Patogenesi della glicogenesi

Glicogenosi di tipo 0

Il glicogeno sintasi è l'enzima chiave della sintesi del glicogeno. Nei pazienti, la concentrazione di glicogeno nel fegato è ridotta, il che porta a ipoglicemia a digiuno, chetonomia e iperlipidemia moderata. La concentrazione di lattato a stomaco vuoto non aumenta. Dopo un carico alimentare, si verifica spesso un profilo metabolico inverso con iperglicemia e un livello elevato di lattato.

Glicogenosi di tipo I

La glucosio-6-fosfatasi catalizza la reazione finale sia della gluconeogenesi che dell'idrolisi del glicogeno e svolge l'idrolisi del glucosio-6-fosfato a glucosio e fosfato inorganico. La glucosio-6-fosfatasi è un enzima speciale nel fegato coinvolto nel metabolismo del glicogeno. Il centro attivo della glucosio-6-fosfatasi si trova nel lume del reticolo endoplasmatico, che richiede il trasporto di tutti i substrati e prodotti di reazione attraverso la membrana. Pertanto, il fallimento dell'enzima o substrato-transporter proteina comportare effetti clinici e biochimici simili: ipoglicemia anche al minimo inedia dovuta al blocco di glicogenolisi e la gluconeogenesi e l'accumulo di glicogeno nel fegato, rene e della mucosa intestinale, che porta a disfunzioni di questi organi. Aumento di lattato nel sangue associato con un eccesso di glucosio-6-fosfato, che non può essere metabolizzato in glucosio e quindi entra nella glicolisi, quali prodotti finali - piruvato e lattato. Questo processo è ulteriormente stimolato dagli ormoni, poiché non vi è assunzione di glucosio nel sangue. Altri substrati, come galattosio, fruttosio e glicerina, richiedono anche glucosio-6-fosfatasi per il metabolismo del glucosio. A questo proposito, la consegna di saccarosio e lattosio porta anche ad un aumento del livello di lattato nel sangue, solo marginalmente aumentando il livello di glucosio. La stimolazione della glicolisi con conseguente aumento della sintesi di glicerolo e acetil-CoA - substrati importanti e cofattori sintesi dei trigliceridi nel fegato. Il lattato è un inibitore competitivo della secrezione tubulare renale degli urati, quindi aumentare il suo contenuto porta a iperuricemia e ipouricosuria. Inoltre, a causa della deplezione di fosfato intraepatica e degradazione accelerata di nucleotidi adenina si verifica sovrapproduzione di acido urico.

Glicogenosi di tipo II

L'aD-glucosidasi lisosomiale è coinvolta nell'idrolisi del glicogeno nei muscoli e nel fegato; il suo fallimento porta alla deposizione di glicogeno nei muscoli lisosomi negadrolizovannogo - cellule del muscolo cardiaco e scheletrico stanno gradualmente rompendo il metabolismo e porta alla loro morte, che è accompagnato da una foto di distrofia muscolare progressiva.

Glicogenosi di tipo III

L'amilo-1,6-glucosidasi è coinvolta nel metabolismo del glicogeno nei punti di diramazione dell'albero del glicogeno, trasformando la struttura ramificata in una lineare. Enzima bifunktsionalen: da un lato, porta il flusso di residui glicosil uno dall'altro sul ramo esterno (oligo-1,4 'attività 1,4-glyukantransferaznaya), e dall'altro - effettua l'idrolisi dei legami a-1,6-glucosidici. La diminuzione dell'attività dell'enzima è accompagnata da una violazione del processo di glicogenolisi, che porta a un accumulo di strutture anormali nei tessuti (muscoli, fegato) delle molecole di glicogeno. L'esame morfologico del fegato rivela, oltre ai depositi di glicogeno, quantità insignificanti di grasso e fibrosi. La violazione del processo di glicogenolisi è accompagnata da ipoglicemia e iperketonemia, a cui i bambini di età inferiore a 1 anno sono più sensibili. I meccanismi per la formazione di ipoglicemia e iperlipidemia sono gli stessi della glicogenesi di tipo I. A differenza della glicogenosi di tipo I, con glicogenosi di III tipo, la concentrazione di lattato in molti pazienti rientra nell'intervallo di normalità.

Glicogenosi di tipo IV

Amilo-1,4: 1,6-glucantransferase, o enzima ramificato, è coinvolto nel metabolismo del glicogeno nei punti di ramificazione dell'albero del glicogeno. Collega un segmento di almeno sei residui di glucoside legati da 1,4 a delle catene esterne di glicogeno con un "albero" di glicogeno a un legame di 1,6-glicosidici. La mutazione dell'enzima interrompe la sintesi del glicogeno normale - molecole sferiche relativamente solubili. Quando l'enzima è carente, l'amilopectina relativamente insolubile si deposita nel fegato e nelle cellule muscolari, causando un danno cellulare. L'attività specifica dell'enzima nel fegato è superiore a quella nei muscoli, quindi quando è carente prevalgono i sintomi del danno alle cellule del fegato. L'ipoglicemia con questa forma di glicogenosi è estremamente rara ed è descritta solo nella fase terminale della malattia con forma epatica classica.

Glicogenosi di tipo V

Sono note tre isoforme di glicogeno fosforilasi - espresse in tessuto cardiaco / neurale, fegato e tessuto muscolare; sono codificati da diversi geni. La glicogenosi di tipo G è associata all'insufficienza dell'isoforma muscolare dell'enzima-miofosforilasi. L'inadeguatezza di questo enzima porta ad una diminuzione della sintesi di ATP nel muscolo a causa di una violazione della glicogenolisi.

Glicogenosi di tipo VII

La PFK è un enzima tetramerico controllato da tre geni. Il gene PFK-M è mappato sul cromosoma 12 e codifica per una subunità muscolare; il gene PFK-L è mappato sul cromosoma 21 e codifica per una subunità epatica; il gene PFK-P sul cromosoma 10 codifica una subunità di globuli rossi. Nel muscolo umano espresso solo M subunità isoforma di PFK e rappresentati omotetramero (M4), mentre negli eritrociti contenenti M- e L-subunità sono cinque isoforme: due omotetramero (M4 L4) e tre isoforme ibrido ( M1L3; M2L2; M3L1). I pazienti con insufficienza classico PFK mutazioni in PFK-M portano a un totale riduzione dell'attività dell'enzima nei muscoli e una riduzione parziale dell'attività nei globuli rossi.

Glicogenosi IX tipo

La scissione del glicogeno è controllata nel tessuto muscolare e nel fegato da una cascata di reazioni biochimiche che portano all'attivazione della fosforilasi. Questa cascata include enzimi adenilato ciclasi e fosforilasi chinasi (RNA). L'RNA è una proteina decaesamerica costituita da subunità a, beta, gamma, sigma; subunità alfa e beta - regolate, subunità gamma - subunità catalitica, sigma (calmodulina) sono responsabili della sensibilità dell'enzima agli ioni calcio. I processi di glicogenolisi nel fegato regolano il glucagone e nei muscoli - l'adrenalina. Attivano l'adenilato ciclasi legato alla membrana, che converte l'ATP in cAMP e interagisce con la subunità regolatoria della protein chinasi cAMP-dipendente, che porta alla fosforilazione della fosforilasi chinasi. La fosforilasi chinasi attivata converte quindi la glicogeno fosforilasi nella sua conformazione attiva. È questo processo che è interessato nel corso della glicogenesi del IX tipo.