2. Регуляция обмена углеводов (глюконеогенеза).

Регуляторами глюконеогенеза являются глюкокортикоиды. Они оказывают:

• катаболическое действие на мышечную ткань, что приводит к увеличению поступления аминокислот в кровоток;

• они индуцируют биосинтез ферментов глюконеогенеза в печени (анаболический эффект гормонов), благодаря чему поступившие в печень аминокислоты могут использоваться для синтеза глюкозы.

На регуляцию глюконеогенеза оказывают влияние, противоположное по действию, гормоны поджелудочной железы:

• глюкагон

Глюкагон ингибирует гликолиз и активирует процесс глюконеогенеза в печени путем увеличения концентрации цАМФ, которая вызывает фосфорилирование пируваткиназы – фермента гликолиза. Но так как фосфорилированная пируваткиназа неактивна, гликолиз прекращается; соответственно активируются ферменты глюконеогенеза.

Глюкагон является индуктором синтеза ферментов глюконеогенеза и одновременно ингибитором ключевых ферментов гликолиза.

• инсулин.

Инсулин является индуктором синтеза глюкокиназы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы (ключевые ферменты гликолиза) и одновременно – ингибитором пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы, фруктозо-1,6-бисфосфатазы, глюкозо-6-фосфатазы (ключевые ферменты глюконеогенеза).

Ферменты, катализирующие главные реакции гликолиза и глюконеогенеза, являются аллостерическими белками, и их регуляция происходит по принципу «обратной связи» под влиянием аллостерических эффекторов.

Скорость гликолиза и глюконеогенеза зависит от энергетического статуса клетки.

Высокие концентрации АТФ и НАДН ингибируют гликолиз и, тем самым, предотвращается дальнейшее накопление этих веществ. Поскольку при высокой концентрации АТФ концентрации АДФ и АМФ будут низкими, то ингибирование карбоксилазы и фруктозо-1,6-бисфосфатазы прекращается и скорость глюконеогенеза увеличивается.

Высокие концентрации АДФ и АМФ, наоборот, стимулируют гликолиз и подавляют глюконеогенез.

3. Патология углеводного обмена: фруктозурия, галактоземия – биохимическая сущность. Меры профилактики нарушений обмена углеводов с их биохимическим обоснованием.

Галактоземия (высокий уровень в крови галактозы) вызывается недостатком галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы — одного из ферментов, необходимых для обмена галактозы. Галактоза, поступающая с пищей в составе молочного сахара — лактозы, подвергается превращению, но реакция превращения не завершается в связи с наследственным дефектом ключевого фермента. Это врожденное заболевание.

Сначала новорожденный кажется здоровым, но в течение нескольких дней или недель он теряет аппетит, возникают рвота и желтуха, прекращается нормальное развитие. Печень увеличивается, в моче появляются белок и аминокислоты, ткани отекают, организм задерживает воду. У многих больных развивается катаракта. При тяжелой форме галактоземии дети часто погибают ни первом году жизни вследствие нарушений функций печени или пониженной сопротивляемости инфекциям.

Если лечение начато поздно, дети остаются малорослыми и умственно отсталыми. Токсическое действие галактозо-1-фосфата связано с ингибированием им фосфоглюкомутазы (нарушение энергообеспечения клеток, и прежде всего, нервных) и образованием спирта галактитола, вызывающего катаракту.

Лечение и профилактика

При подтверждении диагноза необходим перевод ребёнка на питание с исключением, главным образом, женского молока и замена его соевым. Женщина, являющаяся носителем гена данного заболевания, на время беременности должна полностью отказаться от продуктов, содержащих галактозу. Учёт семей риска позволяет рано, то есть ещё в доклинической стадии, подвергнуть специальному обследованию новорожденного и при положительных результатах перевести его на безлактозное вскармливание. Для раннего выявления предложены также специальные скрининг-программы массового обследования новорожденных.

Гликогенозы (болезни накопления гликогена) — группа наследственных заболеваний, характеризующихся отсутствием одного или нескольких из множества ферментов, необходимых для преобразования сахара в форму, в которой он сохраняется в организме, — гликоген, или гликогена обратно в глюкозу для использования в качестве источника энергии. При гликогенозах в тканях организма, главным образом в печени, накапливаются патологические разновидности гликогена или избыточное его количество.

Пентозурия — безопасное состояние, характеризующееся наличием в моче сахара ксилозы вследствие отсутствия фермента, необходимого для обработки этого сахара. Состояние встречается почти исключительно у евреев. Пентозурия не сопровождается какими-либо нарушениями, но присутствие ксилозы в моче может вести к ошибочному диагностированию сахарного диабета. Лечение не требуется.

Эссенциальная фруктозурия — редкий, рецессивно наследуемый дефект углеводного обмена. Заболевание связано с недостаточным синтезом фруктокиназы в печени и других тканях. Эссенциальная фруктозурия, проявляется повышением фруктозы в крови (фруктоземия) и выделением её с мочой (фруктозурия). Заболевание протекает бессимптомно, так как энергетическое обеспечение клеток осуществляется глюкозой и не страдает.

Фруктоземия – развивается при дефекте фруктокиназы печени и нарушении фосфорилирование фруктозы. Возможен генетический дефект выработки альдолазы фруктозо-1-фосфата. Болезнь обычно обнаруживается после перехода с грудного кормления на пищу, содержащую сахарозу, и проявляется приступами рвоты и судорог после еды. При запоздалой диагностике развивается гипотрофия, гепатоспленомегалия. При устранении фруктозы из рациона дети развиваются нормально.