Informacije

Pretvaranje i skladištenje glukoze u glikogen


Zašto se višak glukoze, sintetiziran u glikogen, skladišti samo u ograničenim količinama, u usporedbi s lipidima/trigliceridima koji se skladište u našem tijelu?

Zašto je zreli glikogen raspoređen (polimeriziran) u 12 slojeva polimera?


Ograničenje skladištenja glikogena također je posljedica ovih dodatnih činjenica:

  1. Glikogen je hidrofilna molekula. To znači da će povećanje koncentracije glikogena uzrokovati proporcionalno povećanje mase stanica zbog nakupljanja vode. Kako ćelije mogu sadržavati samo ograničenu zapreminu, količina zaliha glikogena je ograničena. Lipidi su hidrofobni pa se mogu akumulirati bez povećanja volumena i težine stanice zbog akumulacije vode.
  2. Kao izvor energije, lipidi su približno 2,5 puta efikasniji od glukoze.

U ovoj prezentaciji sa stanford.edu navodi se da broj granula direktno ovisi o broju dostupnih molekula glikogenina, a veličina zrna direktno ovisi o potrebi fizičke povezanosti b/t glikogen sintaze i glikogenina .


Pretvaranje i skladištenje glukoze u glikogen - Biologija

The pankreas je dug, tanak organ, od kojih se većina nalazi posteriorno od donje polovice želuca (slika 1). Iako je primarno egzokrina žlijezda, koja luči različite probavne enzime, gušterača ima endokrinu funkciju. Njegov otočići gušterače- grozdovi ćelija koji su ranije bili poznati kao Langerhansovi otočići - luče dva glavna hormoni glukagon i inzulin. Ova dva hormona reguliraju brzinu metabolizma glukoze / homeostaze u tijelu.

Slika 1. Egzokrina funkcija gušterače uključuje acinarne stanice koje luče probavne enzime koji se transportiraju u tanko crijevo putem kanala gušterače. Njegova endokrina funkcija uključuje lučenje inzulina (koji proizvode beta ćelije) i glukagona (proizvode ga alfa ćelije) unutar otočića gušterače. Ova dva hormona reguliraju brzinu metabolizma glukoze u tijelu. Na mikrografu se otkrivaju otočići gušterače. LM × 760. (Mikrograf koji su dali regenti Medicinskog fakulteta Univerziteta u Michiganu © 2012) Ćelije i sekrecije otočića gušterače

Svaki otočić gušterače sadrži dvije glavne vrste ćelija:

  • The alfa ćelije proizvodi hormona glukagona i čini približno 20 posto svakog otočića. Glukagon igra važnu ulogu u regulaciji glukoze u krvi. Niska razina glukoze u krvi potiče njegovo oslobađanje.
  • The beta ćelija proizvodi hormonski insulin i čini približno 75 posto svakog otočića. Povišene razine glukoze u krvi potiču oslobađanje inzulina.

Sinteza oligosaharida

Kao i sinteza glikogena, sinteza oligosaharida također zahtijeva početni korak spajanja šećera s nukleotidom. U sisavaca je glavni disaharid laktoza, koja je veza galaktoze i glukoze, a nastanak je kataliziran laktozom sintazom. Međutim, prije nego što laktoza sintaza počne djelovati, galaktoza mora prvo biti u obliku UDP-galaktoze. Slično, u biljkama glavni disaharid je saharoza, nastala povezivanjem UDP-glukoze i fruktoze-6-fosfata. Rezultat je saharoza-6-fosfat, koji se zatim lako defosforilira u saharozu. Ove vrste mehanizama se također koriste u glikozilaciji proteina i lipida, o čemu će biti riječi prije svega u poglavlju o preradi i prometu proteina.

Mutacija galaktoza-1-fosfat uridililtransferaze ili mutacije drugih enzima na ovom putu (mutacije uridilil transferaze su najčešće i obično najteže) mogu dovesti do galaktozemije, ljudske genetske bolesti čiji simptomi počinju u djetinjstvu i mogu uključivati ​​mentalnu retardaciju, oštećenje jetre , žutica, povraćanje i letargija. Uzrok ovih simptoma općenito je nakupljanje galaktoza-1-fosfata, posebno u jetri i živčanom tkivu. Srećom, uz ranu dijagnozu, simptomi se mogu spriječiti izbjegavanjem mliječnih proizvoda (laktoze).

Glavne vrste heksoza osim glukoze su fruktoza, manoza i galaktoza. Do međusobne konverzije između ovih heksoza može doći putem međuproizvoda, što je pokazano u glikolizi (glukoza-6-P u fruktoza-6-P). Manoza-6-P se može pretvoriti u fruktozu-6-P fosfomannozom izomerazom. Galaktoza se može pretvoriti na sličan način, u galaktozu-1-P, a zatim u glukozu-1-P. Pretvorba galaktoze u glukozu može se također odvijati epimerizacijom UDP-glukoze u UDP-galaktozu putem intermedijarnog redoksa pomoću NAD + / NADH.


Metabolizam glikogena

Homeostaza glikogena je visoko reguliran proces koji omogućuje tijelu da skladišti ili oslobađa glukozu ovisno o energetskim potrebama. Osnovni koraci u metabolizmu glukoze su glikogeneza ili sinteza glikogena i glikogenoliza ili razgradnja glikogena.

Glikogeneza

Za sintezu glikogena potrebna je energija koju isporučuje uridin trifosfat (UTP). Heksokinaze ili glukokinaza prvo fosforiliraju slobodnu glukozu kako bi nastale glukoza-6-fosfat, koji se fosfoglukomutazom pretvara u glukozu-1-fosfat. UTP-glukoza-1-fosfat uridililtransferaza zatim katalizira aktivaciju glukoze, u kojoj UTP i glukoza-1-fosfat reagiraju stvarajući UDP-glukozu. In de novo Sinteza glikogena, protein glikogenin katalizira vezivanje UDP-glukoze za sebe. Glikogenin je homodimer koji sadrži ostatak tirozina u svakoj podjedinici koji služi kao sidro ili vezano mjesto za glukozu. Dodatni molekuli glukoze se zatim dodaju na reducirajući kraj prethodne molekule glukoze kako bi se formirao lanac od približno osam molekula glukoze. Glikogen sintaza zatim produžuje lanac dodavanjem glukoze putem α-1,4 glikozidnih veza.

Grananje je katalizirano amilo- (1,4 do 1,6) -transglukozidazom, koja se naziva i enzim za grananje glikogena. Enzim koji razgranava glikogen prenosi fragment od šest do sedam molekula glukoze s kraja lanca u C6 molekule glukoze koja se nalazi dalje unutar molekula glikogena, tvoreći α-1,6 glikozidne veze.

Glikogenoliza

Glukoza se uklanja iz glikogena pomoću glikogen fosforilaze, koja fosforolitički uklanja jedan molekul glukoze s nereducirajućeg kraja, dajući glukozu-1-fosfat. Glukoza-1-fosfat nastao razgradnjom glikogena pretvara se u glukoza-6-fosfat, proces koji zahtijeva enzim fosfoglukomutazu. Fosfoglukomutaza prenosi fosfatnu grupu iz fosforiliranog serinskog ostatka unutar aktivnog mjesta u C6 glukoze-1-fosfata, proizvodeći glukozu-1,6-bisfosfat. Glukozni C1 fosfat se zatim veže za serin na aktivnom mjestu unutar fosfoglukomutaze i oslobađa se glukoza-6-fosfat.

Glikogen fosforilaza nije u stanju odvojiti glukozu od grananja koje zahtijevaju amilo-1,6-glukozidazu, 4-α-glukanotransferazu ili enzim za uklanjanje glikogena (GDE), koji ima aktivnost glukotransferaze i glukozidaze. Oko četiri ostatka od mjesta grananja, glikogen fosforilaza nije u stanju ukloniti ostatke glukoze. GDE cijepa posljednja tri ostatka grane i veže ih za C4 molekule glukoze na kraju različite grane, a zatim uklanja konačni α-1,6-vezani ostatak glukoze s točke grananja. GDE fosforilitički ne uklanja α-1,6-vezanu glukozu iz grane, što znači da se oslobađa slobodna glukoza. Ta bi se slobodna glukoza teoretski mogla osloboditi iz mišića u krvotok bez djelovanja glukoza-6-fosfataze, međutim ova se glukoza brzo fosforilira heksokinazom, sprječavajući njen ulazak u krvotok.

Glukoza-6-fosfat nastao razgradnjom glikogena može se pretvoriti u glukozu djelovanjem glukoza-6-fosfataze i otpustiti u krvotok. To se događa u jetri, crijevima i bubrezima, ali ne i u mišićima, gdje ovaj enzim nema. U mišićima glukoza-6-fosfat ulazi u glikolitički put i daje energiju stanici. Glukoza-6-fosfat također može ući u put pentoza fosfata, što rezultira proizvodnjom NADPH i pet ugljikovih šećera.


Regulacija metabolizma glikogena

Regulacija metabolizma glikogena je složena, javlja se i alosterijski i putem događaja kontroliranih hormonskim receptorima koji rezultiraju fosforilacijom proteina ili defosforilacijom. Kako bi se izbjegao uzaludni ciklus sinteze i razgradnje glikogena, ćelije su razvile razrađen skup kontrola koje osiguravaju da je samo jedan put primarno aktivan u isto vrijeme.

Slika 7.1.4: Regulacija glikogen fosforilaze

Regulacijom metabolizma glikogena upravljaju enzimi glikogen fosforilaza i glikogen sintaza. Glikogen fosforilazu (GP) reguliraju i alosterični faktori (ATP, G6P, AMP i glukoza) i kovalentna modifikacija (fosforilacija/defosforilacija). Njegova regulacija je u skladu s energetskim potrebama stanice. Visokoenergetske podloge (ATP, G6P, glukoza) alosterički inhibiraju GP, dok ih niskoenergetske podloge (AMP, druge) alosterički aktiviraju. Glikogen fosforilaza se može naći u dva različita stanja, glikogen fosforilaza a (GPa) i glikogen fosforilaza b (GPb). Razlika u strukturama je posljedica fosforilacije ostatka Ser-14 koja rezultira aktivnim oblikom (GPa). Proteinske fosfataze defosforiliraju liječnika opće praksea do neaktivnog oblika, poznatog i kao GPb. Oba oblika glikogen fosforilaze se također mogu naći u T i R stanjima gdje je T neaktivno stanje jer se čini da ima nizak afinitet za supstrat, a R je aktivno stanje gdje se čini da ima veći afinitet za supstrat.

Nakon obroka, nivo glukoze u krvi raste i oslobađa se inzulin. Istovremeno stimulira apsorpciju glukoze u stanicama i njezinu ugradnju u glikogen aktivacijom glikogen sintaze i inaktivacijom glikogen fosforilaze. Kada nivo glukoze u krvi padne, aktivira se glikogen fosforilaza, stimulirajući razgradnju glikogena kako bi se povećala glukoza u krvi.


Pretvaranje i skladištenje glukoze u glikogen - Biologija

C2006/F2402 '11 OSNOVA PREDAVANJA #16

(c) 2011. dr. Deborah Mowshowitz, Univerzitet Columbia, New York, NY. Posljednje ažurirano 24.03.2011. 14:14.

Materijali: 15A - Obloga GI trakta i tipičnog kola pojačala
15B - Homeostaza- Pogled na klackalicu za regulaciju glukoze i temperature
16 - Apsorptivno vs Postabsorptivno stanje

I. Homeostaza, nastavak Pogledajte brošure 15A i pojačala B i pojačala posljednjeg puta, tema VI.

A. Regulacija nivoa glukoze u krvi - pogled na klackalicu #1 (brošura 15B)

B. Regulacija temperature ljudskog tijela - klackalica #2 (materijal 15B)

C. Prikaz kola (materijal 15A)

II. Usklađena kola i signalizacija - primjer: Kako krug glukoze funkcionira na molekularnom/signalnom nivou

Ponovo razmotrite dijagram kruga ili klackalice za homeostatsku kontrolu nivoa glukoze u krvi-šta se dešava u kutijama na 15A? Može vam pomoći da pogledate donju tabelu.

O. Kako rade efektori Uzeti Glukoza?

1. Glavni efekti: Jetra, skeletni mišići, masno tkivo

2. Sveukupno: Kao odgovor na inzulin, efektori povećavaju unos i iskorištavanje glukoze. Inzulin izaziva jedno ili više od sljedećeg u efektorima:

a. Uzrokuje direktno povećanje unosa glukoze membranskim transporterima

b. Povećava razgradnju glukoze za opskrbu energijom

c. Povećava pretvaranje glukoze u "zalihe"

(1). Glukoza se pretvara u skladišne ​​oblike (masti, glikogen) i

(2). Inhibicija razgradnje molekula skladišnog goriva (skladišta).

d. Uzrokuje indirektno povećanje unosa glukoze povećanjem fosforilacije glukoze u G-P, zarobljavajući je unutar ćelija

3. Kako djeluje inzulin?

a. Receptor:

(1). Inzulin djeluje putem posebne vrste receptora na ćelijskoj površini, receptor vezan za tirozin kinazu Vidi Sadava sl. 7,7 (15,6). Inzulin ima mnogo utjecaja na stanice, a mehanizam prijenosa signala je složen (aktivira više puteva).

(2). Na mnogo načina, inzulin djeluje više kao tipičan faktor rasta nego kao tipičan endokrini. (Insulin ima efekte slične GF-u na druge ćelije u istoj je porodici kao i ILGF-i = faktori rasta slični insulinu). Više o GF i TK receptorima kasnije.

b. Kako inzulin povećava apsorpciju glukoze u različitim efektorima?

(1). U mirovanju skeletni mišići i pojačano masno tkivo - mobiliziraju GLUT 4:U tim tkivima inzulin mobilizira transporter za olakšanu difuziju (glukoze) - protein GLUT 4 - potiče fuziju vezikula koji sadrže transportere s plazma membranom. Nijedan drugi hormon ne može izazvati ovaj efekat.

(2). U jetri:Jetra (i mozak) mogu uzeti glukozu bez inzulina - ne koriste GLUT 4. Koriste različite transportere (GLUT 1, 2 & amp/ili 3) koji se nalaze trajno u plazma membrani.

(a). U jetri: Inzulin potiče apsorpciju glukoze u jetri, ali ne izravno. Inzulin potiče unos povećavajući fosforilaciju (hvatanje) i iskorištavanje glukoze.

(b). Napomena: Inzulin ima bez uticaja na unos glukoze u mozak.

(3). Rad skeletnih mišića:Za unos glukoze nije potreban inzulin radno skeletnih mišića jer vježba mobilizira GLUT4 u skeletnim mišićima. (Još jedan dobar razlog za vježbanje.)

c. Ostali efekti: U mnogim tkivima inzulin potiče iskorištavanje glukoze:

(1). Aktivira odgovarajuće enzime za sintezu skladišnih oblika metabolita - sintezu glikogena, masti i/ili proteina.

(2). Inhibira enzime za razgradnju zaliha.

(3). Može potaknuti iskorištavanje (razgradnju) glukoze za dobivanje energije.

d. Značaj: Neki učinci inzulina oponašaju drugi hormoni, ali mobilizaciju GLUT4 ne može pokrenuti nijedan drugi hormon. Stoga je gubitak inzulina ili nedostatak odgovora na inzulin vrlo ozbiljan i uzrokuje dijabetes tipa I odnosno II. (Pogledajte upijajuće stanje, dolje.)

B. Kako rade efektori Pustiti Glukoza?

1. Primarni efekt za oslobađanje = Jetra

a. Jetra je jedini organ koji može otpustiti značajne količine glukoze u krv - zašto? Jetra ima fosfatazu za G-6-P. Mišići i masno tkivo ne.

b. Druga tkiva oslobađaju druge stvari. Druga tkiva mogu razgraditi zalihe (masti, glikogen) kako bi oslobodile masne kiseline ili laktat u krv, ali ne mogu osloboditi glukozu.

2. Sveukupno: Prodavaonice se razgrađuju kako bi generirale male molekule jetra oslobađa glukozu u krv.

a. Receptor: Glukagon djeluje putem receptora povezanog s G proteinom koji pokreće cAMP put. Stoga aktivira PKA. Za detalje pogledajte tekst ili brošuru o metabolizmu glikogena.

b. Efekti: Primarni fiziološki učinak na jetru općenito potiče proizvodnju/oslobađanje glukoze, a ne unos ili iskorištavanje. (Glukoza se proizvodi i razgradnjom glikogena, i stvara se iz laktata = glukoneogeneze. Pogledajte tekstove ako vas zanimaju detalji o glukoneogenezi.)

c. Epinefrin i glukagon.

(1) Isti signalni put može se koristiti za oba hormona.

(a). Kako? Epi. (Epinefrin) i amp glukagon vežu se na različite receptore, ali oba receptora aktiviraju isti G protein i pokreću isti niz događaja → cAMP → itd. Pa mogu dobiti isti odgovor na oba hormona u isto tkiva (ako su prisutna oba receptora).

(b). Zašto? Dva hormona kontroliraju isti proces (metabolizam glikogena) za različite svrhe - Epi za odgovor na stres glukagon za odgovor na nizak šećer u krvi (održavanje homeostaze).

(2). Različita tkiva mogu različito reagirati na ove hormone. Kako? Oba hormona pokreću proizvodnju cAMP -a i aktivaciju PKA. Ali postoje razlike u kojima receptori i/ili koje mete PKA su prisutni

  • Mišić ima Epi receptore (ali nema receptore za glukagon), stoga reagira na Epi, ali ne i na glukagon

  • Jetra ima receptore za epi i glukagon i reagira na oba.

  • U mišićima se razgrađuje na laktat, a laktat se oslobađa u krv.

  • U jetri se razgrađuje na glukozu - P, fosfat se uklanja, a glukoza se oslobađa u krv.

d. Značaj glukagona: Djelovanje glukagona može se oponašati drugim hormonima (vidi gore) nema poznatih zdravstvenih stanja uzrokovanih nedostatkom glukagona.

C. Ukupna funkcija efektora - sažetak:

1. Jetra - oba oslobađaju glukozu u krv i skladište višak (kao glikogen).

a. Obavlja i skladištenje i oslobađanje glukoze pa djeluje kao pufer.

b. Jedini organ koji može osloboditi značajnu glukozu u krv (bubreg može učiniti nešto).

c. Uzima glukozu bez inzulina - koristi GLUT 2 (uvijek u plazma membrani), a ne GLUT 4. Inzulin potiče fosforilaciju i pojačavanje iskorištavanja glukoze, a ne direktno usvajanje.

2. Mišić - skladišti ili oslobađa energiju.

Uzima glukozu, skladišti višak kao glikogen.

Prilikom razgradnje glikogena u krv se oslobađa laktat, a ne glukoza.

3. Masnoća Tkivo - skladišti ili oslobađa masti/ masne kiseline.

Iskorištava glukozu, a amp masnih kiselina skladišti višak u obliku masti.

Prilikom razgradnje masti oslobađa masne kiseline u krv.

4. Sva tri organa sarađuju - na primjer, laktat koji nastaje u mišićima ne razgrađuje se dalje u mišićima- prenosi se u jetru i dalje se metabolizira u jetri. Za mnogo više detalja nego što vam je potrebno pogledajte Sadava 50-20 (samo 7. izdanje) ili napredne tekstove.

D. Apsorptivno vs postabsorptivno stanje - Složeniji prikaz kola

1. Što zaista reguliraju inzulin i amp glukagon? Zaista dvije različite stvari:

a. Održavanje homeostaze glukoze

b. Upravljanje epizodnim događajem (jedenje) - ovo se može smatrati samo još jednim primjerom homeostaze - ovdje 'epizodna' priroda prehrane generira dva osnovna stanja koja se moraju različito kontrolirati kako bi se održala homeostaza.

2. Postoje dva glavna stanja opskrbe hranom (ne samo glukozom). Detaljan dijagram prometa goriva u oba stanja (koji nadilazi ono što vam je potrebno) nalazi se na Sadava sl. 50.20 (samo 7. izdanje) i u svim knjigama o fiziologiji.

a. Apsorptivno State

(1). Energetski metabolizam: uglavnom anabolička sinteza i skladištenje makromolekula.

(2). Izvor energije: glukoza je primarni izvor energije.

(3). Rizik?U ovom stanju, odmah nakon jela, postoji rizik da će se nivo glukoze u krvi povećati ustati previse.

(4). Hormon: Apsorpcijsko stanje u potpunosti ovisi o inzulinu. Inzulin utječe na sva tri efektorna organa.

b. Postabsorptivna država

(1). Energetski metabolizam: uglavnom katabolički → raspad makromolekula radi oslobađanja glukoze*

(2). Izvor energije: masne kiseline su primarni izvor energije (osim u mozgu).

(3). Rizik? U ovom stanju, između obroka, postoji rizik da će nivo glukoze u krvi doći pastiprevise.

(4). Hormoni: Postabsorptivno stanje je uvelike uzrokovano nedostatkom inzulina koji također koristi glukagon, ali hormoni stresa (kortizol i epinefrin) mogu nadoknaditi glukagon. Glukagon uglavnom utječe na jetru.

*(Glukoneogeneza se javlja i u jetri = ponovna sinteza glukoze iz manjih molekula, pogledajte tekstove ako vas zanima.)

Za pitanja o ovoj temi pogledajte problem 7, pitanja 7-23 do 7-26 i 4R-3.

Da biste pregledali i bili sigurni da ste dobro razumjeli ovu temu, popunite sljedeće tablice:

* Masno tkivo ima receptore za glukagon, ali nije poznat odgovor na fiziološke nivoe glukagona.

Insulin Glukagon
Tip receptora/signalnog puta
Učinak na glukozu u krvi - otpuštanje ili unos?
Učinak na glikogen - sinteza ili razgradnja?
Rezultat unutarstaničnog metabolizma glukoze - iskoristiti ga ili generirati?
Mobilizirati GLUT4?
Učinak na puteve unutarstanične proizvodnje glukoze - inhibirati ili stimulirati?


III. Uvod u hormone (endokrine) i faktore rasta amp

O. Kako opisati ili klasifikovati hormone?

1. Mnoge moguće klasifikacijske sheme -- Hormoni se mogu klasifikovati prema efektu, hemijskoj prirodi, izvoru (koja žlijezda?), Ciljnim ćelijama itd. Itd. Vidjeti Temu IV (za referencu) za opsežnu listu.

2. Pitanja koja treba imati na umu tokom kursa

a. Procesi kontrolirani hormonima - primjere vidjeti gore.

b. Glavne žlijezde koje proizvode hormone - Proći ćemo ovo kasnije.

c. Detalji o specifičnim hormonima - za primjere, vidi gore, više će se raspravljati kako se pojave.

B. Sažetak tipičnih hormonskih uloga i primjeri. Pogledajte Beckerovu tablicu 14-3 ili Sadavu sl. 41,6 (41,5) za tabelarno prikazivanje hormona prema vrsti funkcije (Becker) ili prema izvoru (Sadava).

1. Odgovor na stres - kortizol, epinefrin. Reguliše otkucaje srca, krvni pritisak, upale itd.

2. Održavanje homeostaze - insulin, glukagon, kortizol. Regulirajte opskrbu glukozom/energijom u krvi i općenito koncentracije tvari. Održavajte manje -više konstantne uslove = homeostaza.

3. Regulacija epizodnih ili cikličnih događaja - estrogen, inzulin, oksitocin- reguliraju laktaciju, trudnoću, učinke prehrane itd.

4. Rast/ukupna regulacija - faktori rasta, tropski hormoni- reguliraju proizvodnju drugih hormona. (Napomena: nisu svi GF endokrini.)

5. Hormoni mogu imati više funkcija. Imajte na umu da su neki hormoni gore navedeni dva puta, jer mnogi imaju više funkcija. Na primjer, kortizol se stalno stvara za održavanje homeostaze, ali se luči u većim količinama kao odgovor na stres.


IV. Kako pratiti hormone - Kako klasificirati hormone i pojačati faktore rasta (ili signalne molekule općenito). Sljedeće je zamišljeno kao kontrolna lista koja će vam pomoći u praćenju različitih molekula signala kako se pojavljuju. To je za referentne i studijske svrhe, neće se raspravljati na času.
Neka od ovih pitanja/kategorija se preklapaju i ne možete odgovoriti na sva pitanja o svim hormonima, faktorima rasta itd., Ali lista pomaže u organiziranju informacija koje imate.

1. Vrsta radnje - Je li to parakrin, endokrini (hormon), faktor rasta, neurotransmiter itd.? (Vidi materijal 7B)

2. Hemijska priroda - Je li to peptid, aminokiselina ili derivat, masna kiselina ili derivat ili steroid? Vidi Beckerovu tablicu 14-4.

3. Gdje se proizvodi? U kojoj žlezdi ili tkivu? (HT? Pankreas?) Vidi Sadava sl. 41,6 (41,5).

4. Ciljane ćelije - gdje djeluje? (Mišići i jetra? Samo jetra?)

5. Mehanizam transdukcije signala

A. Lokacija/tip receptora na ciljnim stanicama - Je li receptor na površini ili unutarstaničan? TK* ili G protein povezan?

B. Vrsta prenosa signala - postoji li drugi glasnik? Koje? ** Ako nema, što povezuje receptor s unutarstaničnim događajima?

C. Unutarstanični način djelovanja - koji se mehanizam koristi za postizanje krajnjeg rezultata? Postoji li promjena u aktivnosti enzima? promjena u transkripciji? oboje? promjena stanja ionskog kanala?

6. Šta se zapravo radi? Šta se dešava?

A. Biohemijski govoreći: Koji ciljni enzimi, proteini ili geni su pogođeni (aktivirana glikogen fosforilaza? Transkribovan gen za enzim X?)

B. Fiziološki krajnji rezultat: Izlučuje se još jedan hormon? Razbijen glikogen i pojačana glukoza u krvi? Imajte na umu da & quotresult & quot može imati nekoliko koraka, a više puta se ponekad može smatrati & quotthe kraj. & Quot

C. Koja je (teleološka) tačka? Koju cjelokupnu funkciju opslužuje djelovanje molekula signala?

1. Jedna lista mogućnosti: Homeostaza, odgovor na stres, rast*, održavanje nekog ciklusa

2. Alternativna verzija liste: Regulacija stopa procesa, rast i specijalizacija pojačala, Konc. tvari i odgovor na stres.

3. Dvije liste su zaista iste = homeostaza (kontrola stopa i koncentracija pojačala), odgovor na stres i & amp; regulacija rasta (jednosmjerni i ciklični).

* Detalji o receptorima povezanim s TK (još se) nisu raspravljali 2011. godine. Dosadašnja stvar je da oni nisu GPCR -i i rade drugačije.
** O transdukciji signala koji uključuje druge glasnike osim cAMP -a bit će riječi nakon živca.


Sljedeći put:
Dr. Firestein će raspravljati o električnoj komunikaciji. Ako želite gledati unaprijed, pogledajte predavanja 15 i 16 16 2010.


BIOHEMIJA, BIOMEDICINA & FARMACEUTSKA OPREMA

2) Koji je od navedenih enzima neispravan u galaktozemiji- fatalnom genetskom poremećaju kod dojenčadi?
a) Glukokinaza
b) Galaktokinaza
c) Galaktoza-1-fosfat-uridil transferaza
d) UDP-galaktoza 4-epimeraza

3) U jetri, nakupljanje kog od navedenih metabolita umanjuje inhibiciju ATP na fosfofruktokinazu?
a) Glukoza-6-fosfat
b) citrat
c) fruktoza-1,6-bisfosfat
d) fruktoza-2,6-bisfosfat

4) Mutacija u kojoj od navedenih enzima dovodi do bolesti skladištenja glikogena poznate kao Tarui -ova bolest?
a) Glukokinaza
b) Fosfofruktokinaza
c) Fosfoglukomutaza
d) piruvat kinaza

5) Eritrociti se podvrgavaju glikolizi radi proizvodnje ATP -a. Nedostatak … … … … …. enzim dovodi do hemolitičke anemije?
a) Glukokinaza
b) Fosfofruktokinaza
c) Fosfoglukomutaza
d) piruvat kinaza

6) Ćelije raka imaju velike potrebe za energijom za replikaciju i diobu. Povećani protok glukoze u glikolizu nadoknađuje potrebe za energijom. Koji od navedenih enzima igra važnu ulogu u metabolizmu tumora?
a) Glukokinaza
b) Fosfofruktokinaza
c) Fosfoglukomutaza
d) Piruvat kinaza M2

7) Koji su od sljedećih transportera glukoze (GLUT) važni za inzulinski ovisnu apsorpciju glukoze?
a) GLUT1
b) GLUT2
c) GLUT3
d) GLUT4

8) Koji je od sljedećih transportera glukoze (GLUT) prisutan u beta stanicama gušterače?
a) GLUT1
b) GLUT2
c) GLUT3
d) GLUT4

9) Koji je od sljedećih transportera glukoze (GLUT) važan za transport fruktoze u crijevima?
a) GLUT1
b) GLUT3
c) GLUT5
d) GLUT7

10) Koji od navedenih metabolita negativno reguliše piruvat kinazu?
a) Fruktoza-1,6-bisfosfat
b) citrat
c) Acetil CoA
d) Alanin

11) U nedostatku kisika, piruvat se u mišićima pretvara u laktat jer
a) Laktat je supstrat sa nizvodnog puta
b) Laktat djeluje kao supstrat za stvaranje aminokiselina
c) tokom produkta laktata proizvode se dva ATP -a
d) tokom stvaranja laktata, NADH se pretvara u NAD.

12) Koji od navedenih glikolitičkih enzima je inhibiran nakupljanjem dugolančane masne kiseline u jetri?
a) Heksokinaza
b) Glukokinaza
c) Fosfofruktokinaza
d) Piruvat kinaza

13) Koja je od sljedećih tvrdnji vezana za fosfofruktokinazu-I lažna:
a) PFK-2 je izoenzim PFK-1 koji je prisutan u jetri
b) PFK-1 aktivira AMP, a inhibira ATP i citrat
c) Vezanje ATP-a za PFK-1 inducira promjenu konformacije iz R u T stanje
d) PFK-1 je regulisan posttranslacionom modifikacijom kao što je fosforilacija

14) Koja je od sljedećih tvrdnji o fosfofruktokinazi-2 (PFK-2) lažna?
a) PFK-2 je bifunkcionalni enzim koji ima kinazni domen, domen fosfataze i regulatorni domen
b) Aktivirana protein kinaza A fosforilira PFK-2 i aktivira domenu fosfataze
c) PFK-2 katalizira pretvorbu fruktoza-6-fosfata u fruktozu 2-6 bisfosfat
d) PFK-2 fosfatazna aktivnost aktivirana je signalnim putem insulina.

15) Koji od navedenih hormona smanjuje glukozu u krvi i povećava apsorpciju glukoze u različitim tkivima, poput skeletnih mišića, masnih tkiva?
a) Glukagon
b) Epinefrin
c) Kortizol
d) Insulin

16) Koja od navedenih tvrdnji je tačna?
a) Glikoliza se javlja samo u stanicama sisavaca
b) Glikoliza se javlja u mitohondrijima
c) Glikoliza se javlja u prisustvu i odsustvu kiseonika
d) Glikoliza se javlja kada je koncentracija ATP -a visoka.

17) Koji je korak ograničavanja brzine u glikolizi?
a) Heksokinaza
b) Fosfoheksozoizomeraza
c) gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza
d) Enolase

18) Neto dobit ATP -a tokom pretvaranja glukoze u piruvat je:
a) 1 ATP
b) 2 ATP
c) 1 ATP +1 GTP
d) 4 ATP

19) Tokom pretvaranja glukoze u piruvat nastaju dvije molekule NADH. Koji od sljedećih koraka generira NADH?
a) Pretvaranje fruktoza-6-fosfata u fruktoza-1-6-bisfosfat
b) Pretvaranje gliceraldehid-3-fosfata u 1-3-bisfosfoglicerat
c) Pretvaranje 3-fosfoglicerata u 2-fosfoglicerat
d) Pretvaranje fosfoenolpiruvata u piruvat

20) Koji je korak u glikolizi?
a) Pretvaranje glukoze u glukozu-6-fosfat
b) Pretvaranje fruktoza-6-fosfata u fruktoza-1,6-bisfosfat
c) Pretvaranje gliceraldehid-3-fosfata u 1-3-bisfosfoglicerat
d) Pretvaranje 3-fosfoglicerata u 2-fosfoglicerat

21) Glikoliza se sastoji od tri nepovratna koraka. Koje od navedenih reakcija kataliziranih enzimom nisu nepovratni koraci u glikolizi?
a) Heksokinaza
b) Fosfofruktokinaza
c) gliceraldehid-3-fosfat kinaza
d) Piruvat kinaza

22) Slijede negativni regulatori fosfofruktokinaze, osim
a) ATP
b) AMP
c) citrat
d) pH

23) Koji od sljedećih koraka inhibira natrijev fluorid?
a) Gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza
b) 3-fosfoglicerat mutaza
c) Enolase
b) AMP

24) Koji od sljedećih koraka je inhibiran tokom trovanja arsenatom?
a) Gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza
b) 3-fosfoglicerat mutaza
c) Enolase
d) Piruvat kinaza

25) Koji od navedenih enzima katalizira pretvorbu piruvata u laktat?
a) Piruvat reduktaza
b) Laktat reduktaza
c) Laktat dehidrogenaza
d) Piruvat dehidrogenaza

26) Glukokinaza je izoenzim heksokinaze koji ima visoke Km i Vmax. Koji od navedenih organa eksprimira glukokinazu?
a) Bubrezi
b) Mišić
c) Jetra
d) Mozak

27) Glukoneogeneza je proizvodnja glukoze iz molekula ugljikohidrata. Što od navedenog nije supstrat za glukoneogenezu?
a) Laktat
b) Alanin
c) glicerol
d) Acetil CoA

28) Glukoneogeneza se javlja u jetri i bubrezima. Koji je od sljedećih enzima važnih za glukoneogenezu koji se eksprimira isključivo u tim tkivima?
a) Glukoza-6-fosfataza
b) fruktoza-1,6-bisfosfataza
c) Fosfoenolpiruvat karboksikinaza
d) Piruvat karboksilaza

29) Tijekom glukoneogeneze moraju se zaobići tri nepovratna koraka glikolize. Prvi korak je pretvaranje piruvata u fosfoenolpiruvat. Koja je od sljedećih tvrdnji lažna u vezi s korakom reakcije?
a) Ova reakcija uključuje proces u dva koraka koji kataliziraju piruvat karboksilaza i fosfoenolpiruvat karboksikinaza
b) Pretvaranje oksaloacetata iz piruvata događa se u mitohondrijima i prelazi u citosol.
c) Za stvaranje fosfoenolpiruvata potrebni su i ATP i GTP kao izvor energije.
d) Acetil CoA je aktivator enzima piruvat karboksilaze.

30) Tijekom glukoneogeneze moraju se zaobići tri nepovratna koraka glikolize. Posljednji korak je pretvaranje glukoze-6-P u glukozu koju katalizira glukoza-6-fosfataza. Koja je od sljedećih tvrdnji tačna za korak reakcije?
a) Pretvaranjem glukoze-6-fosfata u glukozu oslobađa se jedna molekula ATP-a
b) To je visoko aktivan enzim u skeletnim mišićima
c) Nedostatak glukoza-6-fosfataze dovodi do abnormalnog nakupljanja glikogena u jetri
d) Reakcija se javlja u mitohondrijima

31) Koja od navedenih tvrdnji je tačna za Cori ciklus?
a) Cori ciklus uključuje tri tkiva mišiće, jetru i mozak
b) Uključuje transport laktata iz jetre u koštano tkivo radi glukoneogeneze
c) Uključuje transport laktata iz skeletnih mišića u jetru radi glukoneogeneze
d) Aktivan je u fazama mirovanja i dobro uhranjen

32) Tokom produženog gladovanja, koji je od sljedećih hormona odgovoran za povećanje glukoneogeneze u jetri
a) Insulin
b) Glukagon
c) TSH
d) Tiroksin

Odgovori
1-a) Glukokinaza
2-c) Galaktoza-1-fosfat Uridil transferaza
3-d) fruktoza-2,6-bisfosfat
4-b) fosfofruktokinaza.
5- d) piruvat kinaza
6- d) piruvat-kinaza M2
7- d) GLUT4
8- b) GLUT2
9- c) GLUT5
10- d) Alanin
11- d) tokom stvaranja laktata, NADH se pretvara u NAD
12- b) Glukokinaza
13- d) PFK-1 je regulisan posttranslacionom modifikacijom kao što je fosforilacija
14- b) Aktivirana protein kinaza A fosforilira PFK-2 i aktivira domenu fosfataze
15-d) Insulin
16-c) Glikoliza se javlja u prisutnosti i nedostatku kisika
17- a) Hexokinase
18- b) 2 ATP
19- b) Conversion of glyceraldehydes-3-phosphate to 1-3-bisphosphoglycerate
20- b) Conversion of fructose-6-phosphate to fructose-1,6-bisphosphate
21- c) Glyceraldehyde-3-phosphate kinase
21-b) AMP
23- c) Enolase
24-a) Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase
25- c) Lactate dehydrogenase
26-c) Liver
27-d) Acetly CoA
28- a) Glucose-6-phosphatase
29-d) Acetyl CoA is an activator of enzyme pyruvate carboxylase
30- c) Defect in glucose-6-phosphatase leads to abnormal accumulation of glycogen in liver
31-c) It involves transport of lactate from skeletal muscle to liver for gluconeogenesis
32-b) Glucagon


The glycogenesis pathway/ Steps of glycogenesis

The pathway of glycogenesis includes a series of steps that result in complex glycogen formation in the cytoplasm of the liver and cells of the muscles. The steps of glycogenesis are as follows:

  1. Glucose phosphorylation – In the initial phase, glucose is phosphorylated into glucose-6-phosphate, a usual reaction in glikoliza. It is catalyzed by glucokinase (liver) and hexokinase (muscle).
  2. Conversion of Glc-6-P to Glc-1-P – An enzyme Phosphoglucomutase will catalyze the conversion of Glucose-6-P is converted to Glc-1-Phosphate.
  3. UTP (uridine triphosphate) attaches to Glc-1-P – The third step focuses on the reaction of glucose-1-P to UTP thereby forming active nucleotide UDP-Glc (Uridine diphosphate glucose). The one responsible for such reaction is the enzyme UDPGlc Pyrophosphorylase.
  4. UDP-Glc attaches to glycogen primer – A small fragment of already existing glycogen will serve as a primer in order to stimulate the synthesis of glycogen. The glucose from UDP-Glc will be accepted by glycogenin. The initial glucose unit is attached to the hydroxyl group of tyrosine of glyogenin. The first molecule of glucose is transferred to glycogenin, which will then takes up for glucose residues forming a fragment of primer. It will be the one to accept all glucose molecules.
  5. Glycogen synthase synthesizes glycogen – Glycogen synthase transfers glucose from UDP-Glc to glycogen (non-reducing end) forming alpha 1,4-linkages. The same enzyme catalyzes the synthesis of the unbranched molecule with alpha-1,4-glycosidic linkages.
  6. The formation of glycogen braches – The final step is the formation of glycogen branches caused by the effect of branching enzyme, which transfers a small fragment of about five to eight residues of glucose from the non-reducing end of the glycogen chain to another glucose residue linked by alpha-1,6 bond. This action causes the formation of a new non-reducing end. The final result is the elongation and branching out of the glycogen chain. (2, 5, 6, 7, and 8)

The process of glycogenesis utilizes two molecules of ATP. One molecule is needed for glucose phosphorylation and another molecule is needed to convert UDP to UTP.


Conversion and storage of glucose to glycogen - Biology

Glycogen storage diseases (GSDs) are inherited inborn errors of metabolism of carbohydrates. In general, these results from a lack of specific enzymes involved in the breakdown of amino acids or other metabolites, or the conversion of fat and carbohydrates to energy. This activity describes the evaluation and management of GSDs and explains the role of the interprofessional team in the management of these patients.

  • Identify the etiology of glycogen storage disease.
  • Explain the patient history associated with glycogen storage disease.
  • Outline the use of a biopsy, blood and urine tests and MRI/CT scan in the evaluation of glycogen storage disease.
  • Summarize the importance of improving care coordination among the interprofessional team members to enhance the delivery of care for those with glycogen storage disease.

Uvod

Glycogen storage diseases (GSDs) are inherited inborn errors of metabolism (IEM) involving carbohydrate metabolism. IEMs are often caused by single gene mutations that encode specific proteins: they are very relevant to pediatrics since these diseases may first manifest themselves in neonates or early childhood. IEMs should be considered in the differential diagnosis of any sick neonate. In general, IEMs result from the lack or insufficient level of specific enzymes that are needed to: (1) convert fat or carbohydrates to energy (2) breakdown amino acids or other metabolites, allowing them to accumulate and become toxic. GSDs, depending on the specific type, can result from a failure to convert glycogen into energy and/or a toxic glycogen accumulation. All GSDs are due to a failure to use or store glycogen [1]. Glycogen is a branched polymer with its monomeric units being glucose (Figure 1). After a meal, the level of glucose in plasma increases and stimulates the storage of excess glucose in cytoplasmic glycogen spherical. The liver contains the highest percent glycogen by weight (about 10%) whereas muscle can store about 2% by weight. Nevertheless, since the total muscle mass is greater than liver mass, the total mass of glycogen in muscle is about twice that of the liver. When needed, the glycogen polymer can be broken down into glucose monomers and utilized for energy production. Many of the enzymes and transporters for these processes are key to the etiology of GSDs.  An increasing number of GSDs are being identified, but some are very rare. We will review the GSD type 0, 1, 2, 3, 4, 5, and 6 (see Figure 1). In the past, GSDs were also named by the discovering physician, as indicated in Table 1.

Etiology

The etiology of GSD is best understood by following the metabolic events leading to the synthesis (glycogenesis) and degradation of glycogen (glycogenolysis) [2]. Genetic defects in the enzymes and transporters involved in either glycogenesis or glycogenolysis are actual or potential causes of all GSDs. Excess dietary glucose is stored in glycogen and glycogen synthesis is, in part, accomplished by glycogen synthase (GS). As indicated in Table 1, there are two distinct forms of glycogen synthase, one in the liver encoded by the GYS2 gene and one in skeletal muscle encoded by the GYS1 gen. Both forms of GS work by linking (alpha-1,4 links) a glucose monomer to the growing glycogen polymer. As indicated in Figure 1, glycogen has two different types of linkages, alpha-1,4 links, and alpha-1,6 links. About 95% of linkages in glycogen are alpha-1,4 links. The absence or malfunction of liver glycogen synthase due to mutations in the GYS2 gene will prevent glycogen from being synthesized in the liver, and this is the cause of GSD type 0a (Table 1). Similarly, the absence or malfunction of muscle glycogen synthase due to mutations in the GYS1 gene will prevent glycogen from being synthesized in muscles, and this is the cause of GSD type 0b (Table 1).

While glycogen synthase can catalyze the alpha-1,4 glucose linkages in glycogen, a different enzyme, glycogen branching enzyme (GBE1 gene symbol), is needed to produce the branching alpha-1,6 linkages (Figure 1). Mutations in the glycogen branching enzyme can result in the production of glycogen with an abnormal structure, and this is the cause of GSD type 4 (Table 1). The abnormal glycogen structures are called polyglucosan bodies: they can accumulate in all cells, but most markedly in liver and muscle cells. Polyglucosan bodies do not effectively undergo glycogenolysis, and in muscle tissue, this can cause weakness and myopathy. In the liver, the accumulation of polyglucosan bodies causes hepatomegaly.

While GSD 0a and GSD 0b are due to insufficient storage of glycogen, most GSDs are due to an inability to remove glucose from glycogen (glycogenolysis) resulting in excess glycogen tissue storage. The first step in glycogenolysis is the release of glucose-1-phosphate (G-1-P) from glycogen by the action of glycogen phosphorylase.

GSD type 5 is caused by mutations in the glycogen phosphorylase gene specific for muscle (PYGM). Mutations in the glycogen phosphorylase gene specific for liver (PYGL) cause GSD type 6.

The glucose-1-phosphate released by glycogen phosphorylase is converted to glucose-6-phosphate (G-6-P) by the action of phosphoglucomutase.

Glucose-6-phosphate in the liver is, in turn, converted to glucose by glucose-6-phosphatase (gene name G6PC) and the resulting glucose is released into the blood as an energy source for other tissues/organs, such as the brain (see Figure 2).

G-6-P  ->  G  + P (liver not muscle) -> into blood

It should be noted that muscle lacks glucose-6-phosphatase and therefore does not release glucose into the blood. GSDs type 1 is the result of genetic disorders in the metabolism of glucose-6-phosphatase [3]. GSD type Ia (also called von Gierke disease) is caused by mutations in the G6PC gene (Table 1). Glucose-6-phosphate is synthesized in the cytoplasm of hepatocytes and must be transported into the lumen of the endoplasmic reticulum (ER) where it is acted upon by glucose-6-phosphatase yielding glucose which is transported back to the cytoplasm and then through the hepatic GLUT2 transporter into the blood. Glucose-6-phosphate translocase1 (G6PT1) is the transporter protein that provides a G-6-P channel between the cytoplasm and the E. The G6PT protein is made of three subunits termed G6PT1, G6PT2, and G6PT3 (see Figure 2). Mutations in the SLC37A4 gene, which encodes the G6PT1 protein, are responsible for GSD type Ib (Figure 1). Fanconi-Bickel disease is a rare GSD caused by a GLUT2 deficiency (gene name SLC2A2). GLUT2 deficiency results in a failure to export glucose, an increased intracellular glucose level and reduced degradation of glycogen: eventually there is increased glycogen storage and hepatomegaly.

As mentioned above, glycogen is a branched polymer. While glycogen phosphorylase works well at removing glucose from alpha-(1,4)-linkages, it does not work at branch points. Branch points are alpha-1,6 linkages: a glycogen debranching enzyme (GDE) is required, which in mammals is called &ldquoammylo-alpha-1,6-glucosidase,ل-alpha-Glucanotransferase&rdquo with the gene name AGL. GSD type 3 is caused by mutations in the AGL gene (Figure 1), resulting in either a nonfunctional GDE enzyme (GSD type 3a or type 3b) or a GDE with reduced function (GSD type 3c and 3d) [4].

GSD 2 is unique among GSD since it is also classified as lysosomal storage disease (LSD) [5]. Lysosomes are subcellular organelles that recycle cellular macromolecules. All LSDs are caused by a missing or nonfunctional lysosomal enzyme. In the case of GSD 2, this enzyme is lysosomal acid alpha-glucosidase (gene name GAA), which breaks down glycogen into glucose for use as a cellular energy source. Mutation in the GAA gene results in the toxic accumulation of glycogen in lysosomes.

Epidemiology

The overall incidence of GSD (all forms) in Europe, Canada, and the United States is estimated to be between 1 in 20,000 and 1 in 40,000. This incidence is probably an underestimate since some individuals can have a very mild form of GSD that is never diagnosed and other forms can result in fetal or neonatal sudden death and go undiagnosed. There are frequency differences between ethnic groups, e.g., GSD type 3 is more frequent in individuals of North African Jewish descent. GSD type 6 is more common in the old order Mennonite population than the general population.

Pathophysiology

Figure 1 summarizes the pathophysiology for each GSD, along with organ(s) affected, as well as the potential signs. In general, GSDs primarily affect the liver, skeletal muscle, or both. An inability to synthesize glycogen (e.g., GSD 2) or an inability to properly release glucose from glycogen can result in hypoglycemia and exercise intolerance. The inability to properly release glucose from glycogen can result in the abnormal accumulation of glycogen. In the liver (e.g., GSD typeكb and 3d) this can result in hepatomegaly with the potential for cirrhosis. In skeletal muscle, e.g., GSD 5, this can prevent proper muscle functioning, exercise intolerance and rhabdomyolysis.

History and Physical

GSDs are a diverse set of rare inborn errors of carbohydrate metabolism that can have a very variable phenotypic presentation even within same GSD type. Obtaining a family pedigree is useful in establishing the mode of inheritance. Most GSDs show an autosomal recessive inheritance, but a few, e.g., a subtype of GSD-IX) show an X-linked inheritance. Very general symptoms/signs would include:

  1. Failure to grow
  2. Heat intolerance
  3. Exercise intolerance
  4. Hypoglycemia
  5. Hepatomegaly
  6. Low muscle tone
  7. Acidosis
  8. Hyperlipidemia. 

In GSD Type 1, glycogenolysis in the liver results in increased lactic acid production (lactic acidosis) due to the intracellular accumulation of glucose-6-phosphate which stimulates the glycolytic pathway. 

Evaluation

The evaluation would include (1) a biopsy of the affected tissue to measure glycogen content and appropriate enzymatic assays, (2) blood and urine tests, and (3) an MRI/CT scan. The blood tests would include serum glucose, anion gap, serum lactate, pH, serum uric acid, a lipid panel, serum gamma-glutamyltransferase, serum alkaline phosphatase, calcium, phosphorus, urea, and creatinine levels, complete blood count (CBC) and differential. Urine analysis would include testing for aminoaciduria, proteinuria, and microalbuminuria in older patients as well as excreted uric acid and calcium. Liver and kidney MRI (or CT) are routinely done for adults and ultrasonography for patients less than 16 years of age.

Treatment / Management

At present, there is no cure for any GSD, and most treatments attempt to alleviate signs/symptoms. Key overall goals are to treat or avoid hypoglycemia, hyperlactatemia, hyperuricemia, and hyperlipidemia. Hypoglycemia is avoided by consuming starch and an optimal, physically modified form, Glycosade, is now commercially available. Hyperuricemia is treated with allopurinol and hyperlipidemia with statins. GSD type 2 can now be treated with enzyme replacement therapy (ERT), using recombinant alglucosidase alfa (Lumizyme) which degrades lysosomal glycogen [6]. There is ongoing research to use ERT with other forms of GSD. Liver transplantation should be considered for patients with GSD type 4 classical and progressive hepatic forms and for GSDs that have progressed to hepatic malignancy or failure.

Diferencijalna dijagnoza

  • Charcot-Marie-Tooth disease
  • Congenital disorders of glycosylation
  • Congenital lactic acidosis
  • Deficiencies of phosphofructokinase
  • Disorders of uric acid metabolism
  • DNA depletion syndrome
  • Duchenne muscular dystrophy
  • Duchenne-Becker muscular dystrophy
  • Endocardial fibroelastosis
  • Fatty acid oxidation disorders
  • Fructose-1-phosphate aldolase deficiency
  • Fructose-1,6-biphosphatase deficiency
  • Galactosemia
  • Hyperlipoproteinemia
  • Limb-girdle muscular dystrophy
  • Limb-girdle muscular dystrophy
  • Lysosome-associated membrane protein 2 deficiency
  • Mitochondrial DNA depletion syndromes
  • Mitochondrial myopathies
  • Neurovisceral sphingolipidosis
  • Niemann-Pick disease
  • Organic acidurias
  • Organic acidurias
  • Polymyositis
  • Sphingomyelinase Deficiency
  • Spinal muscular atrophy
  • Werdnig-Hoffman disease
  • Zellweger syndrome

Enhancing Healthcare Team Outcomes

GSDs are not common and should be managed with an interprofessional team including nurses and dietitians. At present, there is no cure for any GSD, and most treatments attempt to alleviate signs/symptoms. The key overall goals are to treat or avoid hypoglycemia, hyperlactatemia, hyperuricemia, and hyperlipidemia. These patients need lifelong monitoring and despite optimal treatment, the outcomes are poor.


Glucose-6-Phosphate

However the main use for glycogenolysis is the creation of glucose-6-phosphate, which has a prominent position in cellular chemistry. This is the form of glucose most commonly used in cells, and here it can be converted to glycogen or starch for storage can be used in glycolysis which creates free energy convertible to ATP or in the pentose phosphate pathway which generates the coenzyme NADPH and the monosaccharide pentoses.

Its role in creating ATP (adenosine triphosphate) is the most important form of all however, as this is the ‘universal energy currency’ of life, which is responsible for enabling movement and everything else we do.


Pogledajte video: Можно ли вылечить нарушенную толерантность к глюкозе НТГ? (Januar 2022).