Curs 5 Metabolismul glicogenului Metabolismul fructozei și manozei Metabolismul galactozei
Metabolismul glicogenului Generalităţi, definiţie, localizare Glicogenogeneza Glicogenoliza Reglarea metabolismului glicogenului Boli de stocare (glicogenoze)
Generalităţi Glu = principala sursă energetică pentru: ţesutul cerebral eritrocite mature (nu conţin mitocondrii) muşchi striat în efort omeostazia Glu: 3 surse de Glu plasmatică: aport exogen de Glu şi precursori glucogeni (amidon, mono- dizaharide) = inconstant Glicogenoliza hepatică şi renală GNG asigura sinteza susţinută de Glu, dar viteza de răspuns la hipoglicemie este
Generalităţi Glicogenoliza= potenţial rapid de mobilizare a Glu din glicogen la nivel hepatic şi renal În timpul efortului fizic: glicogenoliza musculară În condiţiile epuizării glicogenului = GNG din AA rezultaţi din catabolizarea proteinelor
Surse şi modificări ale Glu serice legate de alimentaţie
Definiţie, structură Glicogenul = polizaharid ramificat, format exclusiv din monomeri de α- glucoză, legate între ele prin legături α1,4-glicozidice şi α1,6-glicozidice La fiecare interval de 8-10 resturi glicozil (monomeri) există o ramificaţie care conţine o legătură α1,6-glicozidică Structura ramificată expune capetele nereducătoare la nivelul cărora vor acţiona enzimele
Localizare Glicogenul este prezent în cantităţi mari în citoplasma celulelor hepatice şi musculare 1 moleculă glicogen 10 8 Daltoni (b=65000 daltoni) Apare sub formă de granulaţii citoplasmatice care conţin şi enzimele de sinteză şi degradare a glicogenului
Localizare Principalele rezerve de glicogen: muşchiul striat (400g glicogen= 1-2% din masa reală în repaus) ficat (100g glicogen = 10% din masa ficatului adult) în toate celulele = mici cantităţi (pt necesar propriu) Sinteza și depozitarea glicogenului este foarte în creier, fiind complet dependent de fluxul de sânge ca aport de substrate de energetice.
Rolurile glicogenului = formă de depozit a Glu glicogenul din ficat este utilizat în vederea menţinerii glicemiei glicogenul muscular este folosit ca rezervă energetică proprie (sinteză de ATP în contracţie) (nu are G-6-P-ază)
Glicogenogeneza Definiţie: sinteza de glicogen pe seama glucozei, fructozei, galactozei sau glicogeninei. Localizare: citoplasmă ficat şi muşchi în cantităţi mici = toate celulele (pentru necesar propriu) Insulina este cel mai important hormon stimulator al glicogenogenezei
De ce glucidele sunt stocate sub formă de glicogen și nu sub formă de grăsime (trigliceride)?
De ce glucidele sunt stocate sub formă de glicogen și nu sub formă de grăsime (trigliceride)? 1. Grăsimile nu se pot mobiliza atât de rapid în mușchi ca şi glicogenul 2. Grăsimile nu pot fi folosite ca sursă de energie în absența O 2 3. Grăsimile nu pot fi transformate în Glu prin orice cale metabolică în scopul menținerii nivelului glicemiei pentru a fi utilizate de către țesuturi (ex.:creierul)
De ce nu se păstrează excesul de Glu ca atare?
De ce nu ne păstra excesul de Glu ca atare? Glu este activă osmotic, iar acumularea concentraţiei de Glu va determina absorbţia unei cantităţi de 2 O considerabile liza osmotică a celulei prin urmare, depozitarea Glu sub formă de glicogen, nu creează probleme de presiune osmotică celulei
Glicogenogeneza pe seama glucozei Are loc în mai multe etape: 1. Formarea G-6-P (glucozo-6-fosfat) 2. Formarea G-1-P (glucozo-1-fosfat) 3. Formarea UDP-G (uridin-difosfatglucoza) 4. Transferul restului glicozil de pe UDP-G pe un primer de glicogen 5. Formarea ramificaţiilor (legăturile 1,6 glicozidice) Apoi etapele 4 şi 5 se repetă.
Glicogenogeneza - etape 1. Formarea G-6-P O C 2 O ATP ADP O O Mg 2+ K, GK O O G G 6 P O C 2 O P O O O O Enzima implicată: K, GK
Glicogenogeneza - etape 2. Formarea G-1-P O C 2 O P O O O O PGM GM O C 2 O P O O O O G 6 P G 1,6 BP G 1 P P GM PGM O C 2 O O O O O P Enzima implicată: fosfoglucomutază, prezentă în două forme: fosforilată şi defosforilată
Glicogenogeneza - etape 3. Formarea UDP-G O C 2 O O O O O G 1 P P Enzima implicată: UDP-glicozil-transferază O UDP-glicoziltransferazã UTP PPa N O N O O C 2 O C 2 O P O P O O O O O O UDP-G
Glicogenogeneza - etape 4. Transferul restului glicozil de pe UDP-G pe un primer de glicogen Enzima implicată: glicogen sintetaza (glicogen sintaza): 1. adaugă câte un rest de Glu la capetele nereducătoare ale unui fragment scurt de glicogen numit primer de glicogen (conţine cel puţin 4 reziduuri de Glu), până se ajunge la 8-12 resturi de Glu adăugate 2. catalizează doar sinteza legăturilor α1,4-glicozidice, ataşând resturile de Glu în poziţie 1-4. Donorul de Glu este UDP-glucoza (= forma activată a Glu)
Glicogenogeneza - etape 5. Formarea ramificaţiilor (legăturile 1,6 glicozidice) Enzimă implicată: enzima de ramificare. catalizează formarea ramificaţiilor (legături α1,6-glicozidice) în molecula de glicogen. Cum? îndepărtează un fragment cu cel puţin 6 resturi de Glu de la un capăt nereducător elongat îl ataşează la o moleculă de Glu localizată la o distanţă de cel puţin 4 resturi de Glu de punctul iniţial de ramificaţie, formând un nou punct de ramificaţie.
Glicogenogeneza - etape Apoi etapele 4 şi 5 se repetă
Glicogenogeneza pe seama fructozei Are loc în mai multe etape: 1. Formarea Fr-1-P (fructozo-1-fosfat) 2. Formarea DAP şi GA (dihidroxiacetonfosfat şi gliceraldehida) 3. Formarea GA-3P Apoi se urmează etapele inverse glicolizei G-6-P
Glicogenogeneza pe seama fructozei - etape 1. Formarea Fr-1-P Enzima implicată: fructokinaza O 2 C O O O C 2 O O ATP ADP Mg 2+ Fructokinazã O 2 C O O O C 2 O P O Fr Fr 1 P 2. Formarea DAP şi GA Enzima implicată: aldolaza B C 2 O P C O O C C O C O C 2 O aldolaza B C 2 O P C O C 2 O DAP + O C C O C 2 O Fr 1 P GA
Glicogenogeneza pe seama fructozei - 3. Formarea GA-3P Enzima implicată: gliceroaldehid kinaza O C C O C 2 O GA ATP GAK ADP O C C O C 2 O P GAP etape G-6-P urmează diferite căi de metabolizare (inclusiv glicogenogeneza) Apoi se urmează etapele inverse glicolizei G-6-P C 2 O C O C 2 O DAP P C 2 O C O O C C O C O C 2 O Fr 1,6 BP P O 2 C O C + C O O P P C 2 O GAP P Pa aldolazã Fr 1,6 Bisfosfatazã O Fr 6 P O C 2 O O PI C 2 O C O O C C O C O O C C 2 O Fr 1,6 BP C 2 O C O C O C O C 2 O Fr 6 P P P P C 2 O P O O O O O G 6 P
Glicogenogeneza pe seama galactozei Galactoza =principalul glucid din lapte Etape: 1. Formarea Gal-1-P (galactozo-1-fosfat) Enzima implicată: galactokinaza ATP ADP Mg 2+ Gal Gal 1 P Galactokinazã 2. Transferul restului galactozil pe UDP-G Enzima implicată: galactozil- UDP-glucozo-transferază Gal 1 P UDP G G 1 P Galactozil-UDPglucozo-transferazã UDP Gal
Glicogenogeneza pe seama Galactozei 3. Formarea UDP-G Enzima implicată: UDPglucozo-4-epimerază Echilibrul reacţiei conform nevoilor organismului: - în lactaţie şi formarea structurilor mielinice echilibrul este favorabil UDP-Gal - în hipoglicemie este favorabil UDP-G UDP-G... glicogen UDP Gal UDP-glucozo- 4-epimerazã UDP G Absenţa UDP-glucozo-4-epimerază galactozemie esenţială (retard mental grav moarte)
Glicogenogeneza fără primer condiţii particulare Se utilizează un primer de natură proteică glicogenina (Tyr 194) este şi substrat şi enzimă Etape: 1. Pe glicogenină se fixează un rest de Glu de pe UDP-G enzima implicată: glicogenina Tyr O 194 Glicogeninã Tyr O 194 UDP-G UDP Glicogeninã Tyr O 194............................ Primer de glicogen 7UDP-G 7UDP Glicogeninã + glicogen-sintetazã nudp-g nudp glicogen-sintetazã 2. Urmează fixarea a încă 7 resturi de Glu de pe UPD-G; rezultă un primer enzimele implicate: glicogenina + glicogen-sintetaza 3. Urmează acţiunea glicogensintetazei şi a enzimei de ramificare Tyr O 194 Tyr O 194................................... enzimã de ramificare................................... Glicogen
Bilanţul energetic al glicogenogenezei Sinteza glicogenului necesită ATP. Pentru fiecare moleculă Glu care este ataşată la macromolecula de glicogen, 2 ATP sunt utilizaţi: 1 ATP este folosit pentru fosforilarea iniţială a Glu Glu-6-P. 1 UTP este folosit pentru a forma UDP-G regenerarea UTP se face cu consum de energie (hidroliza ATP). C 2 O ATP ADP O O Mg 2+ O K, GK O O N O O C 2 O P O O O O O G G 6 P N O C 2 O P O P O O C 2 O O O O O P O UDP-glicoziltransferazã G 1 P UDP-G UTP PPa C 2 O O O O O O
Glicogenoliza Definiţie: Procesul de degradare a glicogenului din rezervele organismului (predominat hepatic şi muscular) Localizare: citoplasmă - în: ficat, muşchi în contracţie, rinichi În ficat şi rinichi eliberare Glu în circulaţie = homeostazia glicemiei Muşchi (nu posedă G-6-P-ază), glicoliza acid lactic cu formare ATP pentru nevoile proprii
1. Acţiunea glicogen fosforilazei (fosforilaza a ) Desface legăturile α1,4- glicozidice până la 3-4 resturi de Glu de ramificaţie; G- 1-P (fosforoliză) 2. Acţiunea glucan-transferazei Transferă 3 resturi de Glu din ramificaţie pe lanţul de bază (de pe un capăt nereducător pe altul); rămâne liberă numai molecula de Glu legată 1-6, care devine susceptibilă acţiunii α1,6-glucozidazei 3. Acţiunea α1,6-glucozidazei (enzima de deramificare) Produce scindarea legăturii α 1,6- glicozidice; Glu este eliberată sub formă de Glu liberă.! Glucan-Transferaza şi α1,6-glucozidaza sunt componente ale aceleaşi enzime. Apoi etapele se repetă. Glicogenoliza - etape
Glicogenoliza - etape 1. Acţiunea glicogen fosforilazei (fosforilaza a ) = scurtarea lanţului de glicogen catalizează îndepărtarea resturilor de Glu sub formă de G-1-P de la capetele nereducătoare ale glicogenului (clivare fosforolitică a legăturilor α1,4-glicozidice, cu ajutorul acidului fosforic) Nu scindează legăturile α1,6-glicozidice de la nivelul punctelor de ramificaţie îşi încetează activitatea când ajunge la un rest de Glu localizat la o distanţă de 4 resturi de Glu de un punct de ramificaţie Piridoxal fosfatul (forma activă a vitaminei B6) = coenzimă a glicogen fosforilazei.! între acţiunea fosforilazei la nivel muscular şi hepatic există diferenţe : adrenalina activează fosforilaza musculară glucagonul activează fosforilaza hepatică.
Glicogenoliza - etape Există şi o degradarea lizozomală a glicogenului (1-3%) în mod continuu sub acţiunea enzimei lizozomale α 1,4- glucozidaza (maltaza acidă) Deficitul enzimei acumularea de glicogen sub formă de vacuole lizozomale = Boala Pompe, tipul II (Boală de stocare a glicogenului = glicogenoză)! Singura glicogenoză caracterizată prin acumulare lizozomală glicemie normală cardiomegalie importantă tratament prin substituţie enzimatică forma infantilă: deces prematur prin insuficienţă cardiacă glicogen cu structura normală
Glicogenoliza - etape G-1-P G-6-P (fosfoglucomutaza) la nivelul ficatului G-6-P = translocat în RE prin intervenţa G -6-Ptranslocazei. În RE, G-6-P Glu (sub acţiunea G-6-P-azei). Glu = transportată din RE în citosol prin GLUT-7 Glu = eliberată direct în sânge şi livrată ţesuturilor extrahepatice la nivelul muşchiului, G-6-P pătrunde pe calea glicolizei, reprezentând o importantă sursă energetică (sub formă de ATP) pentru muşchi.
Reglarea sintezei şi degradării glicogenului Pentru a nu se produce simultan, cele două procese se află sub controlul: adrenalinei glucagonului insulinei Există 2 niveluri de control: 1. Glicogen-fosforilaza = punctul principal de control al glicogenolizei 2. Glicogen- sintetaza = punctul principal de control al glicogenogenezei Reglarea - de 2 feluri: 1. alosterică: concentraţia metaboliţilor, necesarul energetic al celulei 2. hormonală: pe calea mediată de AMPc
1. Reglarea alosterică a metabolismului glicogenului Glicogen fosforilaza (glicogenoliză) Este inhibată de : G-6-fosfat (muşchi şi ficat) de nivelul de ATP (muşchi şi ficat) Glu (în ficat). Este activată de: Ca 2+ (în muşchi) (se leagă de calmodulină) prin activarea glicogen-fosforilaz-kinazei AMP (în muşchi) prin activarea glicogenfosforilazei Glicogen sintetaza (glicogenogeneză) este activată de G-6-P (muşchi şi ficat)! DAG (diacilglicerol) inhibă glicogenogeneza prin fosforilarea glicogen-sintetazei
2. Reglarea hormonală a metabolismului glicogenului (via AMPc) Principalii hormoni implicaţi în controlul metabolismului glicogenului sunt: Glucagonul = hormon hiperglicemiant stimulează glicogenoliza inhibă glicogenogeneza Insulina = hormon hipoglicemiant inhibă glicogenoliza stimulează glicogenogeneza Adrenalina are aceleaşi efecte ca şi glucagonul.
Reglarea hormonală a metabolismului glicogenului (via AMPc) Enzimele reglatoare ale metabolismului glicogenului: Glicogen fosforilaza, enzima reglatoare a glicogenolizei, există sub două forme: Glicogen fosforilaza a = forma activă a enzimei, este fosforilată Glicogen fosforilaza b = forma inactivă a enzimei, este defosforilată Glicogen sintetaza, enzima reglatoare a glicogenogenezei, există sub două forme: Glicogen sintetaza a = forma activă a enzimei, este defosforilată Glicogen sintetaza b = Este forma inactivă a enzimei, este fosforilată
Reglare hormonală a glicogenogenezei Mecanismul de acţiune a GLUCAGONULUI asupra glicogen sintetazei: inhibă glicogenogeneza (vezi figura) Adrenalina în ficat și mușchi și glucagon în ficat inhibă glicogenogeneza! Insulina are efect opus glucagonului, stimulând o protein fosfatază şi activând în acest fel glicogen sintetaza stimulează glicogenogeneza
Reglare hormonală a glicogenolizei Mecanismul de acţiune a GLUCAGONULUI asupra glicogen fosforilazei: stimulează glicogenoliza (vezi figura)! Insulina are un efect opus glucagonului, stimulând o protein fosfatază şi inactivând în acest fel glicogen fosforilaza inhibă glicogenoliza
Reglarea hormonală a metabolismului glucidic - sinopsis După masă acţionează INSULINA: stimulează glicoliza (induce sinteza GK) stimulează glicogenogeneza (stimularea transferului UDP-Glu glicogen prin intermediul glicogen sintetazei) Inhibă GNC (inhibă activitatea PEPK) Între mese acţionează GLUCAGONUL: activează G-6-P-aza prin protein-kinaza A care fosforilează enzima forma activă Prin fosforilare, protein kinaza activează Fr-2,6- BP-aza, care [Fr-2,6-BP] intracelular, responsabil de inhibarea Fr-1,6-BP-azei Prin aceste transformări rata glicolizei şi stimulează GNC Stimulează glicogenoliza (stimulează glicogen Glu-1-P prin intermediul glicogen fosforilazei)
Boli de stocare a glicogenului Definiţie: Deficienţa unor enzime implicate în metabolismul glicogenului boli de stocare a glicogenului (BSG) sau glicogenoze = tezaurizarea unor cantităţi mari de glicogen cu structură normală sau anormală în unele tesuturi (ficat, rinichi, intestin, muşchi, creier, etc), însoţite de hipoglicemie şi acidoză lactică. BSG pot fi genetice sau dobândite. BSG genetice (ereditare) = defecte genetice ale enzimelor implicate în metabolismul glicogenului) = clasificate numeric în ordinea în care au fost identificate defectele enzimatice (de tip I, II, III, etc) şi sunt numite după persoana care a descoperit fiecare defect (von Gierke, Pompe, Cori etc) Clinic: BSG sunt clasificate în funcţie de organul principal implicat (hepatice, musculare)
Boli de stocare a glicogenului Tip Enzima deficitară Organ afectat Caracteristici I Boala Von Gierke glucozo-6-fosfataza Ficat şi rinichi -epatomegalie, -Renomegalie, -ipoglicemie, -iperlipemie, -Cetoză, -iperlactacidemie II Boala Pompe α1,4-1,6 glucozidaza lizozomală (maltaza acidă) Toate organele - Acumulare generalizată de glicogen în lizozomi, în principal la nivel cardiac, muscular, hepatic,snc; - Cardiomegalie severă III Boala Cori enzima de deramificare Muşchi şi ficat - Acumulare de glicogen sub forma unor polizaharide ramificate, în special la nivelul ficatului şi muşchilor
Tip Enzima deficitară Organ afectat Caracteristici IV Boala Andersen enzima de ramificare Ficat şi splină Acumulare de glicogen cu puţine puncte de ramificaţie, în special la nivel hepatic şi splină V Boala Mc Ardle glicogen fosforilaza musculară Muşchi -Acumulare masivă de glicogen (cu structură normală) la nivelul muşchilor scheletici diminuarea toleranţei la efort - lactacidemiei după efortul fizic este mult diminuată VI Boala ers glicogen fosforilaza hepatică Ficat -Acumulare hepatică masivă de glicogen (cu structură normală) -Tendinţe spre hipoglicemie VII Boala Tarui fosfofructokinaza musculară şi eritrocitară Muşchi -Semne asemănătoare tipului V, cu posibilitatea apariţiei anemiei hemolitice IX (VIII) glicogen fosforilazkinaza hepatică Ficat - Semne asemănătoare tip VI 0 Glicogen sintetaza hepatică Ficat -ipoglicemie, uşoară hepatomegalie
Tipul Ia (Boala von Gierke): deficit G-6-P-ază Tipul Ib: deficit de G-6-fosfat-translocaza Clinic: afectaţi sunt ficatul şi rinichii steatoză hepatică, hepato-şi renomegalie retard psihosomatic şi pubertate întârziate hiperlactacidemie, hiperlipidemie, hiperuricemie glicogen cu structură normală Copiii au feţe de păpuşă cu obraji plini, extremitati subţiri, mici de statură şi abdomen protuberant. Timp de sângerare prelungit, ca urmare a defect agregării plachetare. Femeile au ovare polichistice. Tratament: Tipul I (Boala von Gierke) infuzii gastrice nocturne de Glu sau administrarea regulată de amidon de porumb neprelucrat termic
Boli de stocare EPATICE a glicogenului Semne clinice comune: epatomegalie ipoglicemie recurentă Încetinirea creşterii + pubertate întârziată Valori anormale ale nivelelor sanguine: Col, Triglic, ac uric, ASAT, ALAT, LD Evoluţia spre ciroză este rară (cu excepţia tip IV- speranţa de viaţă până la 5 ani) Diagnostic: Glucagonul i.m. (creştere slabă a Glu, LD ) Biopsie hepatică (glucagon, deficienţa enzimei) Steatoză şi absenţa fibrozei mutaţia genetică Tratament: Transplant de ficat; Cazurile severe mor în primii ani
Boli de stocare MUSCULARĂ a glicogenului Semne clinice comune: Miopatie scheletică progresivă ± cardiomegalie Slăbiciune musculară scheletică Cardiomiopatie cu mărire cardiacă Alterarea utilizării energiei musculare Intoleranţă la exerciţii şi crampe musculare Rabdomioliză şi mioglobinurie la exerciţii intense emoliză şi anemie hemolitică Diagnostic: CK în repaus şi după exerciţii amoniac şi acid uric biopsia musculară mutaţia genetică Tratament: Dietă bogată în proteine Evitarea exerciţiilor intense pentru a preveni rabdomioliza
Metabolismul fructozei şi galactozei
Metabolismul fructozei Fructoza = cetohexoză Surse: fructe, miere, sirop de porumb concentrat sau în zaharoză (sfecla de zahăr şi trestia de zahăr). Constituent al zaharozei (sucroză) = dizaharid format din α-d-glucopiranoză şi β-d-fructofuranoză, unite printr-o legătură 1,2-glicozidică. Fructoza = metabolizare hepatică (în cea mai mare măsură) Pătrunderea fructozei în celule nu este dependentă de insulină (aşa cum este pătrunderea Glu în anumite celule).
Metabolismul fructozei -etape Pentru a fi metabolizată, Fr trebuie mai întâi fosforilată. 1. fosforilarea Fr Fr-1-P Enzima implicată:fructokinaza sau hexokinaza. ATP este donor de grupare fosfat Reacţia catalizată de Fructokinaza: principala reacţie de fosforilare a Fr are loc în principal la nivelul ficatului exokinaza catalizează transformarea Fr Fr-6-P reacţia se produce la nivelul tuturor celulelor organismului. hexokinaza are o afinitate pentru Fr; deci cantităţi de Fr Fr-6-P
Metabolismul fructozei -etape 2. Scindarea Fr-1-P DAP + GA (pentru sinteza TG) Enzima implicată: Fr-1-P aldolaza 3. Fosforilarea GA GA-3P (intră alături de DAP în glicoliză sau GNG) Enzima implicată: Triokinaza
Metabolismul fructozei - reacţii
Metabolismul manozei: transformarea în fructoză Manoza (Man) = aldohexoză, epimer al glucozei (în poziţia 2) Surse: afine, coacăze roșii sau negre, piersici, agrișe, aloe vera, boabe de soia Rol esenţial în procesele de glicozilare ale unor proteine (component important al lor) Manoza Man-6-P (enzima K), donorul de grupare fosfat în este ATP Man-6-P Fr-6-P (enzima Man-6-Pizomeraza), reacţia este reversibilă Fr-6-P poate lua calea glicolizei, sau Fr-6-P G-6-P, luând calea GNG
Transformarea Glu Fr pe calea sorbitolului = Calea poliol de metabolizare a Glu Majoritatea monozaharidelor sunt rapid fosforilate după pătrunderea lor în celule pentru a fi ulterior metabolizate. O cale alternativă de metabolizare a acestora este reducerea lor poliol. Glu este redusă sorbitol (enzima=aldoz-reductaza), care se găseşte în numeroase ţesuturi. În ficat (şi alte ţesuturi), sorbitolul se oxidează Fr (enzima=sorbitol D) Fr poate urma calea glicolizei sau a GNC.
Transformarea Glu Fr pe calea sorbitolului În condiţii fiziologice, această cale de metabolizare a glucozei este una minoră. În diabet zaharat: cantitatea de Glu intracelulară acumulare de sorbitol, cu apariţia complicaţiilor: neuropatie diabetică, cataractă, retinopatie şi nefropatie diabetică în celulele nervoase, rinichi, retină sau cristalin, cantitatea de sorbitol dehidrogenaza este acumularea intracelulară a sorbitolului, cu complicaţiile consecutive. fructoza substituie Glu, metabolizarea ei făcându-se fără participarea insulinei
Metabolismul Glu şi Fr în funcţie de momentul alimentar
Metabolismul fructozei importanţa medicală Fructozuria esenţială Intoleranţa ereditară la fructoză
Fructozuria esenţială cauzată de deficienţa fructokinazei, (transformă Fr Fr-1-P) este o boală fară simptome clinice manifeste, benignă caracterizată prin acumularea de fructoză în sânge şi urină (fructozemie şi fructozurie)
ATP GNG (energofagă) hipoglicemie Intoleranţa ereditară la fructoză Cauza: deficienţa aldolazei B (clivează Fr-1-P DAP şi GA) Manifestări: hipoglicemie (este afectată GNG), vomă, hepatomegalie, icter. Mecanismul apariţiei hipoglicemiei: Deficienţa aldolazei B acumulare intracelulară de Fr-1-P Acumularea de Fr-1-P depleţia de fosfat ATP în lanţul transportor de electroni activitatea ciclului Krebs
Metabolismul galactozei Galactoza (Gal) = aldohexoză, epimer al Glu (în poziţia 4) Gal = constituent al lactozei, prezentă în lapte / derivate din lapte Galactoza are roluri importante: prin legarea de lipide glicolipide prin legarea de proteine glicoproteine. galactocerebrozidele sunt o componentă importantă a membranelor celulelor muculare şi nervilor Galactoză este cunoscută sub numele de zahăr al creierului (oughton Mifflin, 1998)
Metabolismul galactozei Gal se obţine din lactoză, un dizaharid format din β- galactoză şi α- sau β-glucoză, unite între ele printr-o legătură 1-4 glicozidică Glu poate fi sub formă α- sau β-piranozică, în timp ce Gal poate avea doar formă β-piranozică Digestia lactozei de către lactază (β-galactozidază) are loc la nivelul celulelor mucoasei intestinale.
Metabolismul galactozei -etape Asemănător fructozei, pătrunderea Gal în celule NU este dependentă de insulină, iar pentru a fi metabolizată trebuie mai întâi fosforilată. 1. fosforilarea Gal Gal-1-P Enzima implicată: galactokinaza, prezentă la nivelul majorităţii ţesuturilor donorul de grupare fosfat este ATP
Metabolismul galactozei - etape 2. Transferul restului galactozil pe UDP-G cu formare de UDP-Gal Enzima implicată: galactozil-udp-glucozo-transferază UDP G G 1 P Gal 1 P Galactozil-UDPglucozo-transferazã UDP Gal
Metabolismul galactozei - reacţii
Metabolismul galactozei importanţa medicală Intoleranţa la lactoză Deficienţa de galactokinază Galactozemia
Intoleranţa la lactoză Poate avea trei cauze majore: 1. Deficienţa congenitală de lactază 2. Secundară unei intervenţii chirurgicale (când o porţiune importantă a intestinului subţire a fost excizată) 3. Secundară unei afecţiuni ale celulelor mucoasei intestinale În toate aceste situaţii, laptele şi derivatele de lapte nu pot fi utilizate sau pot fi utilizate doar în cantitate mult redusă.
Deficienţa de galactokinază boală genetică cauzată de deficienţa galactokinazei (catalizează fosforilarea Gal Gal- 1-P) Datorită deficienţei, Gal se acumulează în sânge (galactozemie) şi apare în urină (galactozurie). O cale minoră în condiţii fiziologice, Gal galactitol sub acţiunea aldoz-reductazei Acestă cale devine majoră în deficienţa de galactokinază, acumularea intracelulară de galactitol cataractă şi alte modificări tisulare.
Galactozemia Galactozemia clasică este o boală ereditară (AR) cauzată de deficienţa galactozo-1-fosfat uridil transferazei UDP G G 1 P Gal 1 P UDP Gal Galactozil-UDPglucozo-transferazã Gal-1-P nu poate fi metabolizat, se acumulează în celule (ficat, ţesut nervos, cristalin, rinichi) alterări ale ţesutului hepatic, retard mental, cataractă, leziuni renale. Acumularea Gal-1-P inhibă: Galactokinaza glicogen fosforilaza (enzimă implicată în degradarea glicogenului) Aceasta conduce la galactozemie, galactozurie şi hipoglicemie. UDP-glucozo- Există şi absenţa UDP-glucozo-4-epimerază galactozemie esenţială (retard mental grav moarte) UDP Gal 4-epimerazã UDP G
Metabolismul galactozei importanţa medicală- rezumat