| Врожденные нарушения углеводного обмена | |
|---|---|
| Специальность | Медицинская генетика |
Врожденные нарушения углеводного обмена - это врожденные нарушения обмена веществ , влияющие на катаболизм и анаболизм углеводов .
Пример - непереносимость лактозы .
Углеводы составляют основную часть рациона человека. Эти углеводы состоят из трех основных моносахаридов: глюкозы , фруктозы и галактозы ; кроме того, гликоген является формой хранения углеводов в организме человека. Неспособность эффективно использовать эти молекулы является причиной большинства врожденных ошибок метаболизма углеводов человека .
По углеводам [ править ]
Гликоген и глюкоза [ править ]
Болезни накопления гликогена фермент недостатки , которые нарушают синтез гликогена , деградация гликогена или гликолиз . Чаще всего поражаются два органа - это печень и скелетная мышца. Заболевания накопления гликогена, поражающие печень, обычно вызывают гепатомегалию и гипогликемию ; те, что влияют на скелетные мышцы, вызывают непереносимость физических упражнений, прогрессирующую слабость и спазмы. [1]
Дефицит глюкозо-6-фосфат-изомеразы влияет на стадию 2 гликолиза. Дефицит триозофосфатизомеразы влияет на пятую стадию гликолиза. Дефицит фосфоглицераткиназы влияет на стадию 7 гликолиза. Дефицит пируваткиназы влияет на 10-ю и последнюю стадию гликолиза.
Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы влияет на деградацию глюкозы в пентозофосфатном пути, что особенно важно в красных кровяных тельцах.
Для получения дополнительной информации о врожденных ошибках метаболизма глюкозы и врожденных ошибках метаболизма гликогена см. Ниже.
Лактоза [ править ]
Лактоза - это дисахаридный сахар, состоящий из галактозы и глюкозы, который содержится в молоке. Лактоза не может всасываться в кишечнике и должна расщепляться в тонком кишечнике на галактозу и глюкозу с помощью фермента, называемого лактазой ; непоглощенная лактоза может вызвать боль в животе, вздутие живота, диарею, газы и тошноту.
У большинства млекопитающих выработка лактазы снижается после того, как младенцы отлучены от материнского молока. Однако от 5% до 90% человеческой популяции обладают выгодной аутосомной мутацией, при которой продукция лактазы сохраняется после младенчества. Географическое распределение персистенции лактазы соответствует регионам с высоким потреблением молока. Непостоянство лактазы распространено в тропических и субтропических странах. Люди с непостоянством лактазы могут испытывать тошноту, вздутие живота и диарею после употребления молочных продуктов.
Галактоза [ править ]
Галактоземия , неспособность метаболизировать галактозу в клетках печени, является наиболее распространенным моногенным нарушением углеводного обмена, поражающим 1 из каждых 55 000 новорожденных. [ необходима цитата ] Когда галактоза в организме не расщепляется, она накапливается в тканях. Наиболее частыми признаками являются задержка роста , печеночная недостаточность, катаракта и задержка развития. Долгосрочная инвалидность включает плохой рост, умственную отсталость и недостаточность яичников у женщин. [2]
Галактоземия вызвана мутациями в гене, который вырабатывает фермент галактозо-1-фосфатуридиллилтрансферазу . Примерно 70% аллелей, вызывающих галактоземию, имеют единственную миссенс-мутацию в экзоне 6. Более легкая форма галактоземии, называемая дефицитом галактокиназы , вызывается недостатком фермента уридиндифосфат-галактозо-4-эпимеразы.который расщепляет побочный продукт галактозы. Этот тип связан с катарактой, но не вызывает задержки роста, умственной отсталости или заболеваний печени. Снижение содержания галактозы в рационе также является лечением, но не таким серьезным, как у пациентов с классической галактоземией. Этот дефицит может быть системным или ограничиваться эритроцитами и лейкоцитами.
Скрининг проводится путем измерения активности GAL-1-P уридилтрансферазы. Раннее выявление обеспечивает быстрое лечение, которое в основном заключается в устранении галактозы с пищей.
Фруктоза [ править ]
Мальабсорбция фруктозы - это расстройство пищеварения, при котором абсорбция фруктозы нарушается из-за дефицита переносчиков фруктозы в энтероцитах тонкого кишечника.
Три аутосомно-рецессивных заболевания нарушают метаболизм фруктозы в клетках печени . Чаще всего это вызвано мутациями в гене, кодирующем печеночную фруктокиназу , фермент, который катализирует первый этап метаболизма пищевой фруктозы. Инактивация печеночной фруктокиназы приводит к бессимптомной фруктозурии .
Наследственная непереносимость фруктозы (HFI) приводит к плохому питанию, задержке роста, хроническим заболеваниям печени и почек и смерти. HFI вызывается дефицитом фруктозо-1,6-бифосфатальдолазы в печени, коре головного мозга и тонком кишечнике. У младенцев и взрослых симптомы отсутствуют, если они не принимают фруктозу или сахарозу.
Дефицит фруктозо-1,6-бифосфата (FBPase) в печени вызывает нарушение глюконеогенеза, гипогликемию и тяжелую метаболическую ацидемию. Если пациенты получают адекватную поддержку после детства, рост и развитие кажутся нормальными.
Эссенциальная фруктозурия - это клинически доброкачественное состояние, характеризующееся неполным метаболизмом фруктозы в печени, что приводит к ее выведению с мочой.
Затронутой системой [ править ]
Метаболизм глюкозы [ править ]
Гликолиз [ править ]
Метаболический путь гликолиза используется клетками для расщепляют углеводы , такие как глюкоза (и различных других простых сахаров ) для того , чтобы извлекать энергию из них. Во время гликолиза производятся АТФ , НАДН (как форма переноса энергии, используемая внутри клеток ), так и пируват .
В цитозоле происходит гликолиз , и созданный пируват необходимо транспортировать в митохондрию , где можно извлечь дополнительную энергию за счет преобразования пирувата в лактат и через цикл лимонной кислоты (CAC) (см. Ниже, см. Биоэнергетические системы ) .
Печень также может производить глюкозу ( глюконеогенез , см. Ниже); в периоды низкого поступления углеводов из пищеварительной системы печень вырабатывает глюкозу и поставляет ее другим органам. [3] Большинство ферментов гликолиза также участвуют в глюконеогенезе, поскольку это в основном обратный метаболический путь гликолиза; поэтому дефицит этих ферментов печени будет влиять как на гликолиз, так и на глюконеогенез. (Примечание: глюконеогенез происходит только в печени, а не в других клетках, таких как, например, мышечные).
Фермент гликолитической ступени | Джин: Орган (ы) Болезнь (синонимы) | Сообщенные симптомы. Формы (если применимо) Примечание: не у всех пациентов проявляются все симптомы; степень тяжести и проявление могут быть разными. | Диагностические тесты | Ведение и лечение | Ссылки и ссылки |
|---|---|---|---|---|---|
| Гликолиз, шаг 1 Глюкокиназа | GCK: бета-клетки поджелудочной железы Гиперинсулинемическая гипогликемия , семейная, 3 (HHF3, гиперинсулинизм из-за дефицита глюкокиназы) | Гипогликемия из-за гиперинсулинемии. | NLM / GHR: GCK OMIM: GCK OMIM: HHF3 GARD: HHF3 ORPHA: HHF3 | ||
| Гликолиз, шаг 1 Глюкокиназа | GCK: бета-клетки поджелудочной железы Зрелый диабет у молодых людей типа II (MODY2, GCK-MODY) | Сахарный диабет. Гипергликемия из-за гипоинсулинемии натощак, но некоторая толерантность к глюкозе при потреблении углеводов. | NLM / GHR: GCK OMIM: GCK OMIM: MODY2 GARD: MODY2 ORPHA: MODY2 | ||
| Стадия гликолиза 2 Глюкозо-6-фосфат-изомераза | GPI: эритроциты Дефицит глюкозо-6-фосфат-изомеразы ( дефицит GPI, GPID, гемолитическая анемия из-за дефицита глюкофосфат-изомеразы) | Гемолитическая анемия. | NLM / GHR: GPI OMIM: GPI NLM / GHR: GPID OMIM: GPID ORPHA: GPID | ||
| Стадия гликолиза 3 Фосфофрукто-киназа 1 (не участвует в гликонеогенезе) | PFKM : мышцы, также эритроциты PFKL : печень, также эритроциты GSD типа VII (GSD 7, болезнь Таруи, недостаточность фосфофруктокиназы ) | Классическая форма : симптомы обычно появляются в раннем детстве. Миопатия. Спазмы мышц, слабость, иногда рабдомиолиз, вызванные физической нагрузкой. Тошнота и рвота после физических упражнений. Часто встречаются миоглобинурия, гемолитическая анемия, гиперурикемия. Возможен высокий уровень билирубина и появление желтухи. Поздняя форма : проявляется в более позднем возрасте. Миопатия, слабость и утомляемость. Непереносимость физических упражнений (больше, чем в GSD 5). Тяжелые симптомы по классическому типу отсутствуют. Инфантильная форма : редко. Часто синдром вялого младенца (гипотония), артрогрипоз, энцефалопатия, кардиомиопатия и респираторные проблемы. Возможны также проявления со стороны центральной нервной системы, обычно судороги. Гемолитическая форма: Определяющим признаком является гемолитическая анемия. Миопатия встречается не так часто. Рабдомиолиз / миоглобинурия может вызвать острую почечную недостаточность. | Тест с физической нагрузкой : позднее увеличение лактата примерно в 3 раза (выше, чем у GSD 5, и ниже, чем у здоровых). Повышенный подъем аммиака. [4] | Специального лечения нет. Общий совет - избегать энергичных упражнений и пищи с высоким содержанием углеводов. | NLM / GHR: PFKM OMIM: PFKM OMIM: PFKL NLM / GHR: GSD VII OMIM: GSD VII GARD: GSD VII ORPHA: GSD VII |
| Стадия гликолиза 4 Альдолаза А | ALDOA : мышцы, а также печень и эритроциты. GSD типа XII (GSD 12, дефицит альдолазы A, дефицит ALDOA, дефицит альдолазы эритроцитов) | Мышечные симптомы : миопатия. Непереносимость упражнений, судороги. При некоторых формах рабдомиолиза и миоглобинурии. Симптомы со стороны печени : при некоторых симптомах гепатомегалии. Симптомы эритроцитов : гемолитическая анемия. Рабдомиолиз / миоглобинурия может вызвать острую почечную недостаточность. | Нагрузочный тест :? | Информация о лечении в справочных материалах отсутствует. | NLM / GHR: ALDOA OMIM: ALDOA OMIM: GSD XII GARD: GSD XII ORPHA: GSD XII |
| Стадия гликолиза 4 Альдолаза B | АЛДОБ : печень Наследственная непереносимость фруктозы (дефицит альдолазы B, дефицит ALDOB) | Гипогликемия. Нарушение функции печени и почек. | NLM / GHR: АЛДОБ ОМИМ : АЛДОБ НМГ / GHR: ALDOB D OMIM: ALDOB D ГАХРБ: ALDOB D Orpha: ALDOB Д | ||
| Стадия гликолиза 4 Альдолаза C | АЛДОК : Мозг Неясная роль в :
| Нейродегенерация, неясная роль. | См. Соответствующие условия | См. Соответствующие условия | OMIM: АЛДОК |
| Стадия гликолиза 5 Триозофосфатизомераза | TPI1 : эритроциты Дефицит триозофосфат-изомеразы (TPID) | Гемолитическая анемия. Часто встречаются ретикулоцитоз и гипербилирубинемия. Классическая генерализованная форма : прогрессирующая неврологическая дисфункция с дистонией, тремором, дискинезией, признаками пирамидного тракта, кардиомиопатией и вовлечением спинномозговых мотонейронов с прогрессирующим нервно-мышечным нарушением (сильная слабость и мышечное истощение). | NLM / GHR: TPI1 OMIM: TPI1 NLM / GHR: TPID OMIM: TPID GARD: TPID Orpha: TPID | ||
| Стадия гликолиза 6 Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа | GAPDH : мозг Неясная роль в :
| Нейродегенерация, неясная роль. | См. Соответствующие условия | См. Соответствующие условия | OMIM: GAPDH |
| Шаг 7 гликолиза Фосфоглицераткиназа | PGK1 : мышцы, эритроциты Дефицит фосфоглицераткиназы (PGK1D, дефицит PGK, GSD из-за дефицита фосфоглицераткиназы 1) | Миопатическая форма : прогрессирующая мышечная слабость, боль и спазмы, особенно при физических нагрузках. Возможна миоглобинурия. Миоглобинурия может вызвать острую почечную недостаточность. Гемолитическая форма : гемолитическая анемия. Неврологическая форма : При некоторых проявлениях со стороны центральной нервной системы, включая гемиплегические мигрени, эпилепсию, атаксию и тремор. У некоторых прогрессирующие неврологические нарушения. Сообщалось о комбинациях 1, 2 или всех 3 форм. | Нагрузочный тест :? | Регулярные переливания крови при тяжелой хронической анемии; Было показано, что в некоторых случаях спленэктомия приносит пользу. | NLM / GHR: PGK1 OMIM: PGK1 NLM / GHR: PGK1D OMIM: PGK1D GARD: PGK1D ORPHA: PGK1D |
| Этап гликолиза 8 Фосфоглицератмутаза | PGAM2 : Мышца GSD типа X (GSD 10, дефицит мышечной фосфоглицератмутазы, миопатия из-за дефицита PGAM, PGAMD) | Миопатия, непереносимость физических упражнений. Спазмы, вызванные физической нагрузкой, миоглобинурия и миалгия. Возможен рабдомиолиз. Рабдомиолиз / миоглобинурия может вызвать острую почечную недостаточность. | Нагрузочный тест :? | Информация о лечении в справочных материалах отсутствует. | NLM / GHR: PGAM2 OMIM: PGAM2 NLM / GHR: GSD X OMIM: GSD X GARD: GSD X ORPHA: GSD X |
| Стадия гликолиза 9 Энолаза 1 (альфа-енолаза, α-енолаза) | ENO1 : эритроциты Дефицит энолазы ( дефицит α-енолазы, дефицит α-енолазы) | Гемолитическая анемия. | OMIM: ENO1 | ||
| Стадия гликолиза 9 Энолаза 1 (альфа-енолаза, α-енолаза) | ENO1 Неясная роль в :
| Аутоиммунитет, неясная роль. | См. Соответствующие условия | См. Соответствующие условия | OMIM: ENO1 |
| Стадия гликолиза 9 Энолаза 3 (бета-енолаза, β-енолаза) | ENO3 : Мышца GSD типа XIII (GSD 13, дефицит β-енолазы, дефицит бета-енолазы, дефицит енолазы 3, дефицит мышечной енолазы) | Миопатия. Миалгии, вызванные физическими упражнениями, общая мышечная слабость и утомляемость. | Тест с физической нагрузкой : лактат не повышается. Биопсия : очаговое саркоплазматическое скопление бета-частиц гликогена. Иммуногистохимия и иммуноблоттинг показывают снижение уровня белка бета-енолазы. | Информация о лечении в справочных материалах отсутствует. | NLM / GHR: ENO3 OMIM: ENO3 OMIM: GSD XIII GARD: GSD XIII ORPHA: GSD XIII |
| Гликолиз, шаг 10, пируваткиназа | PKLR : эритроциты, печень Дефицит пируваткиназы (дефицит PK, PKD) | Гемолитическая анемия. | NLM / GHR: PKLR OMIM: PKLR NLM / GHR: PKD OMIM: PKD GARD: PKD ORPHA: PKD |
Связано с гликолизом [ править ]
Пируват , созданный гликолиза (в цитозоле ) транспортируется (вместе с протоном) в митохондрии для дальнейшего извлечения энергии.
В анаэробных условиях (без использования кислорода) большая часть, если не весь пируват превращается в лактат (кроме того, одновременно производя НАДН).
В аэробных условиях (с использованием кислорода) только часть пирувата превращается в лактат; непревращенный пируват питает цикл лимонной кислоты (CAC) ; как через пируватдегидрогеназу ( PDC , с ацетил-КоА в качестве промежуточного соединения), так и через декарбоксилирование пирувата - это создаст дополнительные АТФ и НАДН для использования клеткой.
(См. Также биоэнергетические системы .)
| Родственная ферментативная функция - Фермент (отношение) | Джин: Орган (ы) Болезнь (синонимы) | Сообщенные симптомы. Формы (если применимо) Примечание: не у всех пациентов проявляются все симптомы; степень тяжести и проявление могут быть разными. | Диагностические тесты | Ведение и лечение | Ссылки и ссылки |
|---|---|---|---|---|---|
| Дегидрирование / декарбоксилирование пирувата. - Пируватдегидрогеназный комплекс | PDHA1, PDHX, PDHB, DLAT, PDP1 Системные / различные Дефицит пируватдегидрогеназы ( дефицит PDHA, PDHAD, атаксия с лактоацидозом, перемежающаяся атаксия с дефицитом пируватдегидрогеназы, дефицит пируватдегидрогеназного комплекса, дефицит пируватдекарбоксилазы) | 2 основных презентации: метаболическая и неврологическая. Широкий клинический спектр: от фатального лактоацидоза у новорожденного до хронической неврологической дисфункции со структурными аномалиями в центральной нервной системе без системного ацидоза. Наиболее частая причина первичного лактоацидоза у детей. | NLM / GHR: PDHA1 OMIM: PDHA1 NLM / GHR: PDHAD OMIM: PDHAD GARD: PDHAD GARD: PDHAD ORPHA: PDHAD ORPHA: PDHAD | ||
| Взаимопревращение пирувата и лактата . - Лактатдегидрогеназа А | LDHA : мышцы GSD типа XI (GSD 11, дефицит лактатдегидрогеназы, дефицит ЛДГ) | Миопатия. Непереносимость физических упражнений. Примечание. Дефицит дегидрогеназы-B (ЛДГБ) протекает бессимптомно. | Тест с физической нагрузкой : повышение уровня пирувата, но без повышения уровня лактата. | Информация о лечении в справочных материалах отсутствует. | NLM / GHR: LDHA OMIM: LDHA NLM / GHR: GSD 11 OMIM: GSD 11 ORPHA: GSD 11 ORPHA: GSD 11 |
Дефицит митохондриального переносчика пирувата (MPYCD) - нарушение обмена веществ, при котором нарушается транспорт пирувата из цистола в митохондрии (ген BRP44L / MPC1 [5] ); Дефицит характеризуется задержкой психомоторного развития и лактоацидозом с нормальным соотношением лактат / пируват в результате нарушения митохондриального окисления пирувата. [6]
Глюконеогенез [ править ]
| Этап глюконеогенеза - Фермент | Джин: Орган (ы) Болезнь (синонимы) | Сообщенные симптомы. Формы (если применимо) Примечание: не у всех пациентов проявляются все симптомы; степень тяжести и проявление могут быть разными. | Диагностические тесты | Уход | Ссылки и ссылки |
|---|---|---|---|---|---|
| Глюконеогенез, шаг 8 - Фруктозо-1,6-бисфосфатаза | FBP1 : Печень Дефицит фруктозобисфосфатазы (FBP1, болезнь Бейкера-Винограда) | Гипогликемия натощак с лактоацидозом. Эпизоды гипервентиляции, апноэ и кетоза. Симптомы усиливаются при употреблении фруктозы, сахарозы и глицерина. | NLM / GHR: FBP1 OMIM: FBP1 OMIM: FBP1D GARD: FBP1D ORPHA: FBP1D | ||
| Шаг 10 глюконеогенеза (последний шаг): превращение G-1-P в глюкозу - Глюкозо-6-фосфатаза | G6PC : Печень SLC37A4 (G6PT1): Печень GSD типа I (GSD 1, болезнь фон Гирке, гепаторенальный гликогеноз, дефицит глюкозо-6-фосфата, нарушение транспорта глюкозо-6-фосфата) | Гипогликемия и гепатомегалия. Задержка роста, задержка полового созревания, молочная ацидемия, гиперлипидемия, гиперурикемия. У взрослых вероятны аденомы печени. | Тест с физической нагрузкой : повышение уровня лактата и аммиака в норме. [7] | NLM / GHR: G6PC OMIM: G6PC NLM / GHR: SLC37A4 OMIM: SLC37A4 NLM / GHR: GSD 1 ORPHA: GSD 1 OMIM: GSD 1a GARD: GSD 1a ORPHA: GSD 1a OMIM: GSD 1b GARD: GSD 1b ORPHA: GSD 1b OMIM: GSD 1c / 1d | |
| Шаг 10 глюконеогенеза (последний шаг): превращение G-1-P в глюкозу - Глюкозо-6-фосфатаза | G6PC3 : лейкоциты, сердце, другие Тяжелая врожденная нейтропения 4 типа (SCN4, врожденный агранулоцитоз, врожденная нейтропения, болезнь Костмана, тяжелая врожденная нейтропения-легочная гипертензия-поверхностная венозная ангиэктазия) синдром Дурсуна (DURSS, легочная артериальная гипертензия-лейкопения-синдром дефекта межпредсердной перегородки) | SCN4 : нарушение кроветворения. Остановка созревания гранулопоэза на уровне промиелоцитов. Нейтропения. Остеопения, может привести к остеопорозу. Склонен к рецидивирующим инфекциям. При некоторых пороках сердца и половых органов, раковых заболеваниях крови, судорогах, задержке развития. Синдром Дурсуна : легочная артериальная гипертензия, сердечные аномалии (включая дефект межпредсердной перегородки второго типа), перемежающаяся нейтропения, лимфопения, моноцитоз и анемия. | NLM / GHR: G6PC3 OMIM: G6PC3 NLM / GHR: SCN4 OMIM: SCN4 ORPHA: SCN4 ORPHA: DURSS |
Метаболизм гликогена [ править ]
Гликогенез [ править ]
Гликогенез - это метаболический путь, в котором вырабатывается гликоген . Гликоген, состоящий из разветвленных длинных цепей, состоящих из простой сахарной глюкозы , является формой хранения энергии для углеводов во многих клетках человека; это наиболее важно в печени , мышцах и некоторых клетках мозга .
Моносахарид глюкозо-6-фосфат (G-6-P) обычно является исходным веществом для гликогенеза. G-6-P чаще всего создается из глюкозы под действием ферментов глюкокиназы (см. Этап гликолиза 1) или гексокиназы .
Под действием нескольких ферментов образуется гликоген:
- G-6-P превращается в глюкозо-1-фосфат (G-1-P) под действием фосфоглюкомутазы (PGM), проходя через обязательный промежуточный глюкозо-1,6-бисфосфат .
- G-1-P превращается в UDP-глюкозу под действием фермента UDP-глюкозопирофосфорилазы (UGP).
- Фермент гликогенин (GYG) необходим для создания первоначальных коротких цепей гликогена, которые удлиняются и разветвляются другими ферментами гликогенеза.
- После добавления восьми глюкозы к цепи гликогена гликогенсинтаза (GYS) может связываться с растущей цепью гликогена и добавлять UDP-глюкозу для удлинения цепи гликогена.
- Ветви образуются ферментом разветвления гликогена (GBE), который переносит конец цепи на более раннюю часть, образуя ответвления; они продолжают расти за счет добавления новых единиц.
На альтернативном метаболическом пути простая сахарная галактоза (Gal, которая обычно получается из лактозы ) превращается ферментом галактокиназой (GALK) в галактозо-1-фосфат (Gal-1-P), который, в свою очередь, превращается ферментом галактозо-1-фосфатуридилилтрансфераза ( GALT ) в глюкозо-1-фосфат (G-1-P), который также может служить входом для гликогенеза - это обходит первую стадию гликогенеза (фермент фосфоглюкомутаза PGM).
Ошибки гликогенеза могут иметь разные последствия на клеточном уровне:
- Вырабатывается слишком мало гликогена, например, в GSD 0
- Гликоген плохо сформирован и недоступен, обычно накапливается в пораженных клетках (например, тельцах полиглюкозана).
В зависимости от пораженных клеток и степени дефицита результатом может быть широкий спектр симптомов и тяжести.
| Этап гликогенеза - Фермент | Джин: Орган (ы) Болезнь (синонимы) | Сообщенные симптомы. Формы (если применимо) Примечание: не у всех пациентов проявляются все симптомы; степень тяжести и проявление могут быть разными. | Диагностические тесты | Уход | Ссылки и ссылки |
|---|---|---|---|---|---|
| Этап гликогенеза : взаимное преобразование G-1-P и G-6-P - Фосфоглюкомутаза 1 (также последний этап гликогенолиза) | PGM1 : печень, мышцы, другое Синдром CDG типа It (CDG1T, PGM1-CDG, дефицит фосфоглюкомутазы 1, дефицит PGM1) ранее:GSD типа XIV (GSD 14) | Широкий спектр проявлений и степени тяжести. Обычно заячья губа и раздвоенный язычок, гепатопатия, перемежающаяся гипогликемия, низкий рост и непереносимость физических упражнений. | NLM / GHR: PGM1 OMIM: PGM1 OMIM: CDG 1T ORPHA: CDG 1T | ||
| Этап гликогенеза : синтез UDP-глюкозы - UDP-глюкозопирофосфорилаза | UGP2 синдром Бараката-Перенталера , ЭПИЛЕПТИЧЕСКАЯ ЭНЦЕФАЛОПАТИЯ, РАННЕЕ ДЕТСКОЕ, 83; EIEE83 | тяжелое аутосомно-рецессивное расстройство нервного развития, проявляющееся в раннем возрасте трудноизлечимыми припадками, отсутствием практически всех этапов развития, нарушением зрения, прогрессирующей микроцефалией и незначительными дисморфическими особенностями [8] | - | - | OMIM: UGP2 |
| Этап гликогенеза : синтез праймера гликогена - Гликогенин | GYG1 : Мышца GSD типа XV (GSD 15, дефицит гликогенина) Миопатия с полиглюкозановыми тельцами 2 типа (PGBM2) | GSD 15 : Миопатия, кардиомиопатия. Редкий. Мышечная слабость. PGBM2 : Миопатия. Слабость проксимальных мышц нижних конечностей, нарушения походки. У некоторых слабость верхних конечностей и / или дистальных мышц. Возраст начала сильно варьирует, медленно прогрессирует. | Нагрузочный тест :? Биопсия скелетных мышц : дефицит гликогена, преобладание медленных, окислительных мышечных волокон и митохондриальная пролиферация. Эндомиокардиальная биопсия : гипертрофические кардиомиоциты, увеличенные ядра и большие центрально расположенные вакуоли, содержащие материал, положительный по Шиффу на периодическую кислоту (PAS) (но ультраструктурно отличный от гликогена). Истощение гликогена в остальной части цитоплазмы. | Информация о лечении в справочных материалах отсутствует. | NLM / GHR: GYG1 OMIM: GYG1 OMIM: GSD 15 ORPHA: GSD 15 OMIM: PGBM2 |
| Этап гликогенеза : удлинение цепи глюкогена - Гликоген-синтаза | GYS1: Мышца GSD типа 0b (GSD 0b, дефицит гликоген синтетазы) | Миопатия, кардиомиопатия, непереносимость физических упражнений. | Нагрузочный тест :? | NLM / GHR: GYS2 OMIM: GYS2 OMIM: GSD 0B ORPHA: GSD 0B | |
| Этап гликогенеза : удлинение цепи глюкогена - Гликоген-синтаза | GYS2 : Печень GSD типа 0a (GSD 0a, дефицит гликоген синтетазы) | Младенчество или начало в раннем детстве. Утренняя утомляемость и гипогликемия натощак, гиперкетонемия. Без гепатомегалии, гипераланинемии или гиперлактацидемии. После еды большая гипергликемия, связанная с увеличением лактата и аланина, и гиперлипидемия. | NLM / GHR: GYS2 OMIM: GYS2 NLM / GHR: GSD 0 OMIM: GSD 0A ORPHA: GSD 0A | ||
| Этап гликогенеза : разветвление цепи глюкогена - Фермент разветвления гликогена | GBE1 : печень, мышца GSD типа IV (GSD 4, болезнь Андерсена, амилопектиноз, дефицит ветвления, дефицит гликогенетического фермента, семейный цирроз печени с отложением аномального гликогена) | Были описаны разные формы:
| Активность ветвящегося фермента в эритроцитах. | Высокобелковая диета. Пересадка печени при прогрессирующем заболевании печени. Кардиомиопатия может потребовать приема определенных лекарств. | NLM / GHR: GBE1 OMIM: GBE1 NLM / GHR: GSD 4 OMIM: GSD 4 GARD: GSD 4 ORPHA: GSD 4 |
| Этап гликогенеза : разветвление цепи глюкогена - Фермент разветвления гликогена | GBE1 : нервные клетки Полиглюкозановая болезнь тела взрослых (APBD) | Невропатия, поражающая центральную и периферическую нервную систему. Когнитивные нарушения, пирамидный тетрапарез, периферическая невропатия и нейрогенный мочевой пузырь. Периферическая невропатия и прогрессирующая мышечная слабость и ригидность (спастичность). Мозжечковая дисфункция и экстрапирамидные признаки у некоторых. Позднее начало, медленно прогрессирующее. | NLM / GHR: GBE1 OMIM: GBE1 NLM / GHR: APBD OMIM: APBD GARD: APBD ORPHA: APBD |
Гликогенолиз [ править ]
Чтобы получить доступ к энергии, хранящейся в виде гликогена , клетки используют гликогенолиз метаболического пути (распад гликогена); это производит простой сахар глюкозо-6-фосфат (G-6-P), из которого клетки могут извлекать энергию или создавать другие вещества (например, рибозы ).
G-6-P (который также производится из глюкозы) действует как входящее вещество для:
- Гликолиз (см. Выше)
- Фосфатный путь Пентозы (ППС)
(См. Также биоэнергетические системы .)
Альтернативой гликолизу является пентозофосфатный путь (PPP): в зависимости от клеточных условий PPP может продуцировать NADPH (другая форма переноса энергии в клетке ) или синтезировать рибозы (что важно для веществ на основе рибозы, таких как, например, РНК ) - PPP предназначен для пример важен в красных кровяных тельцах .
Если в печени происходит гликогенолиз, G-6-P может превращаться в глюкозу с помощью фермента глюкозо-6-фосфатазы (G6Pase); глюкоза, производимая в печени, затем попадает в кровоток для использования в других органах. Мышечные клетки, напротив, не имеют фермента глюкозо-6-фосфатазы, поэтому они не могут делиться своими запасами гликогена с остальным телом.
Помимо расщепления гликогена с помощью фермента, разветвляющего гликоген, и фермента гликогенфосфорилазы, клетки также используют фермент кислую альфа-глюкозидазу в лизосомах для разложения гликогена.
Дефицит вовлеченного фермента приводит к:
- Накопление гликогена в клетках
- Недостаток клеточной энергии отрицательно сказывается на пораженных органах.
| Этап гликогенолиза - фермент | Джин: Орган (ы) Болезнь (синонимы) | Сообщенные симптомы. Формы (если применимо) Примечание: не у всех пациентов проявляются все симптомы; степень тяжести и проявление могут быть разными. | Диагностические тесты | Уход | Ссылки и ссылки |
|---|---|---|---|---|---|
| Этап гликогенолиза : высвобождение G-1-P - Гликогенфосфорилаза | PYGL : печень GSD типа VI (GSD 6, болезнь Hers, недостаточность гликогенфосфорилазы печени, синдром недостаточности фосфорилазы печени) | Гепатомегалия, нарушение роста, задержка роста. Никакой другой задержки в развитии, никакого мышечного поражения. Гипогликемия, лактоацидоз, гиперлипидемия и кетоз при длительном голодании. В младенчестве или детстве симптомы, как правило, улучшаются с возрастом. | NLM / GHR: PYGL OMIM: PYGL NLM / GHR: GSD 6 OMIM: GSD 6 GARD: GSD 6 ORPHA: GSD 6 | ||
| Этап гликогенолиза : высвобождение G-1-P - Гликогенфосфорилаза | ПИГМА : Мышцы GSD типа V (GSD 5, болезнь Макардла, дефицит мышечной фосфорилазы, дефицит миофосфорилазы, дефицит PYGM) | Миопатия: непереносимость физических упражнений, симптомы улучшаются после отдыха. Феномен «второго дыхания» в большинстве. Возможны рабдомиолиз и миоглобинурия. Прогрессирующая мышечная слабость усиливается у двух третей пораженных людей, однако у некоторых мышечная слабость остается стабильной. Начальные формы: младенческая, детская, взрослая. Наиболее тяжелая форма у младенцев (например, прогрессирующая дыхательная недостаточность), у взрослых может быть очень легкой (например, в основном плохая выносливость). | Тест с физической нагрузкой : сильное нарушение подъема лактата. Нормальный или повышенный уровень аммиака. [7] [4] [9] | NLM / GHR: PYGM OMIM: PYGM NLM / GHR: GSD 5 OMIM: GSD 5 GARD: GSD 5 ORPHA: GSD 5 | |
| Этап гликогенолиза : разветвление PLD - Фермент разветвления гликогена (GDE) | AGL: печень, мышцы GSD типа III (GSD 3, болезнь Форбса, болезнь Кори, предельный декстриноз, дефицит гликогена, отщепляющего ответвления, дефицит GDE, дефицит AGL) | Младенческий или детский возраст, часто в период полового созревания некоторые симптомы улучшаются. Печень : гепатомегалия, задержка роста, гиперлипидемия, гипогликемия. Эпизодические припадки, связанные с гипогликемией. У некоторых взрослых цирроз. Мышцы : миопатия, мышечная гипотония, мышечное истощение (дистальные, некоторые из конечностей, вместо них проксимальные), гипертрофическая кардиомиопатия. Медленно прогрессирующая мышечная слабость. GSD IIIa / IIIc : печень и мышцы GSD IIIb / IIId : только печень | Тест с физической нагрузкой : серьезное нарушение реакции на лактат (поражение мышц). Нормальный или повышенный уровень аммиака. [7] | NLM / GHR: AGL OMIM: AGL NLM / GHR: GSD 3 OMIM: GSD 3 GARD: GSD 3 ORPHA: GSD 3 |
Связано с гликогенолизом [ править ]
| Нарушение ферментативной функции - Фермент (отношение к гликогенолизу) | Джин: Орган (ы) Болезнь (синонимы) | Сообщенные симптомы. Формы (если применимо) Примечание: не у всех пациентов проявляются все симптомы; степень тяжести и проявление могут быть разными. | Диагностические тесты | Уход | Ссылки и ссылки |
|---|---|---|---|---|---|
| Заключительный этап гликогенолиза: высвобождение G-1-P - Киназа фосфорилазы, альфа 1 (Активация гликогенфосфорилазы печени, ср GSD 6) | PHKA2 : Печень (GSD 9a) PHKB : Печень, Мышца (GSD 9b) PHKG2 : Печень (GSD 9c) GSD типа IX | GSD 9a: Печеночная форма. Гепатомегалия, задержка роста, повышение уровня глутамат-пируваттрансаминазы и глутамат-оксалоацетаттрансаминазы, гиперхолестеринемия, гипертриглицеридемия и гиперкетоз натощак. Улучшается с возрастом, у большинства взрослых пациентов симптомы отсутствуют. GSD 9a1 : дефицит PhK в эритроцитах. GSD 9a2 : нормальная активность PhK в эритроцитах. GSD 9b: форма печени и мышц. Дополнительно легкая миопатия, такая как GSD 9d. Редкий. GSD 9c : Подобен GSD 9a, но имеет тенденцию быть более серьезным. При фиброзе или циррозе печени. | Тест с физической нагрузкой : вовлечение мышц см. GSD 9d. | NLM / GHR: PHKA2 OMIM: PHKA2 NLM / GHR: PHKB OMIM: PHKB NLM / GHR: PHKG2 OMIM: PHKG2 NLM / GHR: GSD 9 ORPHA: GSD 9 OMIM: GSD 9a1 / 9a2 ORPHA: GSD 9a / 9c OMIM: GSD 9b ORPHA: GSD 9b OMIM: GSD 9c | |
| Заключительный этап гликогенолиза: высвобождение G-1-P - Киназа фосфорилазы, альфа 1 (активация мышечной гликогенфосфорилазы, ср GSD 5) | PHKA1 : мышцы GSD типа IXd (GSD 9d, дефицит киназы фосфорилазы b, дефицит PhK, мышечный гликогеноз) Ранее GSD типа VIII (GSD 8) Ранее GSD типа Vb (GSD 5b) [10] | Миопатия. Слабость или скованность мышц, вызванная физическими упражнениями. Относительно легкая по сравнению с другими метаболическими миопатиями. Обычно начинается во взрослом возрасте, иногда бессимптомно в позднем взрослом возрасте. Печень не поражена. | Тест с физической нагрузкой : наблюдается как пониженный, так и нормальный уровень лактата; возможное субмаксимальное / максимальное или аэробное / анаэробное несоответствие. Нормальная или повышенная реакция на аммиак. [11] | NLM / GHR: PHKA1 OMIM: PHKA1 NLM / GHR: GSD 9 OMIM: GSD 9d ORPHA: GSD 9d / 9e | |
| Распад гликогена до глюкозы в лизосомах - Кислая альфа-глюкозидаза (альтернативный путь гликогенолизу) | GAA: миопатия GSD типа II (GSD 2, болезнь Помпе, дефицит кислой мальтазы, дефицит лизосомальной альфа-глюкозидазы, cardiomegalia glycogenica) | Классическая детская форма (болезнь Помпе) : кардиомиопатия и мышечная гипотония. При некоторых поражениях органов дыхания. Юношеская и взрослая форма : миопатия скелетных мышц. Некоторое сходство с дистрофией конечностей. При некоторых поражениях органов дыхания. Неклассическая детская форма : менее тяжелая. | NLM / GHR: GAA OMIM: GAA NLM / GHR: GSD 2 OMIM: GSD 2 GARD: GSD 2 ORPHA: GSD 2 |
Мутации в гене PRKAG2 были связаны с фатальным врожденным нелизосомным сердечным гликогенозом; PRKAG2 представляет собой некаталитическую гамма-субъединицу AMP-активированной протеинкиназы (AMPK), которая влияет на высвобождение G-1-P киназой фосфорилазы во время нелизосомного гликогенолиза. [12]
Ссылки [ править ]
- ^ Jorde, et al. 2006. Углеводный обмен. Медицинская генетика. 3-е издание. Глава 7. Биохимическая генетика: нарушения обмена веществ. pp139-142.
- ^ Фредерик Дж. Сухи, Рональд Дж. Сокол, Уильям Ф. Балистрери (2007), Заболевания печени у детей , Cambridge University Press, стр. 598, ISBN 9781139464031CS1 maint: uses authors parameter (link)
- ^ Вебстер, Кристофер Чарльз; Смит, Джеймс (2016). «Глюконеогенез во время упражнений на выносливость у велосипедистов, привыкших к длительной диете с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров» . Журнал физиологии . 594 (15): 4389–4405. DOI : 10,1113 / JP271934 . PMC 4967730 . PMID 26918583 .
- ^ а б Пиириля, Пайви; Ауранен, Мари (2016). «Уникальный профиль лактата при физической нагрузке при дефиците фосфофруктокиназы мышц (болезнь Таруи); разница по сравнению с болезнью Макардла» . Фронт Neurol . 7 : 82. DOI : 10,3389 / fneur.2016.00082 . PMC 4885106 . PMID 27303362 .
- ^ OMIM: BRP44L
- ^ OMIM: MPYCD
- ^ a b c Ливингстон, Каллум; Чиннери, Патрик Ф .; Тернбулл, Дуглас М. (2001). «Ишемический лактат-аммиачный тест». Энн Клин Биохим . 38 (4): 304–310. DOI : 10.1258 / 0004563011900786 . PMID 11471870 . S2CID 23496022 .
- ^ Perenthaler, Е., Nikoncuk, А., ЮСЕФИ, S.др. Потеря UGP2 в головном мозге приводит к тяжелой эпилептической энцефалопатии, подчеркивая, что биаллельные изоформ-специфичные мутации старт-потери основных генов могут вызывать генетические заболевания. Acta Neuropathol 139, 415–442 (2020). https://doi.org/10.1007/s00401-019-02109-6
- ^ Делани, Найджел Ф .; Мутха, Вамси К. (2017). «Метаболические профили упражнений у пациентов с болезнью Макардла или митохондриальной миопатией» . PNAS . 114 (31): 8402–8407. DOI : 10.1073 / pnas.1703338114 . PMC 5547614 . PMID 28716914 .
- ^ GeneReviews: дефицит фосфорилазы киназы
- ^ OMIM: GSD 9d
- ^ OMIM: PRKAG2
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с нарушениями углеводного обмена на Викискладе?
| Классификация | D
|
|---|
| Классификация | D
|
|---|
