Glykogenóza typu 1 bola prvýkrát opísaná v roku 1929 Gierke. Ochorenie sa vyskytuje v jednom prípade z dvestotisíc novorodencov. Patológia postihuje rovnako chlapcov aj dievčatá. Ďalej zvážime, ako sa Gierkeho choroba prejavuje, čo to je, aká terapia sa používa.

Všeobecné informácie

Napriek pomerne skorému objavu bol Coreymu diagnostikovaný defekt enzýmu až v roku 1952. Dedičnosť patológie je autozomálne recesívna. Gierkeov syndróm je ochorenie, proti ktorému sú bunky pečene a svinuté tubuly obličiek naplnené glykogénom. Tieto rezervy však nie sú k dispozícii. Toto je indikované hypoglykémiou a absenciou zvýšenia koncentrácie glukózy v krvi v reakcii na glukagón a adrenalín. Gierkeov syndróm je ochorenie sprevádzané hyperlipémiou a ketózou. Tieto znaky sú charakteristické pre stav tela s nedostatkom uhľohydrátov. Súčasne je zaznamenaná nízka aktivita glukózo-6-fosfatázy v pečeni, črevných tkanivách, obličkách (alebo úplne chýba).

Priebeh patológie

Ako sa vyvíja Gierkeov syndróm? Ochorenie je spôsobené poruchami v enzýmovom systéme pečene. Premieňa glukózu-6-fosfát na glukózu. Defekty zhoršujú glukoneogenézu aj glykogenolýzu. To zase vyvoláva hypertriglyceridémiu a hyperurikémiu, laktátovú acidózu. Glykogén sa hromadí v pečeni.

Gierkeova choroba: biochémia

V enzýmovom systéme, ktorý premieňa glukózo-6-fosfát na glukózu, sú okrem nej ešte aspoň štyri podjednotky. Patria sem najmä regulačné Ca2(+)-väzbové proteínové zlúčeniny, translokázy (nosné proteíny). Systém obsahuje T3, T2, T1, ktoré zabezpečujú transformáciu glukózy, fosfátu a glukóza-6-fosfátu cez membránu endoplazmatického retikula. Existujú určité podobnosti v typoch, ktoré má Gierkeova choroba. Klinika glykogenózy Ib a Ia je v tomto smere podobná, na potvrdenie diagnózy a presné stanovenie enzýmového defektu sa vyšetruje aj aktivita glukózo-6-fosfatázy. Rozdiel v klinické prejavy medzi glykogenózou typu Ib a typu Ia je, že prvý má prechodnú alebo trvalú neutropéniu. V obzvlášť závažných prípadoch sa začína rozvíjať agranulocytóza. Neutropénia je sprevádzaná dysfunkciou monocytov a neutrofilov. V tomto ohľade sa zvyšuje pravdepodobnosť kandidózy a stafylokokových infekcií. U niektorých pacientov vzniká zápal v črevách, podobný Crohnovej chorobe.

Známky patológie

V prvom rade treba povedať, že u novorodencov, dojčiat a starších detí sa Gierkeho choroba prejavuje inak. Symptómy sa prejavujú ako hypoglykémia nalačno. Vo väčšine prípadov je však patológia asymptomatická. Je to spôsobené tým, že dojčatá často dostávajú výživu a optimálne množstvo glukózy. Gierkeho choroba (fotografie chorých možno nájsť v lekárskych príručkách) je často diagnostikovaná po narodení o niekoľko mesiacov neskôr. Súčasne má dieťa hepatomegáliu a zvýšenie brucha. Gierkeho chorobu môže sprevádzať aj subfebrilná teplota a dýchavičnosť bez známok infekcie. Príčinou toho druhého je laktátová acidóza v dôsledku nedostatočnej produkcie glukózy a hypoglykémie. Časom sa intervaly medzi kŕmeniami zvyšujú a sú dlhé nočný spánok. Zároveň sa zaznamená jeho trvanie a závažnosť sa začne postupne zvyšovať, čo zase vedie k metabolickým poruchám systémového typu.

Účinky

Pri absencii liečby sa zaznamenajú zmeny vo vzhľade dieťaťa. Najmä svalová a kostrová hypotrofia, spomalenie fyzický vývoj a rast. Pod kožou sú tiež tukové usadeniny. Dieťa sa začína podobať na pacienta, ktorý nemá poruchy vo vývoji sociálnych a kognitívnych zručností, ak pri opakovaných hypoglykemických záchvatoch nedošlo k poškodeniu mozgu. Ak hypoglykémia nalačno pretrváva a dieťa nedostáva požadované množstvo sacharidov, oneskorenie vo fyzickom vývoji a raste sa zreteľne prejaví. V niektorých prípadoch deti s hypoglykenózou typu I zomierajú v dôsledku pľúcna hypertenzia. V prípade porušenia sa pozoruje opakované krvácanie z nosa alebo krvácanie po zubnom alebo inom chirurgickom zákroku.

Vyskytujú sa poruchy adhézie a agregácie krvných doštičiek. Uvoľňovanie ADP v reakcii na kontakt s kolagénom a adrenalínom je tiež narušené. Systémové metabolické poruchy vyvolať trombocytopatiu, ktorá po liečbe zmizne. Zväčšenie obličiek sa zisťuje pomocou ultrazvuku a vylučovacej urografie. Väčšina pacientov nemá závažnú poruchu funkcie obličiek. Zároveň je zaznamenaný len nárast Najťažšie prípady sú sprevádzané tubulopatiou s glukozúriou, hypokaliémiou, fosfatúriou a aminoacidúriou (podľa typu V niektorých prípadoch sa u adolescentov zaznamenáva albuminúria. U mladých ľudí sa pozoruje poškodenie obličiek ťažký priebeh s proteinúriou, zvýšeným tlakom a zníženým klírensom kreatinínu, čo je dôsledkom intersticiálnej fibrózy a fokálnej segmentálnej glomerulosklerózy. Všetky tieto porušenia vyvolávajú zlyhanie obličiek v konečnom štádiu. Veľkosť sleziny zostáva v normálnom rozmedzí.

Adenómy pečene

Vyskytujú sa u mnohých pacientov rôzne dôvody. Zvyčajne sa objavujú medzi 10. a 30. rokom života. Môžu sa stať malígnymi, sú možné krvácania do adenómu. Tieto útvary na scintigramoch sú prezentované ako oblasti so zníženou akumuláciou izotopu. Používa sa na detekciu adenómov ultrazvuková procedúra. V prípade podozrenia na malígny novotvar použite viac informatívnych MRI a CT. Umožňujú sledovať premenu zreteľného ohraničeného útvaru malého rozmeru na väčší s dosť neostrými okrajmi. Súčasne sa odporúča pravidelné meranie sérových hladín alfa-fetoproteínu (marker rakoviny pečeňových buniek).

Diagnóza: povinný výskum

Pacientom sa nalačno merajú hladiny kyseliny močovej, laktátu, glukózy, aktivita pečeňových enzýmov. U dojčiat a novorodencov sa koncentrácia glukózy v krvi po 3-4 hodinách hladovania zníži na 2,2 mmol / liter alebo viac; pri trvaní viac ako štyri hodiny je koncentrácia takmer vždy nižšia ako 1,1 mmol / liter. Hypoglykémia je sprevádzaná výrazným zvýšením laktátu a metabolickej acidózy. Srvátka je zvyčajne zakalená alebo mliečna kvôli veľmi vysokým koncentráciám triglyceridov a mierne zvýšeným hladinám cholesterolu. Dochádza aj k zvýšeniu aktivity AlAT (alanínaminotransferáza) a AsAT (aspartaminotransferáza), hyperurikémia.

Provokatívne testy

Na odlíšenie I. typu od ostatných glykogenóz a presné stanovenie enzýmového defektu u dojčiat a starších detí je potrebná hladina metabolitov (voľné mastné kyseliny, glukóza, kyselina močová, laktát, ketolátky), hormóny (GH (somatotropný hormón), kortizol, adrenalín , meria sa glukagón , inzulín) po glukóze a nalačno. Štúdia sa vykonáva podľa určitej schémy. Dieťa dostáva glukózu (1,75 g/kg) perorálne. Potom sa každé 1-2 hodiny odoberie vzorka krvi. Rýchlo sa meria koncentrácia glukózy. Najnovšia analýza užite najneskôr šesť hodín po užití glukózy alebo keď jej obsah klesol na 2,2 mmol/l. Vykonáva sa aj provokatívny test s glukagónom.

Špeciálne štúdie

Počas nich sa vykonáva biopsia pečene. Skúma sa aj glykogén: jeho obsah je výrazne zvýšený, ale štruktúra je v rámci normy. Merania aktivity glukózo-6-fosfatázy sa uskutočňujú v zničených a celých pečeňových mikrozómoch. Zničia sa opakovaným zmrazovaním a rozmrazovaním biopata. Na pozadí glykogenózy typu Ia nie je aktivita stanovená ani v zničených, ani v intaktných mikrozómoch, v prvom type Ib je normálna a v druhom je výrazne znížená alebo chýba.

Gierkeova choroba: liečba

Pri glykogenóze I. typu sa metabolické poruchy spojené s nedostatočnou tvorbou glukózy objavia po jedle o niekoľko hodín neskôr. Pri dlhotrvajúcom hladovaní sa poruchy značne zintenzívňujú. V tomto ohľade sa liečba patológie znižuje na frekvenciu kŕmenia dieťaťa. Cieľom terapie je zabrániť poklesu hladiny glukózy pod 4,2 mmol/liter. Toto je prahová hladina, pri ktorej sa stimuluje sekrécia kontrazulárnych hormónov. Ak dieťa dostane včas dostatočné množstvo glukózy, dochádza k zníženiu veľkosti pečene. Súčasne sa laboratórne parametre približujú k norme a rast sa stabilizuje, krvácanie zmizne.

Gierkeho choroba

Gierkeho choroba (GD),(von Gierkeho glykogenóza, Gierkeho choroba, glykogenóza I. typu) je najčastejším ochorením. Je to spôsobené nedostatkom enzýmov glukóza-6-fosfatáza v dôsledku čoho sa zhoršuje schopnosť pečene tvoriť glukózu rozkladom glykogénu a v procese glukoneogenéza. Keďže v dôsledku pôsobenia týchto dvoch mechanizmov si pečeň udržiava normálnu hladinu glukózy na uspokojenie všetkých metabolických potrieb tela, pri nedostatku tohto enzýmu tieto procesy neprebiehajú správne, čo vedie k hypokliémia.

Porušenie systému rozkladu glykogénu vedie k akumulácii tejto látky v pečeni a obličkách, čo vedie k zvýšeniu objemu týchto orgánov. Napriek nárastu obličky a pečeň naďalej normálne vykonávajú svoje funkcie v detstve, ale v dospelosti sa stávajú zraniteľnými voči rôznym zmenám, ktoré sa vyskytujú v tele. Iné dôsledky metabolických abnormalít môžu byť laktátová acidóza (hromadenie kyseliny mliečnej v krvi a periférnych tkanivách) a hyperlipidémia. Aby sa predišlo týmto komplikáciám, hlavnou liečbou je neustále používanie sacharidov s vysokou molekulovou hmotnosťou, ako je kukuričný škrob alebo iné, na udržanie hladiny glukózy postupným vstrebávaním glukózy, ktorá vzniká pri rozklade škrobu z potravy. Na liečbu iných problémov, ktoré vznikajú pri Gierkeho chorobe, sú potrebné iné metódy liečby.

Choroba je pomenovaná po nemeckom lekárovi Edgar von Gierke kto to prvý opísal.

Molekulárna biológia

Enzým glukóza-6-fosfatáza sa nachádza na vnútornej membráne endoplazmatického retikula. Katalytická reakcia, na ktorej sa podieľa tento enzým, zahŕňa proteín viažuci vápnik a tri transportné proteíny (T1, T2, T3), ktoré uľahčujú pohyb glukóza-6-fosfátu (G6P), glukózy a fosfátu (v tomto poradí) do katalytického miesta. počas tejto reakcie.

Najbežnejšou formou GD je typ Ia (80 % prípadov) a typ Ib (20 % prípadov) . Okrem toho existujú aj iné formy, ktoré sú veľmi zriedkavé.

Typ Ia je výsledkom génu g6pc, kódujúce glukózo-6-fosfatázu (G6P). Tento gén sa nachádza na 17q21.

Metabolizmus a patofyziológia

Udržiavanie normálnej rovnováhy sacharidov a normálnej hladiny glukózy v krvi.

Glykogén v pečeni a (v menšej miere) v obličkách slúži ako forma zásoby v tele rýchlo dostupnej glukózy, t.j. jeho hladina v krvi je ľahko udržiavaná zásobami glykogénu v tele medzi jedlami. Po určitom čase po vstupe jedla s vysokým obsahom sacharidov do tela hladina inzulínu v krvi výrazne stúpa, čo vedie k zníženiu hladiny glukózy v krvi a jej premene (glukózy) na glukózu-6-fosfát (G6P) a ďalej polymerizácia s tvorbou glykogénových reťazcov (takto sa G6P podieľa na procese syntézy glykogénu). Množstvo glykogénu, ktoré si telo dokáže uložiť, je však obmedzené, takže extra G6P sa používa na výrobu triglyceridov na ukladanie energie vo forme tuku.

Keď sa skončí proces trávenia potravy, hladina inzulínu sa zníži a enzýmové systémy v pečeňových bunkách začnú vytvárať molekuly glukózy z glykogénu vo forme G6P. Tento proces sa nazýva glykogenolýza. G6P zostáva v pečeňových bunkách, kým glukóza-6-fosfatáza neodštiepi fosfát. Počas defosforylačnej reakcie sa tvorí voľná glukóza a fosfátový anión. Voľné molekuly glukózy môžu byť transportované z pečeňových buniek do krvného obehu, aby poskytli glukózu mozgu a iným orgánom tela. Glykogenolýza dokáže pokryť potrebu dospelého človeka v glukóze v závislosti od podmienok na 12-18 hodín.Ak človek niekoľko hodín neje, potom pokles hladiny inzulínu aktivuje katabolizmus svalových bielkovín a triglyceridov z tukového tkaniva. Produktom týchto procesov sú aminokyseliny (hlavne alanín), voľné mastné kyseliny a kyselina mliečna. Voľné mastné kyseliny a triglyceridy sa premieňajú na ketóny a acetyl-CoA. Aminokyseliny a kyselina mliečna sa používajú na syntézu nových molekúl G6P v pečeňových bunkách počas glukoneogenézy. Posledným krokom normálnej glukoneogenézy, podobne ako glykogenolýza, je defosforylácia G6P glukózo-6-fosfatázou, po ktorej nasleduje tvorba voľnej glukózy a fosfátu.

Glukóza-6-fosfatáza je teda mediátorom posledného, ​​kľúčového kroku v oboch hlavných procesoch tvorby glukózy medzi jedlami a počas pôstu. Za zmienku tiež stojí, že vysoké hladiny glukóza-6-fosfátu v bunkách inhibujú glykogenolýzu aj glukoneogenézu.

Patofyziológia

Hlavné metabolické príznaky nedostatku glukózy-6-fosfatázy sú:

• hypoglykémia;
• laktátová acidóza;
• hypertriglyceridémia;
• hyperurikémia.

hypoglykémia ktorá sa vyskytuje pri glykogenóze I. typu sa nazýva "hlad" alebo "postabsorpcia" , t.j. začína po dokončení procesu trávenia potravy (zvyčajne asi 4 hodiny po jedle). Táto neschopnosť tela udržiavať normálnu hladinu glukózy v krvi medzi jedlami nastáva v dôsledku narušenej glykogenolýzy a glukoneogenézy.

„Hladová“ hypoglykémia je často najvážnejším problémom, ktorý sa vyskytuje pri glykogenóze I. typu, pretože spravidla práve prítomnosť hypoglykémie sa stáva podnetom na podrobné vyšetrenie a stanovenie správnej diagnózy. Pri chronickej hypoglykémii sa ľudské telo adaptuje a metabolické procesy sa menia v súlade s chronicky nízkou hladinou inzulínu a vysokou hladinou inzulínu. glukagón a kortizol.

laktátová acidóza dochádza v dôsledku potlačenia glukoneogenézy. Kyselina mliečna sa tvorí v pečeni a svaloch, oxiduje sa pomocou NAD+ na kyselinu pyrohroznovú a potom sa premieňa glukoneogenetickou metabolickou cestou na G6P. Akumulácia G6P inhibuje premenu laktátu na pyruvát. Hladiny kyseliny mliečnej stúpajú medzi jedlami, zatiaľ čo hladiny glukózy klesajú. U ľudí s HD hladina kyseliny mliečnej neklesne na normálnu úroveň, ani keď sa hladina glukózy v krvi vráti do normálu.

Hypertriglyceridémia vzniká ako dôsledok zvýšenej tvorby triglyceridov a objavenia sa iných účinkov narušenej glukoneogenézy, navyše je tento proces umocnený chronicky nízkou hladinou inzulínu. Medzi jedlami dochádza k narušeniu normálnej premeny triglyceridov na voľné mastné kyseliny, ketóny a nakoniec na glukózu. Hladina triglyceridov pri glykogenóze I. typu môže byť niekoľkonásobne zvýšená, dá sa teda povedať, že slúži ako klinický index kvality „metabolickej kontroly“.

Hyperurikémia nastáva, keď dochádza ku kombinácii zvýšenej tvorby a zníženého vylučovania kyseliny močovej, ktorá sa tvorí, keď sú vysoké hladiny G6P metabolizované v pentózofosfátovej dráhe. Okrem toho je kyselina močová vedľajším produktom rozklad purínov. Kyselina močová „súťaží“ s kyselinou mliečnou a inými organickými kyselinami o vylučovanie obličkami močom. Pri glykogenóze I. typu sa zvyšuje hladina G6P (pre pentózofosfátovú dráhu), zvyšuje sa rýchlosť katabolizmu a znižuje sa vylučovanie močom v dôsledku vysoký stupeň kyselina mliečna, ktorá preto niekoľkokrát zvyšuje hladinu kyseliny močovej v tele a v krvi. A hoci je hyperurikémia zvyčajne asymptomatická, jej pôsobenie v priebehu rokov vedie k mnohým problémom s obličkami a kĺbmi (dna).

Hlavné klinické problémy

Hlavná klinické komplikácie ktorá má za následok Gierkeovu chorobu priamo alebo nepriamo vznikajú prostredníctvom:

1. neschopnosť tela udržiavať normálnu hladinu glukózy v krvi medzi jedlami;
2. zväčšenie veľkosti orgánov spojené s akumuláciou glykogénu;
3. nadmerná tvorba kyseliny mliečnej;
4. poškodenie tkaniva hyperurikémiou;
5. pri glykogenóze Ib existuje riziko krvácania, a teda aj infekcií v dôsledku hematologických porúch.

hypoglykémia

Hypoglykémia je hlavným klinickým problémom pri Gierkeho chorobe, ktorá spôsobuje najväčšie škody na tele a je jedným z prvých príznakov na stanovenie diagnózy. Materská glukóza sa prenáša k dieťaťu cez placentu a zabraňuje hypoglykémii u plodu s Gierkeho chorobou, ale pečeň tohto dieťaťa je pri narodení zväčšená (v dôsledku akumulácie glykogénu). Neschopnosť tela rýchlo tvoriť a uvoľňovať glukózu vedie k hypoglykémii a niekedy až k laktátovej acidóze, a preto môžu mať dýchacie problémy aj novorodenci. Neurologické prejavy menej závažné ako v prípade akútnej hypoglykémie.

Privykanie mozgu na miernu hypoglykémiu sa aspoň čiastočne vysvetľuje zavedením využívania alternatívnych zdrojov energie, predovšetkým laktátu. Najčastejšie deti s GSD I nemajú medzi jedlami žiadne príznaky alebo prejavy, ktoré by naznačovali prítomnosť chronickej, miernej hypoglykémie alebo laktátovej acidózy. Hladina glukózy v krvi je zvyčajne 25 až 50 mg/dl (1,4-2,8 mol/l). Tieto deti však potrebujú konzumovať, aby si udržali hladinu glukózy na normálnej úrovni. sacharidové produkty každých pár hodín.

Preto niektoré deti v noci nespia ani v druhom roku života. Môžu byť bledé, studené na dotyk a podráždené hodiny po jedle. Odchýlky v psychomotorickom vývoji u pacientov nie sú potrebné, ale môžu sa vyskytnúť, ak nie je stanovená diagnóza v ranom detstve a nezačne sa vhodná liečba.

Hoci mierna hypoglykémia je zvyčajne pomerne zákerná, metabolická adaptácia spôsobuje, že výskyt ťažkých hypoglykemických epizód sprevádzaných stratou vedomia alebo záchvatmi je relatívne zriedkavý. Takéto situácie sa zvyčajne dejú ráno, pred raňajkami. Za zmienku tiež stojí, že glykogenóza typu I sa považuje za potenciálnu príčinu ketotickej hypoglykémie u novorodencov.

Preto je veľmi dôležité čo najskôr stanoviť diagnózu a začať liečbu, aby sa udržali normálne hladiny glukózy v krvi, aby sa predišlo hypoglykémii.

Hepatomegália a problémy s pečeňou

Pri poruchách, ktoré sa vyskytujú počas glykogenolýzy, dochádza aj k zväčšeniu pečene, a to akumuláciou glykogénu. Okrem pečene sa glykogén ukladá v obličkách a tenké črevo. Hepatomegália, zvyčajne bez splenomegálie, sa začína rozvíjať počas vývoja plodu a prvé príznaky sa objavujú v prvých mesiacoch života. V čase, keď dieťa začne stáť a chodiť, orgány narástli natoľko, že vedú k vzhľadu dosť veľké brucho ktorý dieťaťu prekáža. Okraj pečene je často na úrovni pupka alebo pod ním. Pečeň zvyčajne plní svoje ostatné funkcie normálne, navyše hladina pečeňových enzýmov a bilirubínu býva v norme.

Existuje však riziko vzniku nádorov pečene v dospievaní alebo v dospelosti, preto lekári dôrazne odporúčajú pravidelne vykonávať ultrazvukové vyšetrenie pečene od detstva. V niektorých prípadoch sa však u ľudí s HD (deti aj dospelí) môžu vyvinúť iné typy ochorení pečene.

laktátová acidóza

V dôsledku porušenia glukoneogenézy v tele sa hladina kyseliny mliečnej (4-10 mM) výrazne zvyšuje, aj keď sa dieťa cíti dobre. V prípade metabolickej dekompenzácie však hladina kyseliny mliečnej prudko stúpa a môže presiahnuť 15 mM, čo vedie k vzniku metabolickej acidózy. Kyselina močová, ketokyseliny a voľné mastné kyseliny spôsobujú zvýšenie nedostatku aniónov.

Medzi prejavy závažnej metabolickej acidózy patrí vracanie a hyperpnoe (dýchanie so zvýšenou frekvenciou a hĺbkou), ktoré môžu zhoršiť hypoglykémiu znížením príjmu potravy. Pravidelné záchvaty zvracania v kombinácii s hypoglykémiou a dehydratáciou sa môžu vyskytnúť v ranom detstve alebo neskôr a často sa považujú za infekčné ochorenia (ako je gastroenteritída alebo zápal pľúc).

Porušenie fyzického vývoja

Ak sa choroba nelieči, potom bežné dochádza k oneskoreniu procesov fyzického vývoja, ku ktorému dochádza v súvislosti s chronicky nízkou hladinou inzulínu, acidózou, chronicky zvýšená hladina katabolické hormóny a podvýživa, ktorá sa navyše môže zhoršiť vplyvom malabsorpcie.

Hyperlipidémia a poškodenie cievy

Ako už bolo uvedené, sekundárnym účinkom nízkych hladín inzulínu je hypertriglyceridémia. Triglyceridy, keď sú hladiny v rozmedzí 400-800 mg/dl, často spôsobujú lipémiu a dokonca miernu pseudohyponatriémiu v dôsledku zníženia obsahu vody v plazme. Zároveň je mierne zvýšená hladina cholesterolu.

Hyperurikémia a poškodenie kĺbov

Ďalší vplyv chronickej acidózy a kyseliny mliečnej pri glykogenóze typu I vedie k hyperurikémii, pri ktorej kyselina mliečna a kyselina močová súťažia o mechanizmy vylučovania cez renálne tubuly. Zvýšenie katabolizmu purínov iba aktivuje tieto procesy. Typicky pri glykogenóze typu I sú hladiny kyseliny močovej 6-12 mg/dl. Preto sa často odporúča použitie alopurinolu na prevenciu výskytu urátovej nefropatie a dny.

Účinok na obličky

Zvyčajne sa obličky zvýšia o 10 - 20%. normálne veľkosti v dôsledku akumulácie glykogénu v nich. V detskom veku to väčšinou nespôsobuje žiadne klinické problémy, len ojedinele to spôsobuje Fanconiho syndróm alebo iné poruchy renálnej tubulárnej reabsorpcie vrátane proximálnej renálnej tubulárnej acidózy, pri ktorej dochádza k strate bikarbonátov a fosfátov. Predĺžená hyperurikémia však môže viesť k výskytu urátovej nefropatie. U dospelých s glykogenózou I. typu môže chronické glomerulárne ochorenie, ktorého prejavy pripomínajú diabetickú nefropatiu, viesť k chronickej zlyhanie obličiek.

Vplyv na črevá

Účinky na črevný systém sa môžu prejaviť ako mierna malabsorpcia s tekuté sekréty, čo zvyčajne nevyžaduje špeciálne zaobchádzanie.

riziko infekcie

Neutropénia, ktorá je jedným z prejavov ochorenia, spôsobuje zvýšený sklon k infekčné choroby ktoré si vyžadujú vhodnú liečbu.

Porušenie procesov zrážania krvi

Niekedy pri chronickej hypoglykémii môže dôjsť k porušeniu agregácie krvných doštičiek, čo môže viesť k vážnemu krvácaniu, najmä krvácaniu z nosa.

rozvoj nervový systém

Oneskorenie vývoja nervov je potenciálnym sekundárnym účinkom chronickej alebo rekurentnej hypoglykémie, ale aspoň teoreticky sa týmto poruchám dá predísť. Veď v normálny stav mozgové a svalové bunky neobsahujú glukózo-6-fosfatázu a glykogenózy typu I nespôsobujú žiadne iné neuromuskulárne poruchy.

Symptómy a diagnóza

Pri DKK dochádza k niekoľkým závažným poruchám, na základe ktorých je možné stanoviť presnú diagnózu, ktorá sa spravidla robí do dvoch rokov:

Záchvaty alebo iné prejavy závažnej hypoglykémie vyskytujúce sa medzi jedlami;
- hepatomegália s brušnou projekciou;
- hyperventilácia a zjavná respiračné zlyhanie v dôsledku metabolickej acidózy;
- opakujúce sa epizódy zvracania spôsobené metabolickou acidózou, ktoré sú často výsledkom malých infekcií a sú sprevádzané hypoglykémiou.

Gierkeho choroba je zvyčajne podozrivá v prítomnosti rôznych klinických a laboratórnych znakov. Ak má osoba hepatomegáliu, hypoglykémiu a nízku rýchlosť rastu sprevádzanú laktátovou acidózou, hyperurikémiou a hypertriglyceridémiou a ultrazvuk ukazuje, že obličky sú zväčšené, potom je v tomto prípade najpravdepodobnejšou diagnózou glykogenóza typu I.

S škrípanie odlišná diagnóza obsahuje:

• glykogenózy III a VI typu;
• deficit fruktóza-1,6-bisfosfatázy a iné poruchy, ktorých prejavy sú veľmi podobné glykogenóze I. typu.

Ďalším krokom je spravidla pozorné sledovanie reakcií tela počas hladovania (na lačný žalúdok). Hypoglykémia sa často objavuje šesť hodín po jedle.

Liečba

Hlavným cieľom liečby je prevencia hypoglykémie a sekundárnych metabolických porúch. To sa robí pomocou časté používanie potraviny s vysokým obsahom glukózy alebo škrobu (ktorý sa ľahko rozkladá na glukózu). Aby sa kompenzovala neschopnosť pečene udržiavať normálnu hladinu glukózy, musia sa celkové hladiny sacharidov v strave upraviť tak, aby bola zabezpečená 24-hodinová kontrola glukózy. To znamená, že jedlá by mali obsahovať približne 65-70% sacharidov, 10-15% bielkovín a 20-25% tukov. Minimálne tretina sacharidov by mala byť prijatá počas noci, to znamená, že novonarodené dieťa môže bez ujmy na zdraví neprijímať sacharidy len 3-4 hodiny denne.

Za posledných 30 rokov sa používali 2 metódy na nepretržité zásobovanie dojčiat uhľohydrátmi – toto je (1) nočný proces žalúdočnej infúzie glukózy alebo škrobu a (2) nočné kŕmenie surovým kukuričným škrobom. Základným liekom je polymér glukózy a/alebo kukuričného škrobu, ktorý je možné podávať nepretržite počas noci. Objem uhľohydrátov by mal byť taký, aby sa vytvorilo 0,5-0,6 g / kg / h glukózy pre dojčatá alebo 0,3-0,4 - norma pre staršie deti. Účinnosť tejto metódy vyžaduje nazogastrické alebo gastrostomické sondy a špeciálne pumpy. Neočakávaná smrť z hypoglykémie môže byť spôsobené poruchou alebo vypnutím týchto mechanizmov. A tiež stojí za zmienku, že dnes sa prerušované podávanie kukuričného škrobu čoraz viac nahrádza kontinuálnym infúziou.

Kukuričný škrob - lacný spôsob, ako dodať telu glukózu, ktorá sa postupne vstrebáva. Jedna polievková lyžica obsahuje asi 9 gramov sacharidov (36 kalórií). Aj keď je toto kŕmenie bezpečnejšie, lacnejšie a nevyžaduje žiadne vybavenie, táto metóda vyžaduje, aby rodičia sledovali príjem kukuričného škrobu každé 3-4 hodiny. Pre malé dieťa norma je 1,6 g / kg každé 4 hodiny.

Dlhodobá liečba by mala byť zameraná na odstránenie symptómov hypoglykémie a udržanie normálneho rastu a vývoja. Výsledkom liečby by mala byť normálna hladina glukózy, kyseliny mliečnej, ako aj hladina elektrolytov, možné sú len mierne zvýšenia kyseliny močovej a triglyceridov.

Vyhýbanie sa iným cukrom

Spotreba sacharidov, ktoré sa premieňajú na G6F a vylučujú z tela (napr. galaktóza a fruktóza), by mala byť obmedzená na minimum. Aj keď mnohé základné potraviny pre dojčatá obsahujú fruktózu alebo galaktózu vo forme sacharózy alebo laktózy. A práve povolenie alebo zákaz užívať tieto zlúčeniny sa stáva kontroverznou otázkou liečby detstva.

Iné lekárske opatrenia

Pretože pri Gierkeho chorobe hladina kyseliny močovej stúpa nad 6,5 mg / dl, potom, aby sa zabránilo jej hromadeniu v obličkách a kĺboch, liečba sa vykonáva pomocou alopurinol. Vzhľadom na možnosť dysfunkcie krvných doštičiek, v prípade akýchkoľvek chirurgická operácia mali by sa skontrolovať koagulačné vlastnosti a normalizovať metabolický stav. Proces zrážania krvi môže byť odladený 1-2 dňami infúzie glukózy. Počas operácie musí intravenózna tekutina obsahovať 10 % dextrózy a nesmie obsahovať laktát.

Známy je prípad, ktorý sa stal v roku 1993, keď pacient s Gierkeho chorobou typu 1b podstúpil transplantáciu pečene v r. zdravotné stredisko UCSF. V dôsledku zákroku sa jeho hypoglykémia zastavila, pacient sa však musí držať ďalej od prírodných zdrojov cukru. Žiadne ďalšie takéto prípady nie sú známe.

Liečba epizód akútnej metabolickej acidózy

Najvýraznejším problémom HD v detskom veku je zvýšený sklon k záchvatom metabolickej acidózy, ku ktorým dochádza aj v dôsledku menších infekcií (ochorení). Ak vracanie pretrváva dlhšie ako 2-4 hodiny, je potrebné vyšetriť a zhodnotiť úroveň dehydratácie, acidózy a hypoglykémie. Ak tieto príznaky naozaj existujú a rozvíjajú sa, potom je potrebné v prvom rade podať špeciálny roztok.

Pri stredne ťažkej acidóze sa roztok skladá z 10 % dextrózy v ½ normálneho roztoku chloridu sodného s 20 mEq/l KCl, ale ak je acidóza závažná, 75 – 100 mEq/l NaHCO 3 a 20 mEq/l octanu K možno nahradiť NaCl a KCl.

Anamnéza, prognóza, dlhodobé komplikácie

Bez adekvátnej liečby zomierajú HD pacienti v dojčenskom veku alebo v ranom detstve, prevažne na hypoglykémiu a acidózu. Tí jedinci, ktorí prežijú, sa vyvíjajú veľmi pomaly (fyzicky), oneskorená puberta v dôsledku chronicky nízkych hladín inzulínu. Mentálnej retardácii, ktorá sa niekedy môže vyskytnúť v dôsledku ťažkých záchvatov hypoglykémie, sa dá predísť vhodnou liečbou.

Ako už bolo uvedené, u niektorých pacientov dochádza k vážnemu poškodeniu pečene. V druhej dekáde života môže vzniknúť adenóm pečene, ktorý sa o niečo neskôr (s malou pravdepodobnosťou) transformuje na malígny hepato- alebo hepatálny karcinóm (zisťujú sa pri skríningovom stanovení alfa-fetoproteínu). Závažné komplikácie, ktoré postihujú pečeň a všeobecný stav zdravotný stav sa môže výrazne zlepšiť po transplantácii pečene, ale spoľahlivosť takýchto informácií si vyžaduje ďalšie potvrdenie.

Medzi ďalšie komplikácie, ktoré sa môžu vyskytnúť u dospievajúcich a dospelých s glykogenózou typu I, patrí hyperurikémia dna, pankreatitída a chronické zlyhanie obličiek. Pokiaľ ide o komplikácie z hyperlipidémie a aterosklerózy, neexistujú žiadne.

Aby choroba nespôsobila vážne poškodenie tela, je potrebné vykonať dlhodobá liečba, čo by uľahčilo a znížilo počet acidotických záchvatov, ak dospelý dodrží všetky výnimky a obmedzenia, potom sa dĺžka a kvalita života takmer nezhorší, hoci nedostatok účinnú liečbu do polovice 70. rokov 20. storočia obmedzuje počet dlhodobých pozorovaní.

Glukóza-6-fosfatáza

Glukóza-6-fosfát + H20 ¾¾¾® Glukóza + FN

Energetická bilancia. Syntéza molekuly glukózy z dvoch molekúl pyruvátu spotrebuje 4ATP a 2GTP (6ATP). Energiu pre glukoneogenézu dodáva proces β-oxidácie mastných kyselín.

Regulácia glukoneogenézy. Glukoneogenéza je stimulovaná v podmienkach hypoglykémie s nízkou hladinou inzulínu a prevahou jeho antagonistov (glukagón, katecholamíny, glukokortikoidy).

1. Regulácia aktivity kľúčových enzýmov:

fruktóza-1,6-bisfosfatáza je aktivovaná ATP alosterickým mechanizmom, Fr-1,6-FF a AMP sú inhibované;

· pyruvátkarboxylázu aktivuje CH 3 CO ~ CoA (alosterický aktivátor).

2. Regulácia počtu kľúčových enzýmov: glukokortikoidy a glukagón indukujú syntézu kľúčových enzýmov a inzulín- represívny.

3. Regulácia množstva substrátu: množstvo substrátov glukoneogenézy sa zvyšuje vplyvom glukokortikoidov (katabolický účinok na bielkoviny svalového a lymfoidného tkaniva, na tukové tkanivo), ako aj glukagón (katabolický účinok na tukové tkanivo).

Biologická úloha glukoneogenéza:

1. Udržiavanie hladín glukózy v krvi. Počas dlhšieho pôstu (pôst dlhší ako jeden deň) je glukoneogenéza jediným procesom, ktorý dodáva glukózu do krvi.

2. Návrat laktátu do metabolického fondu sacharidov. Laktát, vznikajúci pri anaeróbnej oxidácii glukózy v erytrocytoch a kostrové svaly, sa transportuje krvou do pečene a v hepatocytoch sa mení na glukózu. Ide o takzvaný medziorgán Coreyho cyklus.

3. Prevencia laktátovej acidózy, to znamená, že počas glukoneogenézy sa krvný laktát premieňa na glukózu.

Porušenie metabolizmu purínových nukleotidov

Uráty sú oveľa rozpustnejšie ako kyselina močová: napríklad v moči s pH 5,0, keď kyselina močová nie je disociovaná, je jeho rozpustnosť 10-krát nižšia ako v moči s pH 7,0, kde hlavnú časť kyseliny močovej predstavujú soli . Reakcia moču závisí od zloženia potravy, ale spravidla je mierne kyslá, takže väčšina kameňov v močový systém- kryštály kyseliny močovej.

Lesch-Nychenov syndróm- ťažká forma hyperurikémie, ktorá sa dedí ako X-viazaný recesívny znak a prejavuje sa len u chlapcov.

Choroba je spôsobená úplná absencia aktivitu hypoxantín-guanínfosforibozyltransferázy a je sprevádzaná hyperurikémiou s hladinami kyseliny močovej 9 až 12 mg/dl, čo prevyšuje rozpustnosť urátov pri normálnom pH v plazme. Vylučovanie kyseliny močovej u pacientov s Lösch-Niechenovým syndrómom presahuje 600 mg/deň a na odstránenie tohto množstva lieku je potrebných najmenej 2 700 ml moču.

U detí s touto patológiou nízky vek objavujú sa tofy, urátové kamene v močových cestách a závažné neurologické abnormality, sprevádzané poruchou reči, detskou mozgovou obrnou, zníženou inteligenciou, sklonom k ​​sebamrzačeniu (uhryznutie pier, jazyka, prstov).

V prvých mesiacoch života nie sú zistené neurologické poruchy, ale ružové a oranžové škvrny spôsobené prítomnosťou kryštálov kyseliny močovej v moči. Ak sa nelieči, pacienti zomierajú pred dosiahnutím veku 10 rokov v dôsledku zhoršenej funkcie obličiek.

Úplná strata aktivity adenín-fosforibozyltransferázy nie je taká dramatická ako neprítomnosť hypoxantín-guanín-fosforibozylgranferázy, avšak v tomto prípade porušenie opätovného použitia adenínu spôsobuje hyperurikémiu a nefrolitiázu, pri ktorej sa tvoria kryštály 2,8-dihydroxyadenínu. sa dodržiava.

Nedostatok glukózo-6-fosfatázy (Girkeova choroba)

Nedostatok tohto enzýmu vedie k nemožnosti premeny glukózo-6-fosfátu na glukózu, čo je sprevádzané akumuláciou glykogénu v pečeni a obličkách.

Gierkeho choroba je charakterizovaná geneticky podmienenou takmer úplnou neschopnosťou buniek produkovať glukózo-6-fosfatázu, kľúčový enzým v glykogenolýze aj glukoneogenéze. Ochorenie sa dedí autozomálne recesívnym spôsobom. Príjem glukózy do tela potravou, čo je normálny rušivý proces, v zásade umožňuje udržiavať normálnu hladinu glukózy v krvi, na to však musí byť príjem potravy s obsahom glukózy prakticky nepretržitý. V reálnych podmienkach existencie, teda pri absencii kontinuálneho prísunu glukózy, sa v zdravom organizme ukladá a v prípade potreby využíva glykogén, ktorý vzniká pri jeho polymerizácii.

Primárna porucha sa vyskytuje na genetickej úrovni. Spočíva v úplnej alebo takmer úplnej neschopnosti buniek produkovať glukózo-6-fosfatázu, ktorá zabezpečuje odštiepenie voľnej glukózy z glukózo-6-fosfátu. V dôsledku toho je glykogenolýza prerušená na úrovni glukóza-6-fosfátu a ďalej nepostupuje (kauzalita 1. rádu). Defosforylácia zahŕňajúca glukózo-6-fosfatázu je kľúčovou reakciou nielen glykogenolýzy, ale aj glukoneogenézy, ktorá je tak pri Gierkeho chorobe prerušená aj na úrovni glukóza-6-fosfátu (ďalší kauzálny vzťah 1. rádu). Výskyt trvalej hypoglykémie, ktorá je v reálnych podmienkach nevyhnutná v dôsledku nevychytávania glukózy do krvi ako konečného produktu glykogenolýzy a glukoneogenézy (kauzálne vzťahy 2. rádu), zase vedie k neustále zvýšenej sekrécii glukagónu. ako stimulátor glykogenolýzy (príčinná súvislosť 3. rádu). Glukagón je však za podmienok prerušenia tohto procesu schopný len kontinuálne stimulovať jeho počiatočné štádiá bez úžitku pre telo (príčinná súvislosť 4. rádu).

Kauzálne vzťahy 1. rádu a oba patologické javy 1. rádu sú charakteristické len pre Gierkeho chorobu. Hypoglykémia ako patologický jav 2. rádu nie je v žiadnom prípade charakteristická len pre Gierkeho chorobu. Preto sú pri tomto ochorení aj javy spojené s hypoglykémiou nešpecifické: trvalá zvýšená sekrécia glukagónu, trvalo udržateľný rozvoj počiatočné štádiá glykogenolýza. Kauzálne vzťahy druhého rádu zahŕňajú aj vzťahy, ktoré spôsobujú akumuláciu glukózo-6-fosfátu v tele. Sama o sebe je akumulácia tejto látky charakteristická nielen pre Gierkeovu chorobu. Súbor kauzálnych vzťahov 2. rádu, vyvolávajúcich stabilnú hypoglykémiu aj akumuláciu glukóza-6-fosfátu, je charakteristický len pre Gierkeho chorobu.

Okrem už naznačeného kauzálneho vzťahu tretieho rádu existujú ešte dva podobné vzťahy: vzťah, ktorý spôsobuje trvalé zvyšovanie obsahu kyseliny mliečnej v krvi, a vzťah spôsobujúci nezvratnú glykogenolýzu. Zvýšenie hladiny kyseliny mliečnej v krvi nie je charakteristické len pre Gierkeho chorobu. Ireverzibilná glykogenéza je pre Gierkeho chorobu tiež nešpecifická, je charakteristická pre rôzne formy glykogenóz. Avšak totalita všetkých patologické javy, spôsobená príčinnými vzťahmi 3. rádu, je charakteristická len pre Gierkeho chorobu a žiadnu inú.

Dna- ochorenie charakterizované ukladaním urátových kryštálov vo forme monourátu sodného alebo kyseliny močovej v rôznych tkanivách tela. Výskyt je založený na akumulácii kyseliny močovej a znížení jej vylučovania obličkami, čo vedie k zvýšeniu koncentrácie kyseliny močovej v krvi (hyperurikémia). Klinicky sa dna prejavuje recidivujúcimi akútnymi artrózami a tvorbou dnavých uzlín – tofov. Častejšie sa choroba vyskytuje u mužov, ale v poslednom čase sa prevalencia ochorenia u žien zvyšuje, s vekom sa zvyšuje prevalencia dny.

Faktory rozvoja choroby

Existuje množstvo rizikových faktorov, ktoré prispievajú k výskytu a rozvoju dny u určitých jedincov.

Rizikové faktory pre rozvoj dny zahŕňajú arteriálnej hypertenzie hyperlipidémia, ako aj:

Zvýšený príjem purínových zásad v organizme napríklad pri užívaní Vysoké čísločervené mäso (najmä vnútornosti), niektoré druhy rýb, káva, kakao, čaj, čokoláda, hrášok, šošovica, alkohol (najmä pivo). [nešpecifikovaný zdroj 239 dní]);

Zvýšený katabolizmus purínových nukleotidov (napr protirakovinové terapie; masívna apoptóza u ľudí s autoimunitnými ochoreniami);

Inhibícia vylučovania kyseliny močovej v moči (napríklad pri zlyhaní obličiek);

Zvýšená syntéza kyseliny močovej pri súčasnom znížení jej vylučovania z tela (napríklad pri zneužívaní alkoholu, šokových stavoch, glykogenóze s nedostatkom glukózo-6-fosfatázy).

Úplný prirodzený vývoj dny prechádza štyrmi fázami:

Asymptomatická hyperurikémia,

Akútna dnavá artritída

Interkritické obdobie

Chronické ložiská dny v kĺboch.

Nefrolitiáza sa môže vyvinúť v ktorejkoľvek fáze okrem prvej. Neustále pozorované zvýšená koncentrácia kyselina močová v krvnej plazme a moči; zápal kĺbov podľa typu monoartritídy, ktorý je sprevádzaný silná bolesť a horúčka; urolitiáza a rekurentná pyelonefritída, končiaca nefrosklerózou a zlyhaním obličiek.

Existuje primárna a sekundárna dna. Sekundárne dna sa rozpozná, keď je len jedným zo syndrómov iného ochorenia, pri ktorom z rôznych dôvodov (vrodených alebo získaných) dochádza k poruchám metabolizmu kyseliny močovej. Kedy primárny dna akýchkoľvek iných chorôb, ktoré by ju mohli spôsobiť, sa nezistí.

Sekundárna hyperurikémia je spôsobená zvýšením rýchlosti biosyntézy purínov, ochorením glykogénu I. typu, myelo- a lymfoproliferatívnymi poruchami, hemolytická anémia talasémia, niektoré hemoglobinopatie, perniciózna anémia, infekčná mononukleóza a niektoré karcinómy. Zníženie vylučovania kyseliny močovej je spôsobené obličkové príčiny, liečba diuretikami, množstvom iných liekov, znižovanie objemu a konkurencie organických kyselín (s hladovou ketózou, diabetickou ketoacidózou a laktátovou acidózou).

Liečba hyperurikémie. Hlavným liekom používaným na liečbu hyperurikémie je alopurinol, štruktúrny analóg hypoxantínu. Allopurinol má dvojaký účinok na výmenu purínových nukleotidov:

Inhibuje xantínoxidázu a zastavuje katabolizmus purínov v štádiu tvorby hypoxantínu, ktorého rozpustnosť je takmer 10-krát vyššia ako u kyseliny močovej. Účinok liečiva na enzým sa vysvetľuje tým, že sa najskôr, podobne ako hypoxantín, oxiduje na hydroxypurinol, ale zároveň zostáva pevne viazaný na aktívne centrum enzýmu, čo spôsobuje jeho inaktiváciu;

Na druhej strane, keďže ide o pseudosubstrát, alopurinol sa môže premeniť na nukleotid pozdĺž „rezervnej“ dráhy a inhibovať FRDF syntetázu a amidofosforibozyltransferázu, čo spôsobuje inhibíciu syntézy denovo purínov.

Pri liečbe detí s Lösch-Niechenovým syndrómom alopurinolom je možné zabrániť vzniku patologických zmien na kĺboch ​​a obličkách spôsobených hyperprodukciou kyseliny močovej, ale liek nelieči abnormálne správanie, neurologické a psychické poruchy.

Hypourikémia.

Hypourikémia a zvýšené vylučovanie hypoxantínu a xantínu môže byť dôsledkom nedostatku xantínoxidázy spôsobeného poruchami v štruktúre génu pre tento enzým, alebo dôsledkom poškodenia pečene.

GLUT-1 zabezpečuje stabilný tok glukózy do mozgu;

GLUT-2 sa nachádza v bunkách orgánov, ktoré vylučujú glukózu do krvi. Práve za účasti GLUT-2 prechádza glukóza do krvi z enterocytov a pečene. GLUT-2 sa podieľa na transporte glukózy do pankreatických β-buniek;

GLUT-3 má väčšiu afinitu ku glukóze ako GLUT-1. Poskytuje tiež stály prísun glukózy do buniek nervového a iných tkanív;

GLUT-4 je hlavným nosičom glukózy do svalových buniek a tukového tkaniva;

GLUT-5 sa nachádza hlavne v bunkách tenkého čreva. Jeho funkcie nie sú dobre známe.

Všetky typy GLUT možno nájsť v plazmatickej membráne aj v membránových vezikulách v cytoplazme. Avšak iba GLUT-4, lokalizovaný v cytoplazmatických vezikulách, je začlenený do plazmatickej membrány buniek svalového a tukového tkaniva za účasti pankreatického hormónu inzulínu. Vzhľadom na to, že prísun glukózy do svalov a tukového tkaniva závisí od inzulínu, nazývame tieto tkanivá inzulín-dependentné.

Účinok inzulínu na pohyb transportérov glukózy z cytoplazmy do plazmatickej membrány.

1 - väzba inzulínu na receptor; 2 - miesto inzulínového receptora, smerujúce do vnútra bunky, stimuluje pohyb transportérov glukózy; 3, 4 - transportéry v zložení vezikúl, ktoré ich obsahujú, sa pohybujú do plazmatickej membrány bunky, sú zahrnuté v jej zložení a prenášajú glukózu do bunky.

Sú známe rôzne poruchy v práci transportérov glukózy. Dedičný defekt týchto proteínov môže byť základom diabetes mellitus nezávislého od inzulínu. Porušenie funkcie GLUT-4 je možné v nasledujúcich fázach:

prenos inzulínového signálu o pohybe tohto transportéra na membránu;

pohyb transportéra v cytoplazme;

zahrnutie do membrány;

šnurovanie membrány atď.

PORUCHY trávenia a vstrebávania SACHARIDOV

Patológia trávenia a absorpcie uhľohydrátov môže byť založená na dvoch typoch príčin:

defekty v enzýmoch zapojených do hydrolýzy uhľohydrátov v čreve;

porušenie absorpcie produktov trávenia uhľohydrátov do buniek črevnej sliznice.

V oboch prípadoch vznikajú neštiepené disacharidy alebo monosacharidy. Tieto nenárokované sacharidy vstupujú do distálneho čreva a menia osmotický tlak črevného obsahu. Okrem toho uhľohydráty zostávajúce v črevnom lúmene sú čiastočne vystavené enzymatickému štiepeniu mikroorganizmami s tvorbou organických kyselín a plynov. Všetko spolu vedie k prílevu vody do čriev, zväčšeniu objemu črevného obsahu, zvýšenej peristaltike, kŕčom a bolestiam, ako aj plynatosti.

METABOLIZMUS GLUKÓZY V BUNKE

Po absorpcii v čreve sa monosacharidy dostávajú do portálnej žily a potom hlavne do pečene. Keďže glukóza prevláda v zložení hlavných sacharidov potravy, možno ju považovať za hlavný produkt trávenia sacharidov. Ostatné monosacharidy, ktoré pochádzajú z čriev počas metabolizmu, sa môžu premeniť na glukózu alebo jej metabolické produkty. Časť glukózy v pečeni sa ukladá vo forme glykogénu a druhá časť sa dodáva prostredníctvom celkového obehu a využíva sa v rôznych tkanivách a orgánoch. Pri normálnej strave sa koncentrácia glukózy v krvi udržiava na úrovni -3,3-5,5 mmol / l. A počas obdobia trávenia sa jeho koncentrácia môže zvýšiť asi o 8 mmol / l.

Fosforylácia glukózy

Metabolizmus glukózy v bunkách všetkých tkanív začína reakciou fosforylácie a premenou na glukóza-6-fosfát (pomocou ATP). Existujú dva enzýmy, ktoré katalyzujú fosforyláciu glukózy: v pečeni a pankrease – enzým glukokináza vo všetkých ostatných tkanivách - hexokináza. Fosforylácia glukózy je nevratná reakcia, pretože prebieha s použitím značného množstva energie. Plazmatická membrána buniek je nepriepustná pre fosforylovanú glukózu (neexistujú žiadne zodpovedajúce transportné proteíny), a preto ich už nemôže opustiť. Okrem toho fosforylácia znižuje koncentráciu voľnej glukózy v cytoplazme. V dôsledku toho sa vytvárajú priaznivé podmienky pre uľahčenú difúziu glukózy do buniek z krvi.

Tieto enzýmy sa líšia svojou afinitou ku glukóze.Gexokináza má vysokú afinitu ku glukóze, t.j. tento enzým je na rozdiel od glukokinázy aktívny pri nízkych koncentráciách glukózy v krvi. Výsledkom je, že mozog, červené krvinky a iné tkanivá môžu využívať glukózu, keď sa jej koncentrácia v krvi zníži 4-5 hodín po jedle a počas pôstu. Enzým hexokináza môže katalyzovať fosforyláciu nielen D-glukózy, ale aj iných hexóz, hoci pomalšie. Aktivita hexokinázy sa mení v závislosti od energetických potrieb bunky. Pomer ATP/ADP a vnútrobunková hladina glukóza-6-fosfátu pôsobia ako regulátory. S poklesom spotreby energie v bunke sa zvyšuje hladina ATP (vo vzťahu k ADP) a glukóza-6-fosfátu. V tomto prípade sa aktivita hexokinázy znižuje a následne sa znižuje rýchlosť vstupu glukózy do bunky.

Fosforylácia glukózy v hepatocytoch počas trávenia je zabezpečená vlastnosťami glukokináza. Glukokinázová aktivita, na rozdiel od hexokinázy, nie je inhibovaná glukózo-6-fosfátom. Táto okolnosť poskytuje zvýšenie koncentrácie glukózy v bunke vo fosforylovanej forme, zodpovedajúcej jej hladine v krvi. Glukóza vstupuje do hepatocytov uľahčenou difúziou za účasti transportéra GLUT-2 (nezávislého od inzulínu). GLUT-2, podobne ako glukokináza, má vysoký afinitu ku glukóze a podporuje zvýšenie rýchlosti vstupu glukózy do hepatocytov počas trávenia, t.j. urýchľuje jeho fosforyláciu a ďalšie využitie na depozíciu.

Hoci inzulín neovplyvňuje transport glukózy, zvyšuje tok glukózy do hepatocytov počas trávenia nepriamo indukciou syntézy glukokinázy a tým urýchľovaním fosforylácie glukózy.

Prevažná spotreba glukózy hepatocytmi vďaka vlastnostiam glukokinázy zabraňuje nadmernému zvýšeniu jej koncentrácie v krvi počas absorpčného obdobia. To zase znižuje následky nežiaducich reakcií zahŕňajúcich glukózu, ako je glykozylácia proteínov.

Defosforylácia glukóza-6-fosfátu

Premena glukózo-6-fosfátu na glukózu je možná v pečeni, obličkách a črevných epiteliálnych bunkách. V bunkách týchto orgánov sa nachádza enzým glukóza-6-fosfatáza, ktorý hydrolyticky katalyzuje štiepenie fosfátovej skupiny:

Glukóza-6-fosfát + H 2 O → Glukóza + H 3 RO 4

Výsledná voľná glukóza je schopná difundovať z týchto orgánov do krvi. V iných orgánoch a tkanivách nie je glukóza-6-fosfatáza, a preto je defosforylácia glukóza-6-fosfátu nemožná. Príkladom takéhoto nezvratného prieniku glukózy do bunky je sval, kde glukóza-6-fosfát môže byť využitý len v metabolizme tejto bunky.

Metabolizmus glukóza-6-fosfátu

V závislosti od fyziologického stavu organizmu a typu tkaniva môže byť glukóza-6-fosfát v bunke využitý pri rôznych premenách, z ktorých hlavné sú: syntéza glykogénu, katabolizmus s tvorbou CO 2 a H 2 O, a syntéza pentóz. Rozklad glukózy na konečné produkty slúži ako zdroj energie pre telo. Zároveň pri metabolizme glukóza-6-fosfátu vznikajú medziprodukty, ktoré sa neskôr využívajú na syntézu aminokyselín, nukleotidov, glycerolu a mastných kyselín. Glukóza-6-fosfát je teda nielen substrátom pre oxidáciu, ale aj stavebným materiálom pre syntézu nových zlúčenín.

METABOLIZMUS GLYKOGÉNU

Mnohé tkanivá syntetizujú glykogén ako rezervnú formu glukózy. Rezervná úloha glykogénu je spôsobená dvoma dôležitými vlastnosťami: je osmoticky neaktívny a vysoko rozvetvený, vďaka čomu sa glukóza počas biosyntézy rýchlo naviaže na polymér a počas mobilizácie sa odštiepi. Syntéza a odbúravanie glykogénu zabezpečuje stálosť koncentrácie glukózy v krvi a vytvára zásobu pre jej využitie tkanivami podľa potreby.

Štruktúra a funkcie glykogénu

Glykogén je rozvetvený polysacharid, v ktorom sú glukózové zvyšky spojené v lineárnych úsekoch a-1,4-glykozidovou väzbou. V bodoch vetvenia sú monoméry spojené a-1,6-glykozidovými väzbami. Tieto väzby sa tvoria s približne každým desiatym zvyškom glukózy, t.j. body vetvenia v glykogéne sa vyskytujú približne každých desať glukózových zvyškov. V molekule glykogénu je teda len jedna voľná anomérna OH skupina a následne len jeden redukčný (redukujúci) koniec.

A. Štruktúra molekuly glykogénu: 1 - glukózové zvyšky spojené α-1,4-glykozidovou väzbou; 2 - glukózové zvyšky spojené a-1,6-glykozidovou väzbou; 3 - neredukujúce koncové monoméry; 4 - redukujúci koncový monomér.

B. Štruktúra samostatného fragmentu molekuly glykogénu.

Glykogén je uložený v cytosóle bunky vo forme granúl s priemerom 10-40 nm. Niektoré enzýmy zapojené do metabolizmu glykogénu sú tiež spojené s granulami, čo uľahčuje ich interakciu so substrátom. Rozvetvená štruktúra glykogénu spôsobuje veľké množstvo koncových monomérov, čo prispieva k práci enzýmov, ktoré odštiepujú alebo pridávajú monoméry počas rozkladu alebo syntézy glykogénu, pretože tieto enzýmy môžu súčasne pracovať na niekoľkých vetvách molekuly. Glykogén sa ukladá najmä v pečeni a kostrových svaloch.

Po zjedení jedla bohatého na sacharidy môže zásoba glykogénu v pečeni predstavovať približne 5 % jej hmotnosti. Asi 1% glykogénu je uložené vo svaloch, avšak hmota svalového tkaniva je oveľa väčšia a preto je celkové množstvo glykogénu vo svaloch 2x väčšie ako v pečeni. Glykogén môže byť syntetizovaný v mnohých bunkách, napríklad v neurónoch, makrofágoch a bunkách tukového tkaniva, ale jeho obsah v týchto tkanivách je zanedbateľný. Telo môže obsahovať až 450 g glykogénu.

Rozklad pečeňového glykogénu slúži najmä na udržanie hladiny glukózy v krvi. Preto sa obsah glykogénu v pečeni mení v závislosti od rytmu výživy. Pri dlhšom hladovaní klesá takmer na nulu. Svalový glykogén slúži ako rezerva glukózy – zdroj energie pri svalovej kontrakcii. Svalový glykogén sa nepoužíva na udržanie hladiny glukózy v krvi.

Syntéza glykogénu (glykogenéza)

Glykogén sa syntetizuje počas trávenia (1-2 hodiny po príjme sacharidov). Treba poznamenať, že syntéza glykogénu z glukózy vyžaduje energiu.

Glukóza aktívne vstupuje do tkanív z krvi a je fosforylovaná, pričom sa mení na glukózu-6-fosfát. Potom sa glukóza-6-fosfát premieňa fosfoglukomutázou na glukózo-1-fosfát, z ktorého pôsobením (UDP)-glukopyrofosforylázy a za účasti (UTP) vzniká UDP-glukóza.

Ale kvôli reverzibilite reakcie glukóza-6-fosfát ↔ glukóza-1-fosfát by syntéza glykogénu z glukóza-1-fosfátu a jeho rozklad boli tiež reverzibilné a teda nekontrolovateľné. Aby bola syntéza glykogénu termodynamicky ireverzibilná, je potrebný ďalší krok na vytvorenie uridíndifosfátovej glukózy z UTP a glukózo-1-fosfátu. Enzým, ktorý katalyzuje túto reakciu, je pomenovaný podľa reverznej reakcie: UDP-glukopyrofosforyláza. K spätnej reakcii však v bunke nedochádza, pretože pyrofosforečnan vznikajúci pri priamej reakcii sa veľmi rýchlo štiepi pyrofosfatázou na 2 molekuly fosforečnanu.

vzdelaný UDP-glukózaďalej sa používa ako donor glukózového zvyšku pri syntéze glykogénu. Táto reakcia je katalyzovaná enzýmom glykogénsyntáza (glukozyltransferáza). Pretože táto reakcia nevyužíva ATP, enzým sa nazýva skôr syntáza než syntetáza. Enzým sa prenáša glukózový zvyšok na oligosacharid, ktorý pozostáva zo 6-10 glukózových zvyškov a predstavuje základný náter (semeno), pripojenie molekúl glukózy, α-1,4-glykozidové väzby. Pretože primér je na redukujúcom konci pripojený k OH skupine tyrozínového zvyšku glykogenínového proteínu, glykogénsyntáza postupne pridáva glukózu na neredukujúci koniec. Keď počet monomérov v syntetizovanom polysacharide dosiahne 11-12 monosacharidových zvyškov, vetviaci enzým (glykozyl-4,6-transferáza) prenesie fragment obsahujúci 6-8 monomérov, potom je koniec molekuly bližšie k jej stredu a pripojí sa to na α-1,6-glykozidové spojenie. Výsledkom je vysoko rozvetvený polysacharid.

Rozklad glykogénu (glykogenolýza)

Rozklad glykogénu alebo jeho mobilizácia nastáva v reakcii na zvýšenie potreby glukózy v tele. Pečeňový glykogén sa rozkladá najmä v intervaloch medzi jedlami, navyše sa tento proces v pečeni a svaloch zrýchľuje pri fyzickej práci.

Enzým na prvom miesteglykogén fosforylázaštiepi len α-1,4-glykozidové väzby za účasti kyseliny fosforečnej, sekvenčne štiepi glukózové zvyšky z neredukujúcich koncov molekuly glykogénu a fosforyluje ich za vzniku glukózo-1-fosfátu. To vedie k skráteniu konárov.

Keď počet glukózových zvyškov v glykogénových vetvách dosiahne 4, enzým oligosacharidová transferáza štiepi a-1,4-glykozidovú väzbu a prenesie fragment pozostávajúci z 3 monomérov na koniec dlhšieho reťazca.

Enzým a-1,6-glykozidáza hydrolyzuje α-1,6-glykozidovú väzbu v mieste vetvenia a odštiepi molekulu glukózy. Keď sa teda glykogén zmobilizuje, vytvorí sa glukóza-1-fosfát a malé množstvo voľnej glukózy. Ďalej sa glukóza-1-fosfát za účasti enzýmu fosfoglukomutázy premieňa na glukóza-6-fosfát.

Mobilizácia glykogénu v pečeni a svaloch prebieha rovnakým spôsobom až do vytvorenia glukóza-6-fosfátu. V pečeni pod pôsobením glukóza-6-fosfatáza glukóza-6-fosfát sa premieňa na voľnú glukózu, ktorá sa dostáva do krvného obehu. Preto mobilizácia glykogénu v pečeni zaisťuje udržanie normálnej hladiny glukózy v krvi a prísun glukózy do iných tkanív. Svaly nemajú enzým glukóza-6-fosfatázu a glukóza-6-fosfát využívajú samotné svaly na energetické účely.

Biologický význam metabolizmu glykogénu v pečeni a svaloch

Porovnanie procesov syntézy a rozkladu glykogénu nám umožňuje vyvodiť tieto závery:

syntéza a rozklad glykogénu prebieha rôznymi metabolickými cestami;

Pečeň ukladá glukózu vo forme glykogénu ani nie tak pre vlastnú potrebu, ale preto, aby udržala stálu koncentráciu glukózy v krvi, a tým zabezpečila prísun glukózy do iných tkanív. Prítomnosť glukózo-6-fosfatázy v pečeni to spôsobuje hlavná funkcia pečeň v metabolizme glykogénu;

funkciou svalového glykogénu je uvoľňovanie glukózy-6-fosfátu spotrebovaného v samotnom svale na oxidáciu a energetické využitie;

syntéza glykogénu vyžaduje 1 mol ATP a 1 mol UTP;

rozklad glykogénu na glukóza-6-fosfát nevyžaduje energiu;

nevratnosť procesov syntézy a rozkladu glykogénu je zabezpečená ich reguláciou.

Poruchy metabolizmu glykogénu vedú k rôznym ochoreniam. Vznikajú z mutácií v génoch kódujúcich enzýmy, ktoré sa podieľajú na metabolizme glykogénu. Pri týchto ochoreniach dochádza k hromadeniu granúl glykogénu v pečeni, svaloch a iných tkanivách, čo vedie k poškodeniu buniek.

REGULÁCIA SYNTÉZY A METABOLIZMU GLYKOGÉNU

Metabolizmus glykogénu v pečeni a svaloch závisí od potreby organizmu glukózu ako zdroj energie. V pečeni je ukladanie a mobilizácia glykogénu regulovaná hormónmi inzulín, glukagón a adrenalín.

Inzulín a glukagón sú antagonistické hormóny, ich syntéza a sekrécia závisia od koncentrácie glukózy v krvi. Normálne koncentrácia glukózy v krvi zodpovedá 3,3-5,5 mmol / l. Pomer koncentrácie inzulínu ku koncentrácii glukagónu v krvi je tzv inzulín-glukagónový index.

Keď hladina glukózy v krvi stúpa, sekrécia inzulínu sa zvyšuje (zvyšuje sa index inzulín-glukagón). Inzulín podporuje vstup glukózy do tkanív závislých od inzulínu, urýchľuje využitie glukózy na syntézu glykogénu v pečeni a svaloch.

Keď sa hladina glukózy v krvi zníži, sekrécia inzulínu sa zníži (index inzulín-glukagón sa zníži). Glukagón urýchľuje mobilizáciu glykogénu v pečeni, v dôsledku čoho sa zvyšuje tok glukózy z pečene do krvi.

inzulín- syntetizované a vylučované do krvi β-bunkami Langerhansových ostrovčekov pankreasu. β-bunky sú citlivé na zmeny glukózy v krvi a vylučujú inzulín v reakcii na zvýšenie jeho obsahu po jedle. Nízku afinitu k nemu má transportný proteín (GLUT-2), ktorý zabezpečuje vstup glukózy do β-buniek. Následne tento proteín transportuje glukózu do pankreatickej bunky až vtedy, keď je jej obsah v krvi nad normálnou hodnotou (viac ako 5,5 mmol/l). V β-bunkách je glukóza fosforylovaná glukokinázou, rýchlosť fosforylácie glukózy glukokinázou v β-bunkách je priamo úmerná jej koncentrácii v krvi.

Syntéza inzulínu je regulovaná glukózou. Glukóza sa priamo podieľa na regulácii expresie inzulínového génu.

Glukagón- produkovaný α-bunkami pankreasu ako odpoveď na zníženie hladiny glukózy v krvi. Chemicky je glukagón peptid.

Sekréciu inzulínu a glukagónu reguluje aj glukóza, ktorá stimuluje sekréciu inzulínu z β-buniek a potláča sekréciu glukagónu z α-buniek. Okrem toho samotný inzulín znižuje sekréciu glukagónu.

Pri intenzívnej svalovej práci a strese sa vylučuje do krvi z nadobličiek. adrenalín. Urýchľuje mobilizáciu glykogénu v pečeni a svaloch, čím poskytuje bunkám rôznych tkanív glukózu.

Regulácia aktivity glykogén fosforylázy a glykogén syntázy

Pôsobenie týchto hormónov v konečnom dôsledku spočíva v zmene rýchlosti reakcií katalyzovaných kľúčovými enzýmami metabolických dráh metabolizmu glykogénu - glykogénsyntáza a glykogén fosforyláza, ktorého aktivita je regulovaná alostericky a fosforyláciou/desforyláciou.

Existuje glykogén fosforyláza v 2 formách:

1) fosforylovaný - aktívny (forma a); 2) defosforylovaný - neaktívny (forma c).

Fosforylácia sa uskutočňuje prenosom fosfátového zvyšku z ATP na hydroxylovú skupinu jedného zo serínových zvyškov enzýmu. Dôsledkom toho sú konformačné zmeny v molekule enzýmu a jeho aktivácia.

Vzájomné premeny 2 foriem glykogén fosforylázy zabezpečuje pôsobenie enzýmov fosforylázová kináza a fosfoproteínfosfatáza (enzým štrukturálne príbuzný molekulám glykogénu). Na druhej strane, aktivita fosforyláz kinázy a fosfoproteín fosfatázy je tiež regulovaná fosforyláciou a defosforyláciou.

Aktivuje sa fosforylázová kinázapod pôsobením proteínkinázy A - PKA (cAMP-dependent). cAMP najskôr aktivuje proteínkinázu A, ktorá fosforyluje fosforylázovú kinázu, čím ju premení na aktívny stav, ktorý následne fosforyluje glykogénfosforylázu. Syntéza cAMP je stimulovaná adrenalínom a glukagónom.

Aktivácia fosfoproteínfosfatázy vzniká ako výsledok fosforylačnej reakcie katalyzovanej špecifickou proteínkinázou, ktorá je naopak aktivovaná inzulínom prostredníctvom kaskády reakcií zahŕňajúcich iné proteíny a enzýmy. Inzulínom aktivovaná proteínkináza fosforyluje a tým aktivuje fosfoproteínfosfatázu. Aktívna fosfoproteínfosfatáza defosforyluje, a preto inaktivuje fosforylázovú kinázu a glykogénfosforylázu.

Účinok inzulínu na aktivitu glykogénsyntázy a fosforylázovej kinázy. FP-fosfatáza (GR) je fosfoproteínfosfatáza z granúl glykogénu. PK (pp90S6) je inzulínom aktivovaná proteínkináza.

Aktivita glykogénsyntázy sa tiež mení v dôsledku fosforylácie a defosforylácie. Existujú však významné rozdiely v regulácii glykogén fosforylázy a glykogén syntázy:

fosforylácia glykogénsyntázy katalyzuje PK A a spôsobuje jej inaktiváciu;

defosforylácia glykogénsyntázy pôsobením fosfoproteínfosfatázy ju naopak aktivuje.

Regulácia metabolizmu glykogénu v pečeni

Zvýšenie hladiny glukózy v krvi stimuluje syntézu a sekréciuβ-bunky hormónu pankreasu inzulín. Inzulín prenáša signál do bunky cez membránový katalytický receptor – tyrozín proteínkinázu. Interakcia receptora s hormónom iniciuje sériu postupných reakcií vedúcich k aktivácii fosfoproteínfosfatázy glykogénových granúl. Tento enzým defosforyluje glykogénsyntázu a glykogénfosforylázu, v dôsledku čoho sa aktivuje glykogénsyntáza a glykogénfosforyláza sa stáva neaktívnou.

V pečeni sa teda urýchli syntéza glykogénu a inhibuje sa jeho odbúravanie.

Počas hladovania je pokles hladiny glukózy v krvi signálom pre syntézu a sekréciu glukagónu α-bunkami pankreasu. Hormón prenáša signál do buniek cez systém adenylátcyklázy. To vedie k aktivácii proteínkinázy A, ktorá fosforyluje glykogénsyntázu a fosforylázovú kinázu. V dôsledku fosforylácie je glykogénsyntáza inaktivovaná a syntéza glykogénu je inhibovaná a fosforylázová kináza sa stáva aktívnou a fosforyluje glykogénfosforylázu, ktorá sa stáva aktívnou. Aktívna glykogén fosforyláza urýchľuje mobilizáciu glykogénu v pečeni.

1 - glukagón a adrenalín interagujú so špecifickými membránovými receptormi. Komplex hormón-receptor ovplyvňuje konformáciu G-proteínu, čo spôsobuje jeho disociáciu na protoméry a nahradenie a-podjednotky GDP GTP;

2 - α-podjednotka spojená s GTP, aktivuje adenylátcyklázu, ktorá katalyzuje syntézu cAMP z ATP;

3 - v prítomnosti cAMP proteínkináza A reverzibilne disociuje, pričom uvoľňuje podjednotky C s katalytickou aktivitou;

4 - proteínkináza A fosforyluje a aktivuje fosforylázovú kinázu;

5 - fosforylázová kináza fosforyluje glykogén fosforylázu a premieňa ju na aktívnu formu;

6 - proteínkináza A tiež fosforyluje glykogénsyntázu a premieňa ju na neaktívny stav;

7 - v dôsledku inhibície glykogénsyntázy a aktivácie glykogénfosforylázy je glykogén zahrnutý do procesu rozpadu;

8 - fosfodiesteráza katalyzuje rozklad cAMP a tým prerušuje pôsobenie hormonálneho signálu. Komplex a-podjednotka-GTP sa potom rozloží.

Pri intenzívnej fyzickej práci a strese v krvi sa koncentrácia a adrenalín. V pečeni existujú dva typy membránových receptorov pre adrenalín. Účinok adrenalínu v pečeni je spôsobený fosforyláciou a aktiváciou glykogén fosforyláza. Adrenalín má podobný mechanizmus účinku ako glukagón. Ale je možné zapnúť aj iný efektorový systém prenosu signálu do pečeňovej bunky.

Regulácia syntézy a rozkladu glykogénu v pečeni adrenalínom a Ca 2+ .

FIF2 - fosfatidylinozitol bisfosfát; IP 3 - inozitol-1,4,5-trifosfát; DAG - diacylglycerol; ER - endoplazmatické retikulum; FS - fosfoditylserín.

1 - interakcia adrenalínu s α1 receptorom transformuje signál prostredníctvom aktivácie G-proteínu na fosfolipázu C, čím sa mení na aktívny stav;

2 - fosfolipáza C hydrolyzuje FIF 2 na IP 3 a DAG;

3 - IF 3 aktivuje mobilizáciu Ca 2+ z ER;

4 - Ca2+, DAG a fosfoditylserín aktivujú proteínkinázu C. Proteínkináza C fosforyluje glykogénsyntázu, čím ju premieňa na neaktívny stav;

5 - komplex 4Ca 2+ - kalmodulín aktivuje fosforylázovú kinázu a kalmodulín-dependentné proteínkinázy;

6 - fosforylázová kináza fosforyluje glykogén fosforylázu a tým ju aktivuje;

7 - aktívne formy troch enzýmov (kalmodulín-dependentná proteínkináza, fosforylázová kináza a proteínkináza C) fosforylujú glykogénsyntázu v rôznych centrách, čím ju premieňajú na neaktívny stav.

Ktorý systém prenosu signálu do bunky sa použije, závisí od typu receptorov, s ktorými adrenalín interaguje. Interakcia adrenalínu s β2-receptormi pečeňových buniek teda aktivuje systém adenylátcyklázy. Interakcia adrenalínu s α 1 -receptormi „zapína“ inozitolfosfátový mechanizmus transmembránového prenosu hormonálneho signálu. Výsledkom pôsobenia oboch systémov je fosforylácia kľúčových enzýmov a prepnutie procesov od syntézy glykogénu až po jeho odbúravanie. Treba poznamenať, že typ receptorov, ktoré sa najviac podieľajú na reakcii bunky na adrenalín, závisí od jeho koncentrácie v krvi.

Počas obdobia trávenia prevažuje vplyv inzulínu, keďže index inzulín-glukagón sa v tomto prípade zvyšuje. Vo všeobecnosti inzulín ovplyvňuje metabolizmus glykogénu opačne ako glukagón. Inzulín znižuje koncentráciu glukózy v krvi počas trávenia a pôsobí na metabolizmus pečene nasledovne:

znižuje hladinu cAMP v bunkách a tým aktivuje proteínkinázu B. Proteínkináza B zase fosforyluje a aktivuje cAMP fosfodiesterázu, enzým, ktorý hydrolyzuje cAMP za vzniku AMP;

aktivuje fosfoproteínfosfatázu glykogénových granúl, ktorá defosforyluje glykogénsyntázu a tým ju aktivuje. Okrem toho fosfoproteínfosfatáza defosforyluje, a preto inaktivuje fosforylázovú kinázu a glykogénfosforylázu;

indukuje syntézu glukokinázy, čím urýchľuje fosforyláciu glukózy v bunke.