Активация гликогенфосфорилазы адреналином посредством аденилатциклазной системы

При интенсивной мышечной работе киназа фосфорилазы (Са²+-зависимая) активируется под влиянием нервного импульса, так как в саркоплазме в этом случае возрастает концентрация ионов кальция. Результатом действия адреналина в мышцах также является активация цАМФ зависимой протеинкиназы (ПКА) и активация гликогенфосфорилазы путем ее фосфорилирования (рис. 6.10, пути 2 и 3).

При умеренной физической нагрузке и в состоянии покоя, когда уровень цАМФ в клетке низкий и гликогенфосфорилаза находится в дефосфорилированном состоянии, в мышцах действует другой механизм активации гликогенфосфорилазы - аллостерический. Активатором фермента служит АМФ, образующаяся при распаде АТФ (рис. 6.10, путь 1).

7. Значение регуляции обмена гликогена. При передаче гормонального сигнала через внутриклеточные посредники происходит значительное его усиление, поэтому активация фосфорилазы гликогена при участии любой системы передачи сигнала в клетку печени позволяет быстро получить большое количество глюкозы из гликогена. Усиление гормонального сигнала в мышцах имеет большое значение для обеспечения энергетическим материалом интенсивной работы в условиях стресса, например при бегстве от опасности.

При смене постабсорбтивного состояния на абсорбтивное или по окончании мышечной работы вся система возвращается в исходное состояние. Аденилатциклаза и фосфолипаза С инактивируются, цАМФ разрушается фосфодиэстеразой, а фосфопротеинфосфатаза вызывает переход всех внутриклеточных ферментов «каскада» в дефосфорилированную форму.

Итак, регуляция скоростей синтеза и распада гликогена в печени поддерживает постоянство концентрации глюкозы в крови (3,3-5,5 ммоль/л). Регуляция обмена гликогена в мышцах обеспечивает энергетическим материалом как интенсивную работу мышц, так и энергозатраты в состоянии покоя.

ТЕМА 6.4. НАРУШЕНИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ УГЛЕВОДОВ, СИНТЕЗА И РАСПАДА ГЛИКОГЕНА

1. Причинами нарушений переваривания углеводов могут быть:

• наследственные или приобретенные дефекты ферментов (табл. 6.3), участвующих в гидролизе углеводов в кишечнике;

• нарушение системы транспорта моносахаридов через мембраны клеток кишечника.

И в том и в другом случае возникает осмотическая диарея. Кроме того, нерасщепленные углеводы подвергаются действию ферментов микроорганизмов кишечника с образованием газов, что сопровождается спазмами и болями в кишечнике.

Для диагностики нарушений переваривания используют пробы с нагрузкой определенными углеводами (2 г углевода на 1 кг массы). После нагрузки в норме уровень глюкозы в крови увеличивается примерно на 50 мг в 1 дл по сравнению с исходным. При патологии подъем гликемической кривой незначителен.

Если тест при нагрузке моносахаридом сопровождается адекватным повышением его концентрации в крови, а нагрузка дисахаридом не дает нормальной реакции, то это указывает на недостаточность кишечной дисахаридазы, а не системы транспорта моносахаридов.

Таблица 6.3. Нарушения переваривания дисахаридов

Причина заболевания	Клинические проявления и лабораторные данные
Наследственный дефицит β-гликозидазного комплекса - фермента лактазы	Встречается относительно редко. После приема молока наблюдаются рвота, диарея, спазмы и боли в животе, метеоризм. Симптомы развиваются сразу после рождения
Недостаточность лактазы вследствие снижения экспрессии гена фермента в онтогенезе	Характерна для взрослых и детей старшего возраста. Является следствием возрастного снижения количества лактазы. Симптомы непереносимости молока аналогичны таковым при наследственной форме дефицита лактазы
Недостаточность лактазы вторичного характера	Временная, приобретенная форма. Непереносимость молока может быть следствием кишечных заболеваний, например колитов, гастритов или операций на желудочно-кишечном тракте
Наследственная недостаточность сахаразо-изомальтазного комплекса	Проявляется при добавлении в рацион детей сахарозы и крахмала. После нагрузки сахарозой отмечается незначительная гипергликемия. Другие сахара (глюкоза, фруктоза, лактоза) переносятся лучше
Приобретенная недостаточность сахаразо-изомальтазного комплекса	Может возникать вследствие кишечных заболеваний и проявляется диспепсией, провоцируемой крупами, крахмалом, а также пивом и другими напитками на основе солода

2. Гликогеновые болезни - это группа наследственных заболеваний, причинами которых являются дефекты ферментов, участвующих в синтезе или распаде гликогена, а также в регуляции этих процессов (табл. 6.4).

• Гликогенозы (болезни накопления гликогена) обусловлены дефектом ферментов, участвующих в распаде гликогена. Гликогеноз проявляется избыточным накоплением гликогена в печени, сердечной и скелетных мышцах, почках, легких и других органах. Накапливаемый гликоген может иметь как нормальную структуру, так и измененную. Результатом нарушения распада гликогена является гипоглюкоземия (снижение содержания глюкозы в крови). Гликогенозы различаются характером и локализацией дефектного фермента.

• Агликогенозы являются следствием нарушения синтеза гликогена и сопровождаются снижением его содержания в тканях. Результатом также является гипоглюкоземия.

Таблица 6.4. Гликогеновые болезни и их причины

Фермент	Локализация дефектного фермента	Основные проявления болезней	Название болезни
1. Глюкозо-6-фос- фатаза	Печень, почки	Накопление гликогена нормальной структуры. Гипоглюкоземия, гиперурикемия, ацидоз (накопление лактата)	Болезнь Гирке
2. Амило-1,6-глю- козидаза (расщепляет связи в местах ветвления)	Мышцы, печень	Накопление гликогена с короткими внешними ветвями	Болезнь Кори
3. Амило-1,6-глю- козилтрансфераза	Печень, селезенка	Накопление гликогена с длинными наружными ветвями и редкими точками ветвления	Болезнь Андерсена
4. Гликогенфосфорилаза	Мышцы	Накопление в мышцах гликогена нормальной структуры	Болезнь Мак-Ардля
5. Гликогенфосфорилаза	Печень	Накопление в мышцах гликогена нормальной структуры	Болезнь Херса
6. цАМф-зависимая протеинкиназа	Печень	Аналогичны болезни Херса	-
7. Киназа гликогенфосфорилазы	Печень	Аналогичны болезни Херса	-
8. Гликогенсинтаза	Печень	Низкое содержание гликогена в печени, гипоглюкоземия	-

Количественные характеристики обмена углеводов, изучаемые в данной модульной единице: