Глюкозаланған белоктардың жалпы сипаттамасы

Адамның және жануарлардың глюкозамен жанасатын белоктарының басым бөлігі ферментсіз глюкозалануға түседі. Себебі, дені сау адамдарда биологиялық сұйықтықтарындағы глюкозаның ациклдік формасының мөлшері аса көп емес, ондағы ферментсіз глюкозаланған белоктардың мөлшерінің концентрациясы өте аз. Қандағы глюкозаның, галактозаның және басқа да моносахаридтердің (қалыпты жағдайда қант диабетінде немесе галактоземияда байқалатын) глюкозаланған белоктың мөлшері біршама жоғарлайды, жиі түрде жоғарғы шектерді 2-3 есе артық шамада. Алғашқы ферментсіз глюкозаланған белок (адамда анықталған) бұл гемоглобин А, ол глюкозаның және гемоглобиннің -тізбегінің ферментсіз конденсациялануының посттрансляцияланған өнімі болып табылады. Қанның барлық глюкозаланған белоктарының ішінде глюкозаланған альбумин басым болады.

Глюкозаланған гемоглобиннің концентрациясы жай гемоглобинмен салыстырғанда кенздейсоқ немесе тәуліктік ауытқуларға түспейді. Глюкозаланған гемоглобинді анықтау диагностика үшін маңызды.

Фруктоза және галактоза алмасуларындағы бұзылулар

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.

Метаболические и гормональные нарушения при сахарном диабете.

Исследование углеводного обмена в клинике начинается с анализа мочи на присутствие в ней глюкозы и кетоновых тел; кроме того, проводится определение содержания глюкозы в крови.

Гипергликемия – увеличение содержания глюкозы в крови. Может носить физиологический характер в случае приема богатой углеводами пищи (алиментарная гипогликемия) или в результате одномоментной физической нагрузки: адреналин, глюкокортикостероиды и катехоламины усиливают глюконеогенез и распад гликогена. Физиологические гипергликемии носят кратковременный характер. Патологические типы гипергликемий обусловлены эндокринными расстройствами, в частности нарушением оптимального соотношения между секрецией гормонов гипер- и гипогликемического действия.

Помимо сахарного диабета гипергликемии могут быть обусловлены повышенной секрецией соматотропного гормона и АГКТ, катехоламинов и глюкокортикоидов как результат заболеваний гипоталамуса и надпочечников.

Гипогликемия может носить физиологический характер вслед за алиментарной гипергликемией как результат компенсаторного выброса инсулина.

Патологическая гипогликемия может быть результатом:

1)      гиперинсулинемии;

2)      недостаточностью ферментов расщепляющих дисахариды в кишечнике;

3)      заболеваний печени с торможением гликогенобразования и глюконеогенеза;

4)      дефицита глюкокортикоидов;

5)      гипоксии.

Увеличение содержания глюкозы в крови выше пределов нор­мы носит название гипергликемия, появление же глюкозы в моче именуется глюкозурией.

Если в резуль­тате проведенных исследований выявляется повышение концентра­ции глюкозы в крови и наличие глюкозы и кетоновых тел в моче, этого достаточно для подтверждения диагноза сахарного диабета. Заболевания других внутренних органов не дают всей триа­ды: гипергликемии, глюкозурии и кетонурии.

Присутствие кето­новых тел в моче свидетельствует о грубых нарушениях не только углеводного, но и липидного обмена, что имеет место главным образом при заболеваниях поджелудочной железы.

Углубленное изучение состояния углеводного обмена у больных с не отличаю­щимися от нормы показателями содержания глюкозы в крови и моче проводится с применением так называемой сахарной наг­рузки (тест толерантности к глюкозе).

Таким образом, определение содержания глюкозы в крови, моче и выявление гипер- и гипогликемии, глюкозурии имеют важное клинико-диагностическое значение.

Сахарный диабет возникает вследствие относи­тельного или абсолютного дефицита инсулина. В соответствии с классификацией ВОЗ разли­чают две основные формы заболевания: диабет I типа — инсулинзависимый (ИЗСД) и диабет II типа инсулиннезависимый (ИНСД).

ИЗСД является следствием разрушения -клеток островков Лангерганса в результате аутоиммунных реакций. Фактором, провоцирующим возник­новение диабета I типа, может быть вирусная инфекция, вызывающая деструкцию -клеток. Кроме того, ИЗСД может быть результатом частичного генетически обусловленного дефекта иммунной системы и сочетаться с другими аутоиммунными заболеваниями.

ИНСД возникает в результате повреждения меха­низмов передачи инсулинового сигнала в клетки-ми­шени или нарушения секреции инсулина. Диабет II типа характеризуется высокой частотой семейных форм. Возможными причинами ИНСД могут быть: образование антител к рецепторам инсулина; генетический дефект пострецепторного аппарата инсулинзависимых тканей; нарушение регуляции секреции инсулина.

Регуляция секреции инсулина зависит от глюкозо-сенсорной системы -клеток, обеспечивающих пропор­циональность между концентрацией глюкозы в крови и секрецией инсулина. В -клетках глюкоза превраща­ется глюкокиназой в глюкозо-6-фосфат. Скорость фосфорилирования глюкозы зависит от ее концентрации в крови. Кроме того, глюкокиназа в -клетках — лимити­рующее звено гликолиза. Поэтому глюкокиназа — один из важнейших элементов глюкозосенсорной системы -клеток. Мутации глюкокиназы приводят к развитию одной из форм сахарного диабета — диабета MODY. Основным провоцирующим фактором ИНСД явля­ется ожирение. Этот тип диабета часто сочетается с гиперинсулинемией, что способствует ожирению. Та­ким образом, ожирение, с одной стороны, является важнейшим фактором риска, а с другой — одним из ранних проявлений диабета.

При сахарном диабете происходит ослабление стимуляции процессов депонирования гликогена и жиров и усиление мобилизации запасов энергоно сителей. Печень, мышцы и жировая ткань даже после приема пищи функционируют в режиме постабсорбтивного состояния.

Характерные симптомы сахарного диабета:

• гиперглюкоземия и глюкозурия;

• кетонемия и кетонурия;

• азотемия и азотурия;

• полиурия и полидипсия

гиперлипидемия.

Совокупность патологических процессов сахарном диабете может привести к развитию коматозных осложнений.

Поздние осложнения сахарного диабета являются следствием гиперглюкоземии.

Гиперглюкоземия приводит к повреждению кровеносных сосудов и нарушению функций различных органов и тканей. Одним из основных механизмов повреждения тканей при сахарном диабете является гликозилирование белков.

Степень гликозилирования белков зависит от скорости их обновления. В медленно обменивающихся белках происходит больше изменений. К медленно обменивающимся белкам относятся белки межклеточного матрикса, базальных мембран. Утолщение базальных мембран – один из ранних и постоянных признаков сахарного диабета

Причиной диабетических макроангиопатий, проявляющихся в снижении эластичности артерий, является гликозилирование белков межклеточного матрикса — коллагена и эластина.