Патогенез и отличия от агликогенозов
Этиология гликогенозов заключается во врожденном отсутствии или снижении активности ферментов, ответственных за мобилизацию (распад) запасного углевода. В результате гликоген в избытке накапливается в органах-мишенях. При этом структура самого полимера в зависимости от конкретной мутации может оставаться абсолютно нормальной или быть патологически измененной.
Основное метаболическое нарушение при данной группе заболеваний — гипогликемия, то есть падение содержания глюкозы в крови. Это происходит потому, что заблокированные ферментные пути не позволяют ткани высвободить энергетический субстрат в системный кровоток.
Существует и диаметрально противоположная группа патологий — агликогенозы. Их причиной становится нарушение синтеза гликогена (например, при дефекте гликогенсинтазы в печени). В этом случае содержание гликогена в тканях резко снижено, однако основное метаболическое нарушение остается тем же — пациенты страдают от тяжелой гипогликемии.
Классификация гликогеновых болезней
Различные типы гликогенозов дифференцируют по характеру биохимического дефекта и локализации неработающего фермента. Наиболее известные варианты представлены в таблице:
| Название болезни | Дефектный фермент | Локализация | Проявления и структура гликогена |
|---|---|---|---|
| Болезнь Гирке | Глюкозо-6-фосфатаза | Печень, почки | Накопление гликогена нормальной структуры, гипоглюкоземия, ацидоз, гиперурикемия |
| Болезнь Кори | Амило-1,6-глюкозидаза | Печень, мышцы | Накопление полимера с короткими внешними ветвями |
| Болезнь Андерсена | Амило-1,6-глюкозилтрансфераза | Печень, селезенка | Гликоген с длинными наружными ветвями и редкими точками ветвления |
| Болезнь Мак-Ардля | Гликогенфосфорилаза | Скелетные мышцы | Накопление мышечного гликогена нормальной структуры |
| Болезнь Херса | Гликогенфосфорилаза | Печень | Накопление печеночного гликогена нормальной структуры |
Кроме того, существуют патологии, при которых нарушается работа цАМФ-зависимой протеинкиназы или киназы гликогенфосфорилазы в печени. Клиническая картина в этих случаях аналогична проявлениям болезни Херса.
Болезнь Гирке: детальный разбор (Гликогеноз I типа)
Суть болезни Гирке заключается в наследственном дефекте фермента глюкозо-6-фосфатазы, который локализован в печени и почках. Из-за его отсутствия критически нарушается финальный этап выхода глюкозы в кровь.
Изменения метаболизма при болезни Гирке развиваются по следующему сценарию:
- После еды: Синтез гликогена происходит без препятствий и даже усилен из-за обилия субстратов. Полимер массивно накапливается в гепатоцитах, что приводит к увеличению органа (гепатомегалии).
- Мобилизация запасов: Процесс распада стартует нормально. Под действием гликогенфосфорилазы образуется глюкозо-1-фосфат, который затем ферментом фосфоглюкомутазой переводится в глюкозо-6-фосфат. Но на этом этапе цепочка блокируется.
- Голодание: В постабсорбтивном периоде (натощак) выход свободной глюкозы в кровь не происходит или резко снижен, так как дефектная глюкозо-6-фосфатаза не может отщепить фосфат. Развивается тяжелейшая гипогликемия.
Параллельно происходит накопление лактата, что вызывает ацидоз, а также повышается уровень мочевой кислоты (гиперурикемия).
Различия в обмене углеводов: печень и мышцы
Для понимания патогенеза гликогенозов крайне важно знать разницу между печеночным и мышечным путями обмена. В норме фермент глюкозо-6-фосфатаза отсутствует в скелетных мышцах.
Это означает, что мышечный гликоген никогда не используется для поддержания уровня глюкозы во всем организме. Он расходуется исключительно на локальные нужды — обеспечение энергией мышечного сокращения. В то же время печень служит главным резервуаром, задача которого — питать системный кровоток и защищать мозг от гипогликемии в перерывах между приемами пищи. Именно поэтому поломка глюкозо-6-фосфатазы в печени имеет столь катастрофические системные последствия.
Запомнить суть болезни Гирке легко по правилу «четырех Г»: болезнь Гирке — это дефект в Гепатоцитах, сломана Глюкозо-6-фосфатаза, возникает Голодная Гипогликемия.
Вопросы с занятий и экзамена
В чем принципиальное отличие гликогенозов от агликогенозов?
При гликогенозах нарушается распад углеводов, из-за чего полимер в избытке накапливается в тканях. При агликогенозах нарушается синтез, и содержание гликогена критически снижено. В обоих случаях страдает углеводный обмен и развивается гипогликемия.
Почему при болезни Мак-Ардля не бывает системной тяжелой гипогликемии?
При этой болезни дефект гликогенфосфорилазы локализован только в скелетных мышцах. Поскольку мышцы в норме и так не отдают глюкозу в кровь (в них нет глюкозо-6-фосфатазы), системный уровень глюкозы поддерживается здоровой печенью.
При каком типе гликогеноза гликоген имеет аномально короткие ветви?
Такая структура характерна для болезни Кори. Она возникает из-за дефекта амило-1,6-глюкозидазы — фермента, который в норме должен расщеплять связи в местах ветвления полимера.
Что ещё разобрать по теме
- Биохимическая схема распада гликогена до глюкозо-1-фосфата
- Механизм развития гиперурикемии и лактат-ацидоза при гликогенозе I типа
- Специфика работы амило-1,6-глюкозилтрансферазы и болезнь Андерсена
- Регуляция обмена гликогена через цАМФ-зависимую протеинкиназу
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Гликогенозы» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Обмен углеводов»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.