, присутствующая в свободном виде во многих фруктах и образующаяся в тонкой кишке изсахарозы, всасываясь втканях, может подвергатьсяфосфорилированиюво фруктозо-6-фосфат при участииферментагексокиназыиАТФ:

Эта реакцияингибируетсяглюкозой. Образовавшийся фруктозо-6-фос-фат либо превращается вглюкозучерез стадии образования глюкозо-6-фосфата и последующего отщепленияфосфорной кислоты(рис. 10.4), либо подвергается дальнейшим превращениям. Из фруктозо-6-фосфата под влиянием 6-фосфофруктокиназы иАТФобразуется фруктозо-1,6-бисфосфат:

Далее фруктозо-1,6-бисфосфат может подвергаться дальнейшим превращением по пути гликолиза. Таков главный путь включенияфруктозывметаболизммышечной ткани, почек,жировой ткани.

В печени, однако, для этого существует другой путь. В ней имеетсяферментфруктокиназа, который катализируетфосфорилированиефруктозыне по 6-му, а по 1-муатомууглерода:

Эта реакцияне блокируетсяглюкозой. Образовавшийся фруктозо-1-фосфат расщепляется затем под действием кетозо-1-фосфатальдолазы на диоксиацетонфосфат и D-глицеральдегид:

Фруктозо-1-фосфат <=> Диоксиацетонфосфат + D-глицеральдегид.

Образовавшийся D-глицеральдегид под влиянием соответствующей киназы (триокиназы) подвергаетсяфосфорилированиюдо глицеральде-гид-3-фосфата. В этот же промежуточный продуктгликолизапереходит и дигидроксиацетонфосфат.

Существует врожденная аномалия обмена фруктозы, или эссенциальная фруктозурия, которая связана с врожденным недостаткомферментафрук-токиназы, т.е. ворганизмене образуется фруктозо-1-фосфат. В результате обменфруктозывозможен только путемфосфорилированиядо фрук-тозо-6-фосфата, но этареакциятормозитсяглюкозой, вследствие чегофруктозанакапливается вкрови. «Почечный порог» дляфруктозыочень низок, поэтому фруктозурия обнаруживается уже приконцентрациифруктозывкрови0,73 ммоль/л.

Рис. 10.4. Метаболизмфруктозы. 1 -гексокиназа; 2 - 6-фосфофруктоки-наза; 3 - фруктозобисфосфатальдолаза; 4 - кетогексокиназа; 5 - кетозо-1-фосфатальдолаза; 6 - триокиназа; 7 - глюкозофосфатизомераза; 8 - глюкозо-6-фос-фатаза; 9 - триозофосфатизомераза.

Рис. 10.5. Метаболизмгалактозы.

Галактоза. Основным источником галактозыявляетсялактозапищи, которая в пищеварительном тракте расщепляется догалактозыиглюкозы. Обменгалактозыначинается с превращения ее в галактозо-1-фосфат. Этареакциякатализируется галактокиназой с участиемАТФ:

В следующей реакциив присутствии УДФ-глюкозыферментгексозо-1-фосфатуридилилтрансфераза катализирует превращение галактозо-1-фосфата в глюкозо-1-фосфат, одновременно образуется уридиндифосфат-галактоза (УДФ-галактоза):

Образовавшийся глюкозо-1-фосфат в дальнейшем либо переходит в глюкозо-6-фосфат и далее подвергается уже известным превращениям, либо под влиянием фосфатазыобразует свободнуюглюкозу, а УДФ-га-лактоза подвергается весьма своеобразнойэпимеризации:

Затем УДФ-глюкоза-пирофосфорилаза катализирует расщепление УДФ-глюкозы с образованием глюкозо-1-фосфата:

О дальнейших превращениях глюкозо-1-фосфата см. ранее. Одно из патологических состояний, возникающих в результате нарушения обмена углеводов,– это рецессивно наследуемое заболевание га-лактоземия. При этом заболевании общее содержаниемоносахаридоввкровиповышается главным образом за счет уровнягалактозы, достигая 11,1–16,6 ммоль/л.Концентрацияглюкозывкровисущественно не изменяется. Кромегалактозы, вкровинакапливается также галактозо-1-фос-фат. Галактоземия приводит к умственной отсталости и катаракте хрусталика. Возникновение данной болезни у новорожденных связано с недостаткомферментагексозо-1-фосфатуридилилтрансферазы. С возрастом наблюдается ослабление этого специфического нарушения обменауглеводов.

Наследственная непереносимость фруктозы - наследственное заболевание, при котором организм не может использовать фруктозу пищи, поскольку не вырабатывается фермент фосфофруктальдолаза. В результате в организме накапливается фруктозо-1-фосфат - продукт обмена фруктозы, блокируя формирование гликогена и его преобразование в глюкозу, необходимую для обеспечения затрат энергии.