Обмен фруктозы и галактозы

Метаболизм фруктозы и галактозы

Фрук­тоза и галактоза наряду с глюкозой используются для получения энергии или синтеза веществ: гликогена, ТГ, ГАГ, лактозы и др.

Метаболизм фруктозы

Значительное количество фруктозы, образу­ющееся при расщеплении сахарозы, превраща­ется в глюкозу уже в клетках кишечника. Часть фруктозы поступает в печень.

Метаболизм фруктозы в клетке начинает­ся с реакции фосфорилирования:

1.Фруктокиназа(АТФ: фруктоза-1-фосфотрансфераза) фосфорилирует только фруктозу, имеет к ней высокое сродство. Содержится в печени, почках, кишечнике. Инсулин не влияет на ее активность.

3.Триозокиназа(АТФ: ГА-3-фосфотрансфераза). Много в печени.

ДАФ и ГА, полученные из фруктозы, вклю­чаются в печени главным образом в глюконеогенез. Часть ДАФ может восстанав­ливаться до глицерол-3-ф и участвовать в синтезе ТГ.

Нарушения метаболизма фруктозы

Причиной нарушения метаболизма фруктозы является дефект ферментов.

Доброкачественная эссенциальная фруктозурия связана с недостаточностью фруктокиназы,клинически не проявляется. Фруктоза накапливается в крови и выделяется с мочой, где её можно обнару­жить лабораторными методами. Частота 1:130 000.

Наследственная непереносимость фруктозычастая патология, воз­никает при генетически дефек­теальдолазы В(аутосомно-рецессивная форма). Она проявляется, когда в рацион добавляют фрукты, соки, сахарозу. После приёма пищи, содержащей фрук­тозу возникаетрвота, боли в животе, диарея, гипогли­кемия и даже кома и судороги. У маленьких детей и подростков развиваютсяхрони­ческие нарушения функций печени и почек. Болезнь сопро­вождаетсянакоплением фруктозо-1-ф,который ингибирует активность фосфоглюкомутазы, поэтому происходит торможение распада гликогена и развиваетсягипогликемия. Как следствие, ускоряется мо­билизация липидов, окисление жирных кис­лот и синтез кетоновых тел. Повышение кетоновых тел может привести к метаболическому ацидозу.

Результатом торможения гликогенолиза и гликолиза является снижение синтеза АТФ. Кроме того, накопление фосфорилированной фруктозы ведёт к нарушению обмена неорга­нического фосфата и гипофосфатемии. Для пополнения внутриклеточного фосфата ускоряется распад адениловых нуклеотидов. Продукты распада этих нуклеотидов включаются в катаболизм, проходя стадии образования гипоксантина, ксантина и, наконец, мочевой кис­лоты. Повышение количества мочевой кислоты и снижение экскреции уратов в условиях мета­болического ацидоза проявляются в видегиперурикемии. Следствием гиперурикемии может быть подагра даже в молодом возрасте.

Метаболизм галактозы

Галактоза образуется в кишечнике в результа­те гидролиза лактозы. Превращение галакто­зы в глюкозу происходит в печени в реакции эпимеризации в виде УДФ-производного.

Галактокиназа(АТФ: галактозо-1-фосфотрансфераза) фосфорилирует галактозу.

Галактозо-1ф-уридилтрансферазазамещает галактозой остаток глюкозы в УДФ-глюкозе с образованием УДФ-галактозы.

Эпимераза(УДФ-галактозо-УДФ-глюкозо-изомераза) — НАД-зависимый фермент, катализирует эпимеризацию ОН группы по С4углеродному атому, обеспечивая взаимопревращения галактозы и глюкозы в составе УДФ.

Нарушения метаболизма галактозы

Галактоземияобусловленна наследствен­ным дефектом любого из трёх ферментов, включающих галактозу в метаболизм глюкозы.

Галактоземия, вызванная недостаточностью галактозо-1-фосфатуридилтрансферазы (ГАЛТ) имеет несколько форм, про­является рано, и особенно опасна для детей, так как материнское молоко, содержит лактозу. Ранние симптомы дефекта ГАЛТ:рвота, диарея, дегидратация, уменьше­ние массы тела, желтуха. В крови, моче и тканях повышается концентрация галактозы и галак­тозо-1-ф. В тканях глаза (в хрусталике) галактоза восстанавливается альдоредуктазой (НАДФ) с образованием галактитола (дульцита). Галактитол накапливается в стекловид­ном теле и связывает большое количество воды, чрезмерная гидратация хрусталика приводит к развитию катаракты, которая на­блюдается уже через несколько дней после рож­дения. Галактозо-1-ф ингибирует активность ферментов углеводного обмена (фосфоглюкомутазы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы).

Га­лактозо-1ф оказывает токсическое действи­е на гепатоциты: возникают гепатомегалия, жи­ровая дистрофия. Галактитол и га­лактозо-1-ф вызывают почечную недостаточность. Отмечают нарушения в клетках полушарий го­ловного мозга и мозжечка, в тяжёлых случаях — отёк мозга, задержку умственного развития, воз­можен летальный исход.

Некоторые дефекты в строении ГАЛТ при­водят лишь к частичной потере активности фер­мента. Поскольку в норме ГАЛТ присутствует в организме в избытке, то снижение его актив­ности до 50%, а иногда и ниже может клини­чески не проявляться.

Лечение заключается в удалении галактозы из рациона.

Педфак. Особенности катаболизма моносахаридов у новорожденных и детей.

У детей активен УДФ-глюкоза ↔ УДФ-галактоза путь. У взрослых этот путь неактивен. У новорожденных низкая активность ПФШ. При рождении у ребенка происходит переключение катаболизма глюкозы с анаэробного на аэробный путь. Вначале преобладает использование липидов.

Метаболизм фруктозы и галактозы.

  • Метаболизм лекарственных веществ

    При попадании в организм человека большинство ЛВ подвергается тем или иным превращениям (биотрансформации). Общая направленность этих превращений – образование менее активных и легко выводимых из организма веществ. Реже образуются активные метаболиты. Биотрансформация большинства веществ осуществляется…
    (Фармакология)

  • ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВОСПАЛЕНИЕ, МЕТАБОЛИЗМ И ФУНКЦИИ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ

    В результате изучения данной главы студент должен: знать • современные представления о нейрогуморальной регуляции функционального состояния органов и систем организма; • взаимодействие гормональных лекарственных веществ с клетками организма, эндокринной системой и системой «гипоталамус –…
    (Фармакология)

  • Метаболизм

    Метаболизм — это совокупность химических реакций, протекающих во внутренней среде организма, т. е. в его клетках. В свою очередь, метаболизм делится на катаболизм и анаболизм. Катаболизм — химические реакции, за счет которых крупные молекулы подвергаются расщеплению и превращаются в молекулы меньшего…
    (Биохимия человека)

  • Основное назначение метаболизма

    Одновременное протекание реакций катаболизма и анаболизма приводит к обновлению химического состава организма, что является обязательным условием его жизнедеятельности. В случае преобладания анаболизма над катаболизмом происходит накопление химических веществ в организме, в первую очередь белков. Накопление…
    (Биохимия человека)

  • Интеграция метаболизма

    Для катаболизма и анаболизма, образующих единую систему обмена веществ, характерно: • наличие общих промежуточных продуктов в большей части метаболических путей; • возможность взаимопревращений через общие метаболиты; • использование общих коферментов и необходимость их постоянной циркуляции; • наличие…
    (Биохимия человека)

  • Теория контроля метаболизма

    Разработанная для оценки состояния сложных метаболических сетей, теория контроля (управления) метаболизма представляет собой специально разработанный математический аппарат для исследования регуляторных свойств полиферментных метаболических систем, в которых метаболические интермедиаты выступают нс только…
    (МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. МОДЕЛИ В БИОФИЗИКЕ И ЭКОЛОГИИ)

  • НОВЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ МЕТАБОЛИЗМ

    Конечно, то, насколько быстро Nfendy продает гамбургеры, само по себе не потрясающая значимость. Но важно, это следует знать о любой системе, а особенно о любой экономической системе, — «время по часам», скорость, с какой система действует. Каждая система, от системы циркуляции в теле человека до системы…
    (СОЦИОЛОГИЯ И ПСИХОЛОГИЯ РЕКЛАМЫ)

  • МЕТАБОЛИЗМ И БИОЭНЕРГЕТИКА

    Метаболизм — биохимические превращения веществ, поступающих с пищей, построение из них тканей организма. Метаболизм включает также распад. В основе метаболизма лежит высокоорганизованная и целенаправленная клеточная активность. Интенсивность и направленность метаболизма обеспечивается регуляцией химического…
    (БИОХИМИЯ)

  • МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

    Существуют три пути превращения поступающей в организм глюкозы: 1) немедленное включение в энергетический метаболизм; 2) превращение в гликоген для долгосрочного хранения; 3) превращение в липиды. Первый путь представляет собой хорошо известный гликолитический путь Эмбдена — Мейергофа с переходом…
    (БИОХИМИЯ)

Нарушения обмена фруктозы и галактозы.

Путь использования фруктозы приведен на рис. 16.

Наследственная непереносимость фруктозы, возникающая при генетически обусловленном дефекте фруктозо-1-фосфатальдолазы, не проявляется, пока ребенок питается грудным молоком, т.е. пока пища не содержит фруктозы. Симптомы появляются, если в рацион добавляют фрукты, соки, сахарозу. Рвота, боли в животе, диарея, гипогликемия и даже кома и судороги возникают через 30 мин после приема пищи, содержащей фруктозу. У детей младшего возраста и подростков, продолжающих принимать фруктозу, развивается хроническая недостаточность печени и почек. Нередко больные неохотно едят сладости. Подобный симптом может служить указателем на непереносимость того или иного углеводного компонента пищи.

Рис. 16

Нарушение метаболизма фруктозы как следствие ферментативных дефектов отражено в таблице 2.

Таблица 2.

Диагностика, нарушений метаболизма фруктозы основывается на следующих приемах: 1) наблюдение взаимосвязи между приемами пищи, содержащей фруктозу, и появлением клинических признаков; 2) определение в моче наличия фруктозы; 3) проба на толерантность к фруктозе.

Пути использования галактозы приведены на рис. 3.

Рис. 16.

Обмен галактозы особенно интересен в связи с наследственным заболеванием галактоземией.

Галактоземия — это результат нарушения обмена галактозы, обусловленное наследственным дефектом любого из трех ферментов, включающих галактозу в метаболизм (табл. 3).

Галактоземия вследствие недостаточности галактозил-1-фосфат-уридилтрансферазы (ГАЛТ) известна наиболее хорошо. Заболевание проявляется очень рано, особенно тяжело протекает у детей, так как основным источником углеводов служит грудное молоко, содержащее лактозу. Ранними симптомами являются рвота, диарея, дегидратация, снижение массы тела, желтуха. Они появляются вскоре после рождения, как только ребенок начинает получать молоко.

В крови, моче и тканях повышается концентрация галактозы и галактозо-1-фосфата. В тканях глаза (в хрусталике) галактоза восстанавливается алдольредуктазой с образованием галактитола. В качестве донора водорода в этой реакции используется HADPH + Н+ Восстановление галактозы характерно и для нормального метаболизма, но протекает с небольшой скоростью. При галактоземии галактитол накапливается в стекловидном теле и связывает большое количество воды. Нарушается баланс электролитов, а чрезмерная гидратация хрусталика приводит к развитию катаракты, которая наблюдается через несколько дней после рождения.

Таблица 3.

Серьезные изменения наблюдаются в печени в связи с накоплением галактозо-1-фосфата. Нарушается функция печени, отмечаются гепатомегалия, жировая дистрофия, околодольчатый некроз. В почках у таких больных повышена концентрация галактитола и галактозо-1-фосфата, что нарушает их функции. Выявляются нарушения в клетках полушарий большого мозга и мозжечка, в тяжелых случаях — отек мозга, задержка умственного развития; возможен летальный исход.

Для галактоземии вследствие дефекта галактокиназы также характерна катаракта, но при этом не отмечаются нарушения функции печени, почек, мозга. Наиболее тяжелые последствия дефицита ГАЛТ связывают с влиянием галактозо-1-фосфата на активность других ферментов, участвующих в углеводном обмене.

Известно несколько форм галактоземии, причиной которой является недостаточность ГАЛТ (табл. 4).

Отдельные дефекты в строении ГАЛТ приводят лишь к частичной потере активности фермента. Как правило, ГАЛТ присутствует в организме в избыточном количестве, поэтому снижение ее активности до 50 %, а иногда и ниже может клинически не проявляться. Кроме того, при дефекте ГАЛТ в печени и эритроцитах, но достаточной активности эпимеразы возможен синтез UDP-галактозы из глюкозы по альтернативному пути. Это объясняет, почему дети с такой формой заболевания живут и растут на безгалактозной диете. В то же время они могут отставать в развитии, что объясняется токсическим действием галактозы в раннем возрасте.

Для диагностики галактоземии исследуют мочу на содержание галактозы, собранную после нескольких кормлений молоком. При обнаружении у ребенка катаракты необходимо провести анализы на недостаточность галактокиназы и ГАЛТ. Наличие галактозы в моче при отсутствии нарушений функции печени указывает на дефект галактокиназы. Следует отметить, что активность галактокиназы в эритроцитах в этом случае сохраняется. Проведение теста с нагрузкой галактозой не рекомендуется, так как этот тест опасен для больных.

Таблица 4

Лечение заключается в удалении галактозы из рациона. При ранней диагностике это дает хорошие результаты. Следует отметить, что в международном обзоре долгосрочных результатов лечения галактоземии сообщается о выявленных 350 неудовлетворительных случаях лечения несмотря на раннюю диагностику и достаточную диетотерапию. В это число вошли случаи, когда матери во время беременности находились на безгалактозной диете.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *