Гликогена в печени и мышцах. Гликогенозы и агликогенозы

Гликоген – высокомолекулярный полимер, построенный из остатков глюкозы, связанных α-1,4- и α-1,6-

гликозидными связями. В большом количестве содержится в печени и мышцах. Гликоген упакован в гранулы,

размер которых 100 – 400 А. В гранулах находятся ферменты синтеза и распада гликогена. Распад гликогена

происходит в интервалах между приемами пищи; этот процесс ускоряется при физических нагрузках.

Гликогенолиз происходит за счет отщепления остатков глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата. Фермент

гликогенфосфорилаза расщепляет α-1,4-гликозидные связи в гликогене в результате остаются 4 остатка глюкозы

до места ветвления (α-1,6-гликозидная связь). Олигосахаридтрансфераза переносит фрагмент гликогена

(состоящий из трех остатков глюкозы) на неразветвленный участок цепи, остается один остаток глюкозы,

связанный α-1,6-гликозидной связью. Фермент α-1,6-глюкозидаза отщепляют мономерный остаток глюкозы.

Суммарная реакция: Глюкозо-1-фосфат изомеризуется в глюкозо-6-фосфат под действием фосфоглюкомутазы.

Образующийся глюкозо-6-фосфат вступает в реакции гликолиза (или пентозного цикла) клеток мышц и мозга, а

в клетках печени, почек и кишечника происходит дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата с образованием

глюкозы и фосфорной кислоты (под действием фермента глюкозо-6-фосфатазы). Далее глюкоза поступает в

кровь и разносится с кровью к тканям. Гормональная регуляция обмена гликогена осуществляется

адреналином, глюкагоном и инсулином. Адреналин и глюкагон активируют распад гликогена и тормозят его

синтез. Гормональная регуляция опосредуется общими механизмами через ц-АМФ, который активирует

цитозольные ферменты протеинкиназу, киназу фосфорилазы и киназу гликогенсинтазы. Киназы при участии

АТФ фосфорилируют ферменты гликогенфосфорилазу и гликогенсинтазу. Фосфорилаза активна в

фосфорилированном состоянии, поэтому под действием адреналина и глюкагона активируется распад

гликогена, а гликогенсинтаза, напротив, в фосфорилированном состоянии становится неактивной, поэтому

синтез гликогена под действием адреналина и глюкагона тормозится. Под действием инсулина активируются

ферменты фосфодиэстераза и фосфопротеинфосфатазы. Фосфодиэстераза разрушает ц-АМФ;

фосфопротеинфосфатазы катализируют дефосфорилирование ферментов гликогенфосфорилазы и

гликогенсинтазы. Фосфорилаза в дефосфорилированном состоянии становится неактивной и процесс распада

гликогена прекращается, а гликогенсинтаза, напротив, активируется, поэтому под действием инсулина

активируется синтез гликогена.

Заболевания, связанные с обменом гликогена: гликогенозы и агликогенозы.

1. Болезнь Гирке (недостаток глюкозо-6-фосфатазы печени). Клиническая картина: увеличение печени уже в

период новорожденности, гипогликемия между приемами пищи, гипогликемия, сохраняющаяся при действии

адреналина и глюкагона, нарушение жирового обмена (усиливается отложение жира в подкожной клетчатке и

внутренних органах).

2. Болезнь Форбса-Кори (дефицит фермента амило-1,6-глюкозидазы печени): неполное расщепление

гликогена, гепатомегалия, мышечная слабость, гипогликемия. Эта болезнь не угрожает жизни ребенка, хотя

может привести к задержке физического развития и полового созревания. У некоторых больных в

подростковом возрасте отмечается умеренная миопатия, т.к. понижена мышечная утилизация гликогена.

3. Болезнь Андерсена (недостаток активности «ветвящего» фермента в печени): гепатоспленомегалия,

цирроз печени, прогрессирующая печеночная недостаточность - длинные неразветвленные цепи плохо

разрушаются; развивается цирроз печени. Эта болезнь встречается крайне редко и всегда приводит к ранней

смерти.

4. Болезнь Херса (недостаток активности печеночной фосфорилазы): гепатомегалия, умеренная

гипергликемия, ацидоз. Данная патология встречается крайне редко и только у мальчиков.

5. Болезнь Мак-Ардля (недостаток мышечной фосфорилазы): спазмы мышц при нагрузке, преходящая

миоглобинурия. Агликогенозы – наследственное заболевание, вызванное дефектом гликогенсинтазы. В печени

почти или полностью отсутствует гликоген, выражена гипогликемия (0,39 – 0,67 ммоль/л). Характерный

симптом – у детей судороги обычно по утрам. Их можно предупредить частым кормлением ночью.

Гипогликемия новорожденных. Наблюдается у всех новорожденных из-за прекращения поступления крови

через плаценту (преходящая гипогликемия). Коррекция происходит быстро и самостоятельно. У

новорожденных, матери которых страдают сахарным диабетом, может быть тяжелая гипогликемия –

проявление функционального гиперинсулинизма, устраняемое только введением глюкозы.

Витамины - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы и различного

строения, синтезируемые главным образом растениями, частично - микроорганизмами.

Для человека витамины - незаменимые пищевые факторы. Витамины участвуют во множестве

биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества

разнообразных ферментов либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя

сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов. По химическому строению и физико-химическим

свойствам (в частности, по растворимости) витамины делят на 2 группы.

А. Водорастворимые:

Витамин В1 (тиамин);

Витамин В2 (рибофлавин);

Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, витамин В3);

Пантотеновая кислота (витамин В5);

Витамин В6 (пиридоксин);

Биотин (витамин Н);

Фолиевая кислота (витамин Вс, В9);

Витамин В12 (кобаламин);

Витамин С (аскорбиновая кислота);

Витамин Р (биофлавоноиды).