Метаболизм гексоз

Среди гексоз, абсорбируемых в ЖКТ человека, преобладают глюкоза, фруктоза и галактоза. В тканях, в первую очередь в печени, функционируют специальные пути превращения фруктозы и галактозы в глюкозу.

В сутки в организм человека поступает около 100 г фруктозы. ~ 80% поступившей фруктозы метаболизируется в печени и превращается в глюкозу. В печени, почках и кишечнике фермент фруктокиназа фосфорилирует фруктозу с использованием АТФ до фруктозо-1-фосфата. Этот фермент не катализирует фосфорилирование глюкозы и на его активность (в отличии от глюкокиназы) не влияют голодание и инсулин. Поэтому фруктоза может использоваться у больных сахарным диабетом и при поражении печени. Распад фруктозы в печени по пути гликолиза происходит быстрее, чем глюкозы, так как фруктоза минует стадию, характерную для метаболизма глюкозы, катализируемую фосфофруктокиназой.

Фруктоза может быть фосфорилирована с образованием фруктозо-6-фосфата в реакции, катализируемой гексокиназой – ферментом, который катализирует реакции фосфорилирования глюкозы и маннозы. Однако сродство данного фермента к фруктозе гораздо ниже, чем к глюкозе, поэтому этот путь не является основным при усвоении фруктозы и протекает медленно.

Наследственные нарушения обмена фруктозы:

1. Дефект фруктокиназы. В крови накапливается фруктоза (фруктоземия), которая поступает в мочу (фруктозурия). Это состояние называется эссенциальная фруктозурия. Протекает бессимптомно.

2. Дефект альдолазы фруктозо-1-фосфата. Непереносимость фруктозы. Накопление фруктозо-1-фосфата ингибирует ферменты фосфорилазу гликогена, фосфоглюкомутазу и альдолазу фруктозо-1,6-бисфосфата, что приводит к резко выраженной гипогликемии и поражению глюкозо-зависимых органов и тканей (печень, мозг, почки и др.). Может приводить к летальному исходу.

Галактоза образуется при гидролизе в кишечнике дисахарида лактозы (молочного сахара). В печени галактоза легко превращается в глюкозу.

Галактоза фосфорилируется ферментом галактокиназа с использованием АТФ и образуется галактозо-1-фосфат. Галактозо-1-фосфат реагирует с УДФ-глюкозой с образованием УДФ-галактозы и глюкозо-1-фосфата. Фермент: гексозо-1-фосфат-уридилтрансфераза. На этой стадии галактоза занимает место в УДФ-глюкозе. УДФ-галактоза под действием 4’-эпимеразы превращается в УДФ-глюкозу.

Нарушение метаболизма галактозы наблюдается при наследственном дефекте уридилтрансферазы. Прием молока вызывает тошноту и рвоту. Происходит накопление галактозы в тканях. В ткани глаза галактоза восстанавливается, что приводит к развитию катаракты. В печени галактозо-1-фосфат вызывает снижение содержания неорганического фосфата. Развиваются нарушения функции печени и психики. Характерна триада симптомов: умственная отсталость, катаракта (помутнение хрусталика), гепатоспленомегалия (увеличение печени и селезенки).

Детям с дефектом этого фермента назначают диету, из которой исключают галактозу до 2-4 лет. В этом возрасте появляется второй путь, который менее интенсивный, но количество молока в питании резко падает.