क्लिनिकल प्रकटीकरण. ग्लुकोज-बी-फॉस्फेटसची कमतरता, किंवा वॉन गियरके रोग, हा एक ऑटोसोमल रिसेसिव्ह जनुकीय विकार आहे जो 1:100,000-1:400,000 च्या वारंवारतेसह होतो. हे सहसा जीवनाच्या पहिल्या 12 महिन्यांत हायपोग्लाइसेमिया किंवा हेपेटोमेगालीसह प्रकट होते. कधीकधी हायपोग्लाइसेमिया जन्मानंतर लगेचच निर्धारित केला जातो आणि केवळ क्वचित प्रसंगी तो रुग्णाच्या संपूर्ण आयुष्यात शोधला जाऊ शकत नाही. ला वैशिष्ट्येया अवस्थेत फुगीर-गाल, गोलाकार चेहरा, गंभीर हेपेटोमेगालीमुळे ओटीपोटात बाहेर पडणे आणि हात आणि पाय पातळ होणे यांचा समावेश होतो. हायपरलिपिडेमियामुळे उद्रेक xanthomatosis आणि रेटिनल लिपेमिया होऊ शकतो. स्प्लेनोमेगाली सामान्यतः सौम्य किंवा अनुपस्थित असते, जरी यकृताच्या डाव्या भागाची तीव्र वाढ काहीवेळा मोठी प्लीहा समजू शकते. आयुष्याच्या पहिल्या काही महिन्यांत, मुलाची वाढ सहसा विस्कळीत होत नाही, परंतु नंतर त्याचा विलंब होतो आणि परिपक्वता विलंब होतो. मानसिक विकास, एक नियम म्हणून, हायपोग्लाइसेमियाच्या परिणामांशिवाय त्रास होत नाही.

हायपोग्लाइसेमियाची गंभीर लक्षणे यामुळे असू शकतात तीव्र घसरणरक्तातील साखरेची पातळी (150 mg/l च्या खाली). यकृत एंझाइमची पातळी, जर उंचावलेली असेल, तर ती नगण्य आहे. या स्थितीचे निदान करण्यासाठी, रक्तातील लैक्टेटची पातळी निश्चित करणे महत्वाचे आहे, जरी ते आहार घेतलेल्या मुलामध्ये सामान्य श्रेणीमध्ये असू शकते. तथापि, केटोसिस तुलनेने क्वचितच विकसित होते. हायपरलिपिडेमिया बहुतेकदा कोलेस्टेरॉल आणि ट्रायग्लिसराइड्सच्या पातळीत वाढ होण्याच्या पार्श्वभूमीवर निर्धारित केला जातो. Hypertriglyceridemia अत्यंत उच्चारले जाऊ शकते (ट्रायग्लिसराइड पातळी कधी कधी 50-60 g/l पर्यंत पोहोचते). हायपरयुरिसेमिया बहुतेकदा मुत्र विसर्जन कमी होण्यामुळे आणि यूरिक ऍसिडच्या उत्पादनात वाढ झाल्यामुळे संबंधित असतो. यौवनानंतर, हायपर्युरिसेमिया अधिक स्पष्ट होतो. एपिनेफ्रिन किंवा ग्लुकागॉन घेतल्यानंतर प्लाझ्मा ग्लुकोजमध्ये लक्षणीय वाढ होत नाही, जसे गॅलेक्टोज घेतल्यानंतर रक्तातील ग्लुकोज वाढते. एक्स-रे सह आणि अल्ट्रासाऊंडमूत्रपिंडाच्या आकारात वाढ दिसून येते. बिघडलेले कार्य काहीसे कमी होऊ शकते मूत्रपिंडाच्या नलिका(फॅन्कोनी सिंड्रोम). मध्यम अशक्तपणा सामान्यत: वारंवार होणाऱ्या एपिस्टॅक्सिस आणि क्रॉनिक अॅसिडोसिसमुळे होतो आणि अॅसिडोसिसचा कालावधी जसजसा वाढत जातो तसतसा तो आणखी खराब होऊ शकतो. हेमोरेजिक डायथेसिस हे प्लेटलेटच्या बिघडलेल्या कार्याशी संबंधित आहे.

क्लिनिकल अभिव्यक्तींच्या आधारे प्रकार 1a रोगाचा संशय असल्यास, यकृत बायोप्सीद्वारे निदानाची पुष्टी केली जाऊ शकते. हे निदान लैक्टिक ऍसिडोसिस, गॅलेक्टोज सहिष्णुता चाचणीचे उल्लंघन किंवा मूत्रपिंडाच्या आकारात वाढ द्वारे देखील समर्थित आहे. प्रकार 1b ​​पासून प्रकार 1a ग्लायकोजेनोसिस वेगळे करण्यासाठी, बायोप्सी सामग्री योग्यरित्या हाताळली जाणे आवश्यक आहे. एंजाइम शोधण्यासाठी पुरेसे ऊतक सुई बायोप्सीद्वारे मिळू शकते; आवश्यक असल्यास, ऊतींचे मोठे वस्तुमान मिळविण्यासाठी, खुले यकृत बायोप्सी केली जाते. सूक्ष्म तपासणीमुळे यकृत पेशींच्या सायटोप्लाझम आणि न्यूक्लीमध्ये ग्लायकोजेनच्या प्रमाणात वाढ झाल्याचे शोधणे शक्य होते; त्यांच्यामध्ये व्हॅक्यूल्स स्पष्टपणे दिसतात. फायब्रोसिस सहसा अनुपस्थित असतो.

हायपोग्लायसेमिया आणि लैक्टिक ऍसिडोसिसमुळे रुग्णाच्या जीवाला धोका निर्माण होऊ शकतो. इतर गंभीर अभिव्यक्तींमध्ये लहान उंची, विलंब यौवन आणि हायपरयुरिसेमिया यांचा समावेश होतो. प्रौढ वयात, रुग्णाला यूरिक ऍसिड नेफ्रोपॅथी आणि यकृत एडेनोमॅटोसिस विकसित होऊ शकते. नोड्स अनेकदा पोहोचतात मोठे आकारआणि रेडिओआयसोटोप स्कॅनिंगद्वारे एकतर धडधड किंवा शोधले जातात. सामान्यतः 20-30 वर्षांच्या वयात त्यांच्या घातक परिवर्तनाचा उच्च धोका असतो. दीर्घकाळापर्यंत रुग्णांना एथेरोस्क्लेरोसिसचा धोका वाढतो.

उपचार. उपचारांचा मुख्य आधार म्हणजे वारंवार आहार देणे. मुलांना सहसा वारंवार आहार दिला जातो दिवसाआणि अनुनासिक तपासणीद्वारे - रात्री (धडा 74 पहा). आहारामध्ये अंदाजे 60% कार्बोहायड्रेट्सचा समावेश असावा आणि उत्पादनांमध्ये गॅलेक्टोज किंवा फ्रक्टोज नसावे, ज्याचा रक्तातील साखरेची पातळी राखण्यासाठी प्रभावीपणे वापर केला जाऊ शकत नाही. प्रत्येक कुटुंबाला हा उपचार कार्यक्रम प्रदान केला जाऊ शकत नाही, परंतु काही प्रकरणांमध्ये चयापचयातील बदल लक्षणीयरीत्या कमी करणे शक्य झाले आणि वाढ वाढली. हळूहळू शोषलेल्या ग्लुकोज पॉलिमरचा एक सोयीस्कर, स्वस्त आणि चवदार स्त्रोत म्हणजे रॉ कॉर्न स्टार्च, जो आहारातील थेरपीचा एक प्रमुख घटक असू शकतो. इष्टतम उपचारांसाठी आहारासाठी सांघिक दृष्टीकोन आवश्यक आहे आणि मानसिक समस्यारुग्ण आणि त्याचे कुटुंबीय. प्लाझ्मा युरेटची पातळी कमी करण्यासाठी अॅलोप्युरिनॉलची आवश्यकता असू शकते. हे बर्‍यापैकी आशावादी अल्पकालीन दृष्टीकोन प्रदान करते, परंतु यामुळे जोखीम कमी होते घातक ट्यूमरयकृत किंवा एथेरोस्क्लेरोसिस - अज्ञात. ग्लायकोजेनोसिसच्या काही प्रकारांमध्ये, पूर्वी पोर्टो-कॅव्हल अॅनास्टोमोसिस केले गेले होते, परंतु सध्या, उपचारांच्या या पद्धतीमध्ये स्वारस्य नाहीसे झाले आहे. जन्मपूर्व निदान सध्या शक्य नाही.

मायक्रोसोमल G-6-P ट्रान्सलोकेसची कमतरता, Ib टाइप करा

मायक्रोसोमल G-6-P ट्रान्सलोकेसची कमतरता, ज्याला पूर्वी स्यूडोटाइप I म्हणून ओळखले जाते, कदाचित Ia प्रकारापेक्षा 10 पट कमी आहे. मायक्रोसोमल ट्रान्सलोकेस हा शब्द G-6-P ला एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलममध्ये हस्तांतरित करण्याची क्षमता सूचित करतो. नैदानिक ​​​​अभिव्यक्ती Ia प्रमाणेच आहेत, परंतु विचित्र चिन्हे देखील आहेत: न्यूट्रोपेनिया, न्यूट्रोफिल्सचे बिघडलेले स्थलांतर आणि वारंवार पुवाळलेले संक्रमण. सर्वसाधारणपणे, Ib टाइप Ia पेक्षा अधिक गंभीर आहे. प्रयोगशाळेतील डेटा, सहिष्णुता चाचण्यांवरील प्रतिक्रिया आणि दोन्ही प्रकारच्या ग्लायकोजेनोसिससाठी उपचार समान आहेत.

डिटर्जंटच्या उपस्थितीत टिश्यू बायोप्सीमध्ये ग्लुकोज-6-फॉस्फेटसच्या सामान्य क्रियाकलापांमध्ये टाइप Ib रोग प्रकार Ia पेक्षा वेगळा असतो. तथापि, जर ताज्या ऊतींचे एकसंधीकरण केले असेल आणि डिटर्जंटशिवाय एन्झाईम निश्चित केले असेल तर Ib प्रकारातील ग्लुकोज-6-फॉस्फेटची क्रिया कमी असेल. या परिणामांनी मायक्रोसोमल ग्लुकोज-6-फॉस्फेट वाहतूक प्रणालीची अनुवांशिक कमतरता Ib ग्लायकोजेनोसिस प्रकारातील मुख्य दोष दर्शविली. न्यूट्रोपेनिया आणि बिघडलेल्या न्यूट्रोफिल स्थलांतराचे कारण अस्पष्ट राहिले आहे, जरी या पेशींमध्ये G-6-P वाहतुकीची भूमिका विचारात घेतली जाऊ शकते.

डेब्रांचरची कमतरता, प्रकार III

क्लिनिकल प्रकटीकरण. डिग्रेडिंग एन्झाईमची कमतरता, ज्याला कोरी रोग देखील म्हणतात, हा एक ऑटोसोमल रेक्सेटिव्ह रोग आहे आणि सर्वात जास्त वारंवार फॉर्मग्लायकोजेनोसिस, विशेषतः उत्तर आफ्रिकेतील ज्यूंमध्ये सामान्य. नवजात मुलांमध्ये, एक नियम म्हणून, रोग स्वतः प्रकट होत नाही; हायपोग्लाइसेमिया आणि हेपेटोमेगालीची लक्षणे सहसा आयुष्याच्या पहिल्या वर्षात दिसतात. वैद्यकीय तपासणीचे निष्कर्ष प्रकार Ia रोगासारखेच आहेत, त्याशिवाय स्प्लेनोमेगाली अधिक स्पष्ट आहे, परंतु क्लिनिकल कोर्ससहसा कमी तीव्र. लहान मुलांमध्ये मायोपॅथी सामान्यतः सौम्य असते, परंतु प्रौढांमध्ये ती प्रगती करू शकते आणि अपंगत्व आणू शकते. काही प्रकरणांमध्ये, निदान तेव्हाच केले जाते जेव्हा रुग्ण प्रौढ होतो, कारण बालपणात लक्षणे खूपच खराब होती आणि लक्ष वेधून घेत नव्हते.

सुमारे 80% रुग्णांमध्ये, उपवास केल्याने रक्तातील ग्लुकोजची पातळी कमी होते, ग्लुकागॉन किंवा अॅड्रेनालाईनला त्याचा प्रतिसाद कमी होतो, परंतु खाल्ल्यानंतर लवकरच ते सामान्य स्थितीत येऊ शकते, कारण ग्लायकोजेन रेणूंमधून ग्लुकोजचे अवशेष एकत्र केले जातात. गॅलेक्टोज सहिष्णुता चाचणी सहसा अपरिवर्तित असते. व्यक्त केटोसिस, परंतु रक्तातील लैक्टेटची पातळी बदलत नाही. सीरममधील ट्रान्समिनेसेसची पातळी वाढली आहे आणि थोड्याशा अस्वस्थतेने आणखी वाढू शकते. सुमारे 2/3 रुग्णांमध्ये, रक्तातील कोलेस्टेरॉल आणि ट्रायग्लिसराइड्सचे प्रमाण वाढते. हायपर्युरिसेमिया दुर्मिळ आहे.

निदानासाठी दोन पध्दती वापरल्या जातात: ग्लायकोजेनचे निर्धारण आणि टिश्यू बायोप्सीच्या नमुन्यांमधील डेब्रॅन्चर क्रियाकलापांचे निर्धारण. जवळजवळ सर्व रुग्णांमध्ये, एरिथ्रोसाइट्स आणि यकृतातील ग्लायकोजेनची पातळी वाढते, परंतु स्नायूंमध्ये ते क्वचितच वाढते. अधिक विश्वासार्ह सूचक म्हणजे ग्लायकोजेनच्या संरचनेचे उल्लंघन, जे स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री वापरून स्थापित केले जाते. एंजाइम क्रियाकलाप निर्धारित करून निदान करणे अधिक कठीण आहे. अडचणी केवळ पद्धतीशीच संबंधित नाहीत, तर ज्याला सामान्यतः अनुवांशिक विषमता म्हणतात त्याशी देखील संबंधित आहेत. दोन्ही डेब्रांचर क्रियाकलाप - ग्लाइकन ट्रान्सफरेज आणि ग्लुकोसिडेस - समान पॉलीपेप्टाइडमध्ये समाविष्ट असल्याचे दिसून येते, परंतु रोगाचे सहा उपप्रकार आहेत. जरी निदान कधीकधी एरिथ्रोसाइट्स, ल्यूकोसाइट्स किंवा फायब्रोब्लास्ट्स वापरून स्थापित केले जाऊ शकते, तरीही यकृत किंवा स्नायूंच्या बायोप्सीमध्ये थेट ग्लायकोजेन आणि एंजाइमच्या कमतरतेच्या संरचनेचे उल्लंघन सत्यापित करणे अधिक विश्वासार्ह आहे. लिव्हर हिस्टोलॉजी प्रकार 1a ग्लायकोजेनोसिस प्रमाणेच आहे, कमी लिपिड संचय आणि अधिक स्पष्ट सेप्टल फायब्रोसिस वगळता.

वाढ मंदता आणि उदरपोकळीच्या संदर्भात, यौवनात पोहोचल्यानंतर, ही चिन्हे हळूहळू अदृश्य होतात, जेणेकरून प्रौढ रुग्ण दिसायला निरोगी दिसू शकतो आणि त्याचा हायपोग्लाइसेमिया कमी वेळा निर्धारित केला जातो. यकृताच्या गाठी झाल्या नाहीत. हायपरलिपिडेमियाच्या दीर्घकालीन परिणामांबद्दल कोणतीही माहिती उपलब्ध नाही. गंभीर मायोपॅथी विकसित करणार्या प्रौढ रूग्णांचे प्रमाण कमी असल्याचे दिसून येते. रुग्णांना मुले असू शकतात.

उपचार. प्रकार III ग्लायकोजेनोसिस असलेल्या बालपणात वारंवार आहार देणे ही उपचारांची तितकीच महत्त्वाची बाब आहे. ग्लुकोनोजेनेसिसचा त्रास होत नाही आणि आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, रक्तातील साखरेची सामान्य पातळी राखण्यासाठी, रुग्णाला गॅलेक्टोज, फ्रक्टोज किंवा प्रथिने मिळू शकतात. अशाप्रकारे, आहारामध्ये प्रथिनांच्या स्वरूपात कॅलरीजची उच्च टक्केवारी समाविष्ट असू शकते, परंतु कार्बोहायड्रेट्सचे प्रमाण 40-50% पेक्षा कमी नसावे. रात्रीचे जेवण अनेकदा रात्रीचे हायपोग्लाइसेमिया टाळण्यासाठी पुरेसे असते, जरी रात्रीच्या वेळी ट्यूब फीडिंग किंवा कॉर्नस्टार्चचा वापर गंभीर प्रकरणांमध्ये आवश्यक असू शकतो. आहाराच्या माध्यमाने रक्तातील लिपिड पातळी कमी करण्याचा प्रयत्न करणे उचित आहे. जन्मपूर्व निदान शक्य आहे.

यकृतातील फॉस्फोरिलेजची कमतरता, प्रकार VI

पूर्वी, हिपॅटिक फॉस्फोरिलेजची कमतरता किंवा एहर रोगाचे निदान विषम गटाच्या रूग्णांमध्ये केले गेले होते, ज्यांच्यामध्ये यकृताच्या फॉस्फोरिलेजची पातळी कमी होते. भिन्न कारणे, परंतु सध्या हे निदान एंजाइमची कमतरता प्राथमिक दोष असल्यासच केले जाते. ही अडचण या वस्तुस्थितीमुळे आहे की फॉस्फोरिलेज सक्रिय आणि निष्क्रिय अशा दोन्ही स्वरूपात अस्तित्वात आहे आणि बरेच घटक दुय्यमपणे त्याच्या सक्रियतेस प्रतिबंध करतात. म्हणून, निदान करण्यासाठी, फॉस्फोरिलेजची अनुपस्थिती आणि फॉस्फोरिलेझ-बी-किनेजची सामान्य क्रिया सत्यापित करणे आवश्यक आहे, जे फॉस्फोरिलेझच्या सक्रियतेसाठी जबाबदार आहे. हा रोग बहुधा ऑटोसोमल रेक्सेसिव्ह उत्परिवर्तनामुळे होतो.

बहुतेक प्रकरणांमध्ये प्रकटीकरण प्रकार III ग्लायकोजेनोसिस सारखेच असतात, परंतु कमी उच्चारलेले असतात. निदान हेपेटोमेगाली किंवा हायपोग्लाइसेमियाची उपस्थिती आणि प्रकार III रोगाप्रमाणेच आहारातील हस्तक्षेपांना रुग्णाच्या प्रतिसादाद्वारे सूचित केले जाते.

फॉस्फोरिलेज-बी-किनेजची कमतरता

या सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य, आता एक स्वतंत्र रोग म्हणून ओळखले जाते, पूर्वी प्रकार VI ग्लायकोजेनोसेस कारणीभूत होते. भिन्न लेखक या रोगाचा उल्लेख प्रकार VIa, प्रकार VIII किंवा प्रकार IX म्हणून करतात, परंतु त्याला फॉस्फोरिलेज-एल-किनेजची कमतरता म्हणणे श्रेयस्कर आहे. रोगाचे सर्वात चांगले वैशिष्ट्यीकृत रूप हे X-लिंक केलेले प्रकार आहे, परंतु अनुवांशिक विषमतेची शक्यता आहे कारण एन्झाइममध्ये चार नॉन-एकसारखे उपयुनिट असतात. हा रोग तुलनेने सौम्यपणे पुढे जातो आणि हेपेटोमेगाली असलेल्या पुरुषांमध्ये स्वतःला प्रकट करतो, काहीवेळा रिकाम्या पोटी हायपोग्लाइसेमियाचा विकास आणि काही स्टंटिंग, आणि हे सर्व यौवनात उत्स्फूर्तपणे अदृश्य होऊ शकते. विषम महिलांमध्ये, हेपेटोमेगाली उच्चारित नसू शकते. ल्युकोसाइट्स, कल्चर्ड स्किन फायब्रोब्लास्ट्स किंवा यकृत बायोप्सीमधील एंजाइम शोधून निदान केले जाते. असे मानले जाते की स्नायू फॉस्फोरिलेज-बी-किनेज बदलत नाहीत. हायपोग्लाइसेमिया किंवा वाढ मंदता सुधारण्यासाठी, रुग्णाला टाइप III ग्लायकोजेनोसिस प्रमाणेच आहार लिहून दिला जाऊ शकतो. हे शक्य आहे की ही स्थिती व्यापक आहे परंतु अनेकदा निदान होत नाही. रुग्णाच्या कुटुंबातील सदस्यांची तपासणी करताना, त्यांच्यामध्ये अनेकदा निरोगी प्रौढ ओळखले जातात, जे सूचित करतात की त्यांचे बालपणात उदर पसरलेले होते.

स्नायू-ऊर्जा विसंगती

ग्लायकोजेनोसिस ओळखण्यासाठी, ज्यामध्ये स्नायू प्रक्रियेत गुंतलेले आहेत, प्रारंभिक चाचणी म्हणून इस्केमिक कार्य चाचणी आवश्यक आहे. टोनोमीटरचा कफ हवेने भरलेला असतो ज्यामुळे त्याचा दाब धमनीच्या दाबापेक्षा जास्त असतो आणि रुग्णाला इस्केमिक हाताने जास्तीत जास्त काम करण्यास सांगितले जाते. नंतर कफमधून हवा सोडली जाते आणि 2, 5, 10, 20 आणि 30 मिनिटांनंतर दुस-या हाताच्या रक्तवाहिनीतून रक्ताचे नमुने घेतले जातात आणि त्यातील लॅक्टेट आणि पायरुवेट, स्नायू एन्झाईम्स आणि मायोग्लोबिन निश्चित केले जातात.

मायोफॉस्फोरिलेजची कमतरता, प्रकार V

मायोफॉस्फोरिलेजची कमतरता, किंवा मॅकआर्डल रोग, दुर्मिळ आहे. 20-30 वर्षांपेक्षा जास्त वयाच्या, शारीरिक क्रियाकलाप असलेल्या रुग्णाला सामान्यतः लक्षणे विकसित होतात: वेदना आणि आक्षेप. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, मायोग्लोबिन्युरियाचा इतिहास असतो आणि काहीवेळा तो मूत्रपिंडाच्या विफलतेसह असतो. इतर बाबतीत, हा दोष असलेली व्यक्ती निरोगी असते; यकृत, हृदय किंवा चयापचय विकारांची कोणतीही चिन्हे नाहीत. इस्केमिक वर्क टेस्ट सहसा वेदनादायक क्रॅम्प तयार करते, जे निदान स्थापित करण्यात मदत करते. याव्यतिरिक्त, तीव्र व्यायामानंतर, रक्तातील लैक्टेटची पातळी वाढत नाही, परंतु सीरम क्रिएटिन फॉस्फोकिनेज वाढते.

निदान आधारित आहे उच्च सामग्रीबायोप्सीमध्ये ग्लायकोजेन आणि फॉस्फोरिलेजची क्रिया कमी होते स्नायू ऊतक. ग्लायकोजेन सामान्यतः स्नायूंच्या सबसरकोलेमल भागात जमा केले जाते. मानवी मायोफॉस्फोरिलेज जनुकाचे क्लोन केले गेले आहे; ते गुणसूत्र 11 वर स्थित आहे, दोषाच्या ऑटोसोमल रेक्सेसिव्ह वारशाशी सुसंगत आहे. पुरुष अधिक वेळा आजारी पडतात, जे त्यांच्या मोठ्या अपीलद्वारे स्पष्ट केले जाऊ शकते वैद्यकीय सुविधा, अनुवांशिक विषमता, किंवा इतर. मायोफॉस्फोरिलेजच्या कमतरतेशी संबंधित घातक अर्भक हायपोटेन्शनची प्रकरणे ज्ञात आहेत.

मायोफॉस्फोरिलेजच्या कमतरतेसाठी उपचार म्हणजे तीव्र शारीरिक क्रियाकलाप वगळणे. कामाच्या आधी ग्लुकोज किंवा फ्रक्टोज घेतल्याने लक्षणे दूर होण्यास मदत होते.

स्नायू फॉस्फोफ्रुक्टोकिनेज कमतरता प्रकार VII

फॉस्फोफ्रुक्टोकिनेजचे दोन अनुवांशिक प्रकार आहेत. स्नायूंमध्ये, ही क्रिया विशिष्ट स्नायू आयसोएन्झाइमची असते आणि एरिथ्रोसाइट्समध्ये - एरिथ्रोसाइट आणि स्नायू दोन्ही. थोड्या संख्येने कुटुंबे ओळखली गेली आहेत, ज्यांच्या सदस्यांना स्नायू आयसोएन्झाइमची कमतरता असल्याचे आढळले आहे. त्याची लक्षणे मायोफॉस्फोरिलेजच्या कमतरतेसारखीच असतात आणि त्यात वेदना आणि आक्षेप, मायोग्लोबिन्युरिया आणि कठोर व्यायामानंतर वाढलेले सीरम स्नायू एंजाइम यांचा समावेश होतो. लॅक्टेटचे उत्पादन बिघडलेले आहे आणि काही नॉन-स्फेरोसाइटिक हेमोलाइटिक अॅनिमिया दिसून येतो. अनेक रुग्णांना स्नायूंच्या लक्षणांशिवाय अशक्तपणा असतो. हे गुणात्मक बदललेल्या अस्थिर एंझाइममुळे असू शकते, जे एरिथ्रोसाइट्समधून न्यूक्लियसशिवाय त्वरीत अदृश्य होते, परंतु स्नायूंच्या पेशींमध्ये त्वरीत पुन्हा भरते, ज्यामुळे स्नायूंच्या लक्षणांची अनुपस्थिती निश्चित होते.

इतर मस्क्यूकोस्केलेटल रोग

मायोग्लोबिन्युरिया असलेल्या रूग्णांमध्ये विभेदक निदान आयोजित करताना आणि व्यायामानंतर सीरममध्ये स्नायूंच्या एंजाइमची पातळी वाढली आहे, तेव्हा आणखी विचारात घेणे आवश्यक आहे. दुर्मिळ गटकौटुंबिक चयापचय विकार. यामध्ये फॉस्फोग्लिसरोमुटेज, एलडीएच एम-सब्युनिट आणि कार्निटाइन पामिटिलट्रान्सफेरेजमधील कमतरतांचा समावेश आहे. (आधुनिक स्थितींवरून फॉस्फोग्लुकोम्युटेज आणि फॉस्फोहेक्सोज आयसोमेरेसच्या कमतरतेबद्दल पूर्वी ज्ञात डेटा अविश्वासू वाटतो.) मायोफॉस्फोरिलेज, फॉस्फोफ्रुक्टोकिनेज किंवा फॉस्फोग्लिसरोम्युटेसच्या कमतरतेच्या बाबतीत व्यायामाचा ताणलॅक्टेट आणि पायरुवेट पातळीत वाढ होत नाही, तर एलडीएचच्या एम-सब्युनिटच्या कमतरतेच्या बाबतीत भारदस्त पातळीपायरुवेट टिकून राहते आणि लैक्टेट तयार होत नाही. कार्निटाइन पामिटिलट्रान्सफेरेसची कमतरता हा लिपिड चयापचय रोग आहे ज्याची चर्चा अध्याय 329 मध्ये केली आहे. विकारांच्या निदानाची पुष्टी करण्यासाठी स्नायूंच्या ऊतींमधील एंजाइमची पातळी निश्चित करणे आवश्यक आहे. समान नैदानिक ​​​​लक्षणे असलेल्या काही रुग्णांमध्ये, नमूद केलेल्या कोणत्याही एन्झाइमची कमतरता शोधणे शक्य नाही, त्यामुळे स्नायूंच्या चयापचयातील इतर विकार कालांतराने ओळखले जाण्याची शक्यता आहे.

फॉस्फेटसेस- एंजाइम जे मुक्त ऑर्थोफॉस्फेटच्या निर्मितीसह फॉस्फोरिक ऍसिडच्या मोनोएस्टरमध्ये एस्टर बॉन्ड्सच्या क्लीव्हेजला उत्प्रेरित करतात; हायड्रोलेसेसच्या वर्गाशी संबंधित आहे, फॉस्फोरिक मोनोस्टर्सच्या हायड्रोलेसेसचा उपवर्ग (EC 3.1.3).

F. सर्व प्राण्यांमध्ये असतात आणि वनस्पती जीवआणि सेल्युलर चयापचय मध्ये एक महत्वाचे स्थान व्यापलेले आहे; बायोल एफ. ची भूमिका कर्बोदकांमधे (कार्बोहायड्रेट चयापचय पहा), न्यूक्लियोटाइड्स (न्यूक्लिक अॅसिड पहा) आणि फॉस्फोलिपिड्स (फॉस्फेटाइड्स पहा) यांच्या चयापचयातील सहभागाशी, तसेच निर्मितीशी संबंधित आहे. हाडांची ऊती(हाड पहा). रक्तातील nek-ry F. च्या क्रियाकलापातील बदल हे अनेक रोगांवर एक मौल्यवान निदान चिन्ह म्हणून काम करते. काही एफ च्या संश्लेषणाचे किंवा एन्झाइमॅटिक उपयुक्ततेचे अनुवांशिकरित्या निर्धारित उल्लंघन हे गंभीर कारण आहे. आनुवंशिक रोग(हायपोफॉस्फेटिया पहा).

उत्प्रेरक क्रियेच्या स्वरूपानुसार, सर्व F. फॉस्फोमोनोस्टेरेसेस आहेत जे एस्टर बॉन्डला हायड्रोलाइटिक पद्धतीने तोडतात. या एन्झाईम्सच्या पद्धतशीर नावामध्ये नेहमीच "हायड्रोलेज" हा शब्द समाविष्ट असतो ("फॉस्फेटेस" हे नाव सब्सट्रेटच्या नावावरून तयार केलेले कार्यरत नाव आहे). F. फॉस्फोट्रान्सफेरेसेस (पहा) म्हणून मानले जाऊ शकते, कारण ते फॉस्फेटच्या अवशेषांचे पाण्याव्यतिरिक्त स्वीकारकर्त्यांच्या रेणूंमध्ये उत्प्रेरक करण्यास सक्षम आहेत, परंतु पाणी शारीरिकदृष्ट्या मुख्य आणि सर्वात सक्रिय स्वीकारणारे असल्याने, फॉस्फेटेस हायड्रोलेसेस म्हणून वर्गीकृत आहेत (पहा. ).

सब्सट्रेट विशिष्टता

बहुतेक एफ. हे एंझाइमांपैकी एक आहे (पहा) ज्यामध्ये तुलनेने विस्तृत सब्सट्रेट विशिष्टता आहे. तथापि, काही F. रूपांतरित सबस्ट्रेट्सच्या मर्यादित श्रेणीद्वारे ओळखले जातात. हे सर्व प्रथम, शर्करेच्या फॉस्फरस डेरिव्हेटिव्ह्जवर कार्य करणारे एन्झाईम्स आणि न्यूक्लियोटीडेस (पहा), मोनोन्यूक्लियोटाइड्सचे विभाजन करतात. अनेक ऊतींमध्ये, F. हे त्यांच्या उत्प्रेरक आणि भिन्न स्वरूपांद्वारे दर्शविले जाते भौतिक गुणधर्म(Isoenzymes पहा). वेगवेगळ्या बायोलमधून फॉस्फेटेसेस. स्त्रोत देखील सब्सट्रेट विशिष्टता आणि उत्प्रेरक क्रियाकलापांमधील फरक पाहतात. Nek-ry F. इतर गटांतील एन्झाइम्सशी समानता शोधतात. तर, तेथे एफ. आहेत, जे रेफॉस्फोरिलेशनच्या प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करण्यास सक्षम आहेत (पहा) किंवा आम्ल-अ‍ॅनहाइड्राइड पायरोफॉस्फेट बाँड (पहा. पायरोफॉस्फेटसेस) विभाजित करू शकतात. उदाहरणार्थ, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट (D-glucose-6-phosphate phosphohydrolase; EC 3.1.3.9) हे सब्सट्रेट विशिष्टता आणि उत्प्रेरक गुणधर्मांमध्ये फॉस्फोट्रान्सफेरेसेस (EC 2.7.1.62 आणि 2.7.1.79), तसेच इनोस्पोहॅटोरोगॅनोसेस सारखेच आहे. (EC 3.6 .1.1).

कृतीची यंत्रणा

अनेक F. साठी त्यांच्या रेणूंची त्रिमितीय रचना स्थापित आणि तपशीलवार रसायन आहे. उत्प्रेरक कृतीची यंत्रणा. असे गृहीत धरले जाते की सक्रिय केंद्रातील एंजाइम रेणूच्या पृष्ठभागावर स्थानिकीकरण केलेले अनेक भिन्न गट उत्प्रेरक कायद्याच्या प्रक्रियेत भाग घेतात. यापैकी एक F. ग्लुकोज-6-फॉस्फेट आहे. ग्लुकोज-6-फॉस्फेटच्या हायड्रोलिसिससह पेशींच्या मायक्रोसोमल अंशाशी संबंधित हे एंझाइम, फॉस्फेट गटाचे अकार्बनिक पायरोफॉस्फेट (फॉस्फरस) पासून ग्लुकोजमध्ये (पहा) हस्तांतरण उत्प्रेरित करते, तसेच ग्लुकोज आणि ग्लुकोजमधील विनिमय प्रतिक्रिया. ग्लुकोज -6-फॉस्फेट. हायड्रोलाइटिक, ट्रान्सफर-एस आणि एक्सचेंज रिअॅक्शन्स (जैविक प्रक्रियांचे गतिशास्त्र पहा) च्या गतीशास्त्राच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की त्यांच्या यंत्रणेमध्ये दोन-टप्प्यांतील हस्तांतरणाचे वैशिष्ट्य आहे, ज्यामध्ये फॉस्फोएन्झाइम किंवा फॉस्फोरिल-एंझाइम मध्यवर्ती संयुग म्हणून तयार होतो. (मध्यवर्ती). या प्रकरणात, एंजाइम रेणूमधील पोर्टेबल फॉस्फेट गट हिस्टिडाइन अवशेषांना बांधतो (पहा). ग्लुकोज -6-फॉस्फेटच्या क्रियाकलापांच्या प्रकटीकरणासाठी, एक द्विसंयोजक धातू आयन आवश्यक आहे. प्रतिक्रियेच्या प्रस्तावित (विशिष्ट सरलीकरणासह) पद्धतीनुसार, धातूचे आयन सब्सट्रेटच्या नकारात्मक चार्ज केलेल्या फॉस्फेट गटाशी आणि प्रतिक्रियाशील हिस्टिडाइन अवशेष, ज्यामध्ये न्यूक्लियोफिलिक गुणधर्म असतात, फॉस्फरस अणूशी बांधले जातात, ज्यामुळे फॉस्फोएन्झाइमची निर्मिती. नंतरचे एकतर हायड्रोलिसिसमधून जाते किंवा स्वीकारणाऱ्या रेणूंच्या न्यूक्लियोफिलिक गटांशी (उदा., हायड्रॉक्सिल गट) अंतिम प्रतिक्रिया उत्पादने तयार करण्यासाठी आणि फॉस्फेट-मुक्त एन्झाइम सोडण्यासाठी प्रतिक्रिया देते.

सर्व फॉस्फेट प्रतिक्रिया इंटरमीडिएट फॉस्फोएन्झाइमच्या निर्मितीसह पुढे जात नाहीत, ज्यामध्ये हिस्टिडाइनचे अवशेष फॉस्फोरिलेटेड असतात. जेव्हा प्रतिक्रिया अल्कलाइन फॉस्फेटस (EC 3.1.3.1) द्वारे उत्प्रेरित केली जाते, सस्तन प्राण्यांच्या ऊतींपासून किंवा जीवाणूंपासून विलग केली जाते, तेव्हा सेरीन अवशेष सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य रेणूमध्ये फॉस्फोरिलेशनच्या अधीन असतात (पहा). एंझाइम हे झिंक असलेले मेटॅलोप्रोटीन आहे (मेटलोप्रोटीन्स पहा), क्रॉममध्ये 2-3 ग्रॅम जस्त अणू प्रति 1 मोल प्रथिने. क्षारीय फॉस्फेटसच्या उत्प्रेरक क्रियाकलापांच्या प्रकटीकरणासाठी आणि शक्यतो एन्झाइम रेणूच्या मूळ संरचनेच्या स्थिरीकरणासाठी जस्त किंवा इतर धातूचे आयन आवश्यक आहेत. Divalent cations Co 2+, Mg 2+, आणि Mn 2+ F. सक्रिय करतात. विविध ऊतींपासून वेगळे केले जातात, तर Be 2+ आयन आणि कॉम्प्लेक्सिंग एजंट (उदा., EDTA) या एन्झाईम्सचे अवरोधक आहेत. क्षारीय फॉस्फेटसची क्रिया करण्याची यंत्रणा ग्लूकोज-6-फॉस्फेटेस प्रमाणेच असते, परंतु फॉस्फरस अणू हिस्टिडाइनशी नाही तर एन्झाईम रेणूच्या सेरीन अवशेषांशी संवाद साधतो.

इतर फॉस्फेटेससाठी, उदाहरणार्थ, फ्रक्टोज-बिस्फोस्फेटेस (EC 3.1.3.11) साठी, फॉस्फोएन्झाइमच्या निर्मितीवर डेटा अद्याप उपलब्ध नाही. हे शक्य आहे की त्याच्याद्वारे उत्प्रेरित केलेली एन्झाइमॅटिक प्रतिक्रिया दोन-चरण हस्तांतरणाद्वारे नव्हे तर एका-चरण एकत्रित यंत्रणेनुसार पुढे जाते.

निर्धाराच्या पद्धती

एफ.ची क्रिया ठरवण्याच्या बहुतेक पद्धती अकार्बनिक फॉस्फेटचे प्रमाण मोजण्यावर आधारित आहेत (या एन्झाईम्सद्वारे उत्प्रेरित केलेल्या प्रतिक्रियेच्या परिणामी तयार होतात) विविध कलरमेट्रिक पद्धतींचा वापर करून (कोलोरीमेट्री पहा), टू-राई कमी करण्याशी संबंधित आहेत. फॉस्फोमोलिब्डेनम ते - आपण. क्लासिक मार्गबीटा-ग्लिसरोफॉस्फेटचा सब्सट्रेट म्हणून वापर करून बोडान्स्की पद्धत म्हणजे एफ.ची क्रिया निश्चित करणे (बोडन्स्की पद्धत पहा). बर्याचदा सराव मध्ये ते फिनॉलचे प्रमाण आर्यल-फॉस्फोमोनोथेरमधून सोडणे अधिक सोयीचे असते. म्हणून, रक्ताच्या सीरममध्ये अल्कधर्मी फॉस्फेटसची क्रिया निश्चित करण्यासाठी, किंग-आर्मस्ट्राँग पद्धत (किंग-आर्मस्ट्राँग पद्धत पहा), त्याच तत्त्वावर आधारित जेनर-के पद्धत किंवा त्यांचे बदल मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. रक्ताच्या सीरममध्ये अल्कधर्मी फॉस्फेटची क्रिया निश्चित करण्यासाठी सर्वात संवेदनशील पद्धत म्हणजे बेसी पद्धत (बेसी पद्धती पहा). ऍसिड फॉस्फेटसची क्रिया निश्चित करण्यासाठी, गुटमन-गुटमन पद्धत मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. रक्ताच्या सीरममध्ये F. ची क्रिया निश्चित करण्याच्या या मानक पद्धतींमध्ये फिनॉल, p-nitrophenol, phenolphthalein किंवा thymolphthalein च्या मोनोफॉस्फोरिक एस्टर्सचा सब्सट्रेट म्हणून वापर समाविष्ट आहे. प्रतिक्रियेच्या परिणामी तयार झालेले मुक्त फिनॉल (पहा) स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिकली परिभाषित करतात (स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री पहा). बीटा-नॅफथिलफॉस्फेट आणि 3-ओ-मेथिलफ्लोरेसिनफॉस्फेट सारख्या फ्लोरोसेंट सब्सट्रेट्स वापरून फॉस्फेट क्रियाकलाप मोजण्याच्या पद्धती अत्यंत संवेदनशील आहेत (फ्लुरोक्रोम्स पहा). लेबल नसलेल्या वाहकाच्या उपस्थितीत 32 P लेबल केलेल्या पायरोफॉस्फेटचे प्रमाण अमोनियम मॉलिब्डेट आणि ट्रायथिलामाइनसह अवक्षेपण करून निर्धारित केले जाऊ शकते. या रेडिओआयसोटोप पद्धतीची संवेदनशीलता अंदाजे आहे. 3 एन.जी.

ऍसिड आणि अल्कधर्मी फॉस्फेटेस

F. मध्ये एंजाइमचे दोन गट मोठ्या प्रमाणावर वितरित आणि अभ्यासले जातात - अल्कधर्मी आणि आम्ल फॉस्फेटेसेस. विस्तृत सब्सट्रेट विशिष्टता असलेले, हे एन्झाईम ज्या स्त्रोतापासून ते वेगळे केले जातात त्यानुसार त्यांच्या गुणधर्मांमध्ये स्पष्टपणे भिन्न असतात. त्यांचे सब्सट्रेट्स ऑर्थोफॉस्फोरिक ऍसिडचे विविध मोनोएस्टर असू शकतात - दोन्ही अॅलिफॅटिक, उदाहरणार्थ, ग्लिसरॉल-1- आणि ग्लिसरॉल-2-फॉस्फेट्स आणि सुगंधी, उदाहरणार्थ. 4-नायट्रोफेनिल फॉस्फेट; त्याच वेळी, हे एन्झाइम डाय- आणि फॉस्फोरिक ऍसिडच्या तीन एस्टरच्या विरूद्ध निष्क्रिय असतात (पहा). अम्लीय आणि अल्कधर्मी F. यांच्यात मोठा फरक दिसून येतो जेव्हा ते सल्फर-युक्त इथरवर कार्य करतात. अल्कधर्मी फॉस्फेट हायड्रोलायझ करते S- थिओफॉस्फोरिक ऍसिडचे मोनोस्टर्स, उदाहरणार्थ. cpsteamine-S-फॉस्फेट; ऍसिड फॉस्फेटसच्या क्रियेसाठी, वरवर पाहता, क्लीव्हेबल इथर बॉन्डचा ऑक्सिजन आवश्यक आहे: ऍसिड फॉस्फेट हायड्रोलायझ करते ओ-थिओफॉस्फोरिक ऍसिडचे मोनोस्टर्स, उदाहरणार्थ. O-4-नायट्रोफेनिल्टनोफॉस्फेट.

अल्कलाइन फॉस्फेटस (फॉस्फोमोनोएस्टेरेस; EC 3.1.3.1) पीएच 8.4-9.4 वर जास्तीत जास्त क्रिया दर्शविते आणि अजैविक फॉस्फेटच्या निर्मितीसह जवळजवळ सर्व फॉस्फोमोनोएस्टर्सचे हायड्रोलिसिस उत्प्रेरित करते आणि संबंधित अल्कोहोल, फिनॉल, साखर, इत्यादिमध्ये अल्कोहोल, फिनॉल, साखर, इ. आणि मानव आणि प्राण्यांचे द्रव जीव तसेच वनस्पती आणि सूक्ष्मजीवांमध्ये. मानवांमध्ये, विशेषत: लहान आतडे, मूत्रपिंड, हाडे, यकृत, ल्युकोसाइट्स इत्यादींच्या उपकलामध्ये या एन्झाईमची उच्च क्रिया लक्षात घेतली जाते. अल्कधर्मी फॉस्फेटसचा मोठ्या प्रमाणावर वापरला जाणारा स्त्रोत ओसिफायंग कार्टिलेज आहे, जो या एन्झाइमची संभाव्य भूमिका दर्शवितो. हाडांच्या ऊतींचे कॅल्सीफिकेशन प्रक्रिया. सक्रिय अल्कधर्मी फॉस्फेटसची उपस्थिती ही पोषकतत्त्वांच्या वाहतुकीत गुंतलेल्या ऊतींचे वैशिष्ट्य आहे आणि बहुतेक वेळा विकसित उती आणि स्रावी अवयवांमध्ये असते. अल्कधर्मी फॉस्फेट स्नायूंमध्ये व्यावहारिकरित्या अनुपस्थित आहे, परिपक्व संयोजी ऊतकआणि एरिथ्रोसाइट्स, रक्तवाहिन्यांच्या भिंती आणि हायलिन कूर्चा देखील या एन्झाइममध्ये खराब आहेत.

अल्कलाइन फॉस्फेटमध्ये अत्यंत विस्तृत आयसोएन्झाइम स्पेक्ट्रम आहे. इम्युनोकेमिकल आणि इलेक्ट्रोफोरेटिक पद्धतींच्या मदतीने हे दर्शविले गेले की त्याच्या आयसोएन्झाइम्समध्ये (पहा) उच्चारित भौतिक-रासायनिक आणि उत्प्रेरक फरक आहेत. पॉलीअॅक्रिलामाइड जेलमध्ये इलेक्ट्रोफोरेसीस दरम्यान, आतड्यांसंबंधी श्लेष्मल त्वचा पासून प्राप्त केलेले अल्कधर्मी फॉस्फेट जेलमध्ये (प्रारंभ रेषा) एंझाइमचे द्रावण आणले गेले होते त्या ठिकाणाजवळच राहते आणि यकृतापासून वेगळे केलेले अल्कधर्मी फॉस्फेट ά1- च्या अंशासह एनोडच्या दिशेने जाते. किंवा α2-globulins (तांदूळ.). सीरमल अल्कधर्मी फॉस्फेटसचे इलेक्ट्रोफोरेटिक विभाजन त्याच्या क्रियाशीलतेत वाढ झाल्यामुळे एंजाइमचे हाड किंवा यकृतातील उत्पत्ती स्थापित करण्याची संधी मिळते, टू-रोगो सोडल्यामुळे रक्तातील अल्कधर्मी फॉस्फेटची क्रिया वाढते. सामान्य रक्त सीरममध्ये, अल्कधर्मी फॉस्फेटचा मुख्य स्त्रोत, वरवर पाहता, यकृत आहे. लहान आतड्याच्या श्लेष्मल झिल्लीचे वैशिष्ट्य असलेल्या आयसोएन्झाइमचे स्वरूप अनुवांशिक नियंत्रणाखाली आहे: रक्तामध्ये त्याची उपस्थिती शून्य रक्तगट असलेल्या लोकांचे वैशिष्ट्य आहे याचा पुरावा आहे.

एका मॉर्फोलॉजिकल फॉर्मेशनमध्ये देखील एंजाइम क्रियाकलापांचे वितरण एकसंध आहे. तर, आतड्याच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये अल्कधर्मी फॉस्फेटसची क्रिया वेगळी असते, मूत्रपिंडाच्या कॉर्टिकल पदार्थात ते मेंदूपेक्षा खूप जास्त असते. अल्कधर्मी फॉस्फेटच्या क्रियाकलापांवर हार्मोनल घटकांचा प्रभाव पडतो: हायपोफिसेक्टोमी, कॅस्ट्रेशन आणि कॉर्टिकोस्टेरॉईड औषधांच्या वापरामुळे रक्तातील एंजाइमची क्रिया कमी होते. थायरॉक्सिनच्या परिचयानंतर, एंजाइमची क्रिया वाढते. मानवांमध्ये, विविध तणाव निर्माण करणारे घटक ल्युकोसाइट्समधील अल्कधर्मी फॉस्फेटची क्रिया वाढवतात.

रक्तातील अल्कधर्मी फॉस्फेटची क्रिया काही प्रमाणात वय आणि लिंग यावर अवलंबून असते. पुरुषांमध्ये, रक्तातील एंजाइमची क्रिया स्त्रियांच्या तुलनेत 20-30% जास्त असते, तथापि, गर्भधारणेदरम्यान, स्त्रियांना या फॉस्फेटच्या क्रियाकलापात लक्षणीय (2-3 वेळा) वाढ होते, ज्याचे स्पष्टीकरण द्वारे केले जाऊ शकते. गर्भाची वाढ, विशेषत: गर्भाच्या ऑस्टियोजेनेसिसची प्रक्रिया.

प्रत्येक ऊतीमध्ये अल्कधर्मी फॉस्फेटचे कार्य अद्याप निश्चितपणे स्थापित केले गेले नाही. हाडांच्या ऊतींमध्ये, ते कॅल्सीफिकेशन प्रक्रियेत गुंतलेले दिसते. पेशीमध्ये, अल्कधर्मी फॉस्फेट सहसा लिपोप्रोटीन झिल्लीशी संबंधित असते आणि काही सूक्ष्मजीवांमध्ये, हिस्टोकेमिस्ट्रीद्वारे दर्शविल्याप्रमाणे. अभ्यासानुसार, ते पडदा आणि सेल भिंत यांच्यामध्ये स्थित आहे. शोषक पृष्ठभागावरील एंजाइमचे स्थानिकीकरण ट्रान्समेम्ब्रेन वाहतुकीमध्ये त्याची संभाव्य भूमिका दर्शवते.

मोल. वेगवेगळ्या स्त्रोतांपासून वेगळे केलेल्या अल्कधर्मी फॉस्फेटचे वजन (वस्तुमान) 70,000-200,000 च्या आत बदलते; मानवी प्लेसेंटामधून स्फटिकाच्या स्वरूपात प्राप्त झालेल्या एन्झाइममध्ये मोल असतो. वजन 125,000. असे मानले जाते की त्याच्या रेणूमध्ये समान मोलचे दोन उपघटक असतात. वजन, परंतु एकमेकांशी एकसारखे नाही. अनुवांशिक अभ्यासाचे परिणाम तीन प्रकारचे अल्कधर्मी फॉस्फेटस उपयुनिट्सचे अस्तित्व दर्शवतात, ज्याचे विविध संयोजन सहा फेनोटाइपिक रूपे देतात जे इलेक्ट्रोफोरेटिक गतिशीलतेमध्ये भिन्न असतात आणि एंझाइमचे मुख्य एकाधिक रूप (आयसोफॉर्म) दर्शवतात. असे गृहित धरले जाते की उपयुनिट्सच्या रचनेतील फरक कार्बोहायड्रेट मोएटीच्या काही क्षारीय फॉस्फेटेसच्या रेणूंमध्ये प्रथिनांशी सहसंयोजितपणे बांधलेल्या उपस्थितीमुळे आहे.

अल्कधर्मी फॉस्फेटस तटस्थ आणि अल्कधर्मी pH मूल्यांवर स्थिर आहे, परंतु पर्यावरणाच्या अम्लीकरणास संवेदनशील आहे. 7.0-8.0 च्या pH श्रेणीमध्ये आणि 10 -5 M वरील Zn 2+ आयनच्या एकाग्रतेमध्ये, एंजाइम एक सक्रिय टेट्रामर बनवते जे 16 Zn 2+ आयनांना बांधते. विविध स्त्रोतांपासून वेगळे केलेले सूक्ष्मजीव अल्कधर्मी फॉस्फेटेस वेगवेगळ्या एन्झाइम्समधून मोनोमर वापरून सक्रिय संकर तयार करण्यास सक्षम आहे, जे रचना आणि इम्यूनॉलमधील फरक असूनही मायक्रोबियल फॉस्फेटेसच्या दुय्यम संरचनेची निकटता दर्शवते. उपयुनिट्सचे गुणधर्म.

वेगवेगळ्या स्त्रोतांकडील अल्कधर्मी फॉस्फेटेसची सब्सट्रेट विशिष्टता समान नाही. अशाप्रकारे, हाडांच्या ऊतींमधील एंझाइम हेक्सोज फॉस्फेट्स, ग्लायसेरोफॉस्फेट्स, इथाइल फॉस्फेट, अॅडेनिलेट आणि फिनाईल फॉस्फेटसह अनेक फॉस्फरस संयुगे हायड्रोलायझ करते. Escherichia coli मधील एन्झाइम विविध साखळी लांबीसह मेटाफॉस्फेट्स, तसेच फॉस्फोसेरीन, फॉस्फोथ्रोनिन, पायरीडॉक्सल फॉस्फेट आणि फॉस्फोकोलिनसह विविध पॉलीफॉस्फेट्सचे हायड्रोलायझ करण्यास सक्षम आहे. pH 8.5 वर सस्तन प्राण्यांच्या ऊतींमधील अनेक अल्कधर्मी फॉस्फेटेसेस हिरोफॉस्फेटस क्रियाकलाप प्रदर्शित करतात आणि चिकन आतड्यांसंबंधी श्लेष्मल त्वचा मधील एक एन्झाइम सिस्टीमाइन एस-फॉस्फेट आणि इतर एस-फॉस्फेटचे हायड्रोलायझ करून अजैविक फॉस्फेट आणि कोरेसथिओल तयार करतात. काही अल्कधर्मी फॉस्फेटेसमध्ये ट्रान्सफरेज क्रियाकलाप देखील असतो आणि, रेफॉस्फोरिलेशन प्रतिक्रियांमध्ये, फॉस्फोएस्टरपासून स्वीकारकर्त्याच्या अल्कोहोल गटामध्ये फॉस्फेटचे हस्तांतरण उत्प्रेरित करू शकते.

अशाप्रकारे, अल्कधर्मी फॉस्फेट P - F, P - O - C, P - O - P, P - S आणि P - N बंध असलेल्या संयुगांचे हायड्रोलायझ करण्यास सक्षम आहे आणि उत्प्रेरक अभिक्रियामध्ये रक्तदात्याकडून फॉस्फेटचे हस्तांतरण होते. प्रकार

(जेथे X ला फ्लोरिन, ऑक्सिजन, सल्फर, नायट्रोजन द्वारे दर्शविले जाऊ शकते आणि R हा हायड्रोजन अणू, एक अल्काइल पर्याय असू शकतो किंवा पूर्णपणे अनुपस्थित असू शकतो) प्रकार R "- OH (जेथे R" द्वारे दर्शविला जातो) हायड्रोजन अणू किंवा अल्काइल पर्याय) P - X बॉन्डमध्ये ब्रेकसह एंझाइम देखील उलट प्रतिक्रिया उत्प्रेरक करत असल्याने, स्वीकारकर्ता विशिष्टता R-XH प्रकारच्या सर्व संयुगेपर्यंत विस्तारते. अल्कलाइन फॉस्फेट केवळ टर्मिनल फॉस्फेटचे हस्तांतरण उत्प्रेरित करते, एन्झाइमचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे विविध सब्सट्रेट्सच्या हायड्रोलिसिसचे सापेक्ष दर अगदी जवळ असतात.

रक्तातील अल्कधर्मी फॉस्फेटच्या क्रियाकलापांचे निर्धारण केले जाते निदान मूल्ययकृत रोगासह आणि सांगाडा प्रणाली. तर, हायपरफॉस्फेटसेमिया हर्ॉन येथे नोंदवले जाते. यकृताचे रोग, सारकोइडोसिस (पहा), क्षयरोग (पहा), एमायलोइडोसिस (पहा) आणि हॉजकिन्स रोग (पहा). मुडदूस (पहा) क्रियाकलाप वाढणे (कधीकधी 2-4 वेळा) 65% प्रकरणांमध्ये अल्कधर्मी फॉस्फेटस नोंदवले जाते. पेजेट रोग (पेजेट रोग पहा), तसेच ऑस्टिओसारकोमा (पहा), फॉस्फेट मधुमेह (पहा) रक्ताच्या सीरममध्ये अल्कधर्मी फॉस्फेटसच्या क्रियाकलापांमध्ये लक्षणीय वाढ होते.

रक्तातील अल्कधर्मी फॉस्फेटसची अनुवांशिकदृष्ट्या निर्धारित कमी क्रियाकलाप (हायपोफॉस्फेटिया) हे गंभीर कारण आहे. आनुवंशिक रोग, ओसिफिकेशन प्रक्रियेच्या उल्लंघनामुळे सांगाड्याच्या विसंगतीसह; एंझाइमचा दोष ऑटोसोमल रेक्सेटिव्ह पद्धतीने वारशाने मिळतो.

ऍसिड फॉस्फेटस (फॉस्फोमोनोस्टेरेस; EC 3.1.3.2) देखील निसर्गात मोठ्या प्रमाणात वितरीत केले जाते. हे यीस्ट, मोल्ड, बॅक्टेरिया, वनस्पती आणि प्राण्यांच्या ऊती आणि बायोलमध्ये आढळते. द्रव मानवांमध्ये, प्रोस्टेट ग्रंथीमध्ये ऍसिड फॉस्फेटची क्रिया विशेषतः जास्त असते. एरिथ्रोसाइट्समध्ये भरपूर ऍसिड फॉस्फेट देखील असते. ऊतींचे अर्क प्रोस्टेटकिंचित अम्लीय वातावरणात फॉस्फेट क्रिया प्रदर्शित करते, जी यकृत किंवा मूत्रपिंडातील अर्कांच्या फॉस्फेट क्रियाकलापापेक्षा जवळजवळ 1000 पट जास्त असते. हिस्टोकेम. अभ्यास दर्शविते की एंझाइममध्ये Ch असते. arr पुर: स्थ ग्रंथीच्या उपकला मध्ये; मोठ्या संख्येनेवीर्यात आढळणारे एन्झाइम. प्रोस्टेट ग्रंथीमधील ऍसिड फॉस्फेटचे संश्लेषण आणि लैंगिक हार्मोन्सची सामग्री (पहा) यांच्यात जवळचा संबंध आहे. लघवीमध्ये एन्ड्रोजनच्या कमी एकाग्रतेवर (पहा), वीर्यमध्ये ऍसिड फॉस्फेटची कमी क्रिया लक्षात येते. क्रिप्टोरकिडिझम (पहा) आणि हायपोगोनॅडिझम (पहा) मध्ये हेच दिसून येते.

ऍसिड फॉस्फेटसाठी पीएच इष्टतम पीएच श्रेणी 4.7 आणि 6.0 दरम्यान आहे (तथापि, प्लीहामधून मिळवलेल्या ऍसिड फॉस्फेटची कमाल क्रिया 3.0 ते 4.8 पर्यंत pH मूल्यांवर दिसून येते). सब्सट्रेट स्पेक्ट्रम आणि ऍसिड फॉस्फेट आणि अल्कलाइन फॉस्फेटद्वारे वेगवेगळ्या सब्सट्रेट्सच्या हायड्रोलिसिसचे दर खूप भिन्न आहेत. तर, ऍसिड फॉस्फेटस थायोफॉस्फोरिक ऍसिडच्या एस-पर्यायी मोनोएस्टरचे हायड्रोलायझ करण्यास सक्षम नाही, तर त्याच परिस्थितीत O- बदली मोनोएस्टर्स सक्रियपणे त्याच्याद्वारे हायड्रोलायझ केले जातात (अल्कलाइन फॉस्फेटच्या बाबतीत, उलट दिसून येते).

ऍसिड फॉस्फेटसचे इलेक्ट्रोफोरेटिक पृथक्करण करून विविध ऊतींपासून वेगळे केले गेले, हे स्थापित केले गेले की या एंझाइममध्ये चार घटक आहेत - ए, बी, सी आणि डी. एबीडी घटकांचे संयोजन मूत्रपिंडात वर्चस्व गाजवते; बीडी - यकृत, आतडे, हृदय आणि कंकाल स्नायूंमध्ये; घटक बी त्वचेमध्ये प्रचलित आहे आणि डी - स्वादुपिंडमध्ये; C हा घटक प्लेसेंटामध्ये असतो आणि प्रौढ जीवाच्या कोणत्याही अवयवामध्ये आढळत नाही. सर्वसाधारणपणे, त्वचा, मूत्रपिंड आणि स्वादुपिंडाचा अपवाद वगळता बहुतेक मानवी ऊतींमध्ये बीडीचे संयोजन ऍसिड फॉस्फेटचे वैशिष्ट्य आहे. सर्व 4 इलेक्ट्रोफोरेटिक घटक ऍसिड फॉस्फेटसचे अनुवांशिकरित्या निर्धारित आयसोफॉर्म आहेत. ऍसिड फॉस्फेटचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे इंटरफेसमध्ये निष्क्रियतेची संवेदनशीलता; एन्झाइमच्या सोल्युशनमध्ये सर्फॅक्टंट्स (डिटर्जंट्स पहा) जोडणे ऍसिड फॉस्फेटस निष्क्रिय होण्यापासून प्रतिबंधित करते.

मोल. ऍसिड फॉस्फेटसचे वजन वेगवेगळ्या स्त्रोतांमधून मिळवलेल्या एन्झाईममध्ये भिन्न असते, उदाहरणार्थ, मानवी प्रोस्टेट ग्रंथीतील ऍसिड फॉस्फेटच्या दोन इम्यूनोलॉजिकल दृष्ट्या भिन्न आण्विक आयसोएन्झाइममध्ये एक मोल असतो. वजन 47,000 आणि 84,000.

रक्ताच्या सीरममध्ये ऍसिड फॉस्फेटच्या क्रियाकलापांचे निर्धारण ही प्रोस्टेट कर्करोगाच्या शोधात एक महत्त्वाची निदान चाचणी आहे (प्रोस्टेट, पॅथॉलॉजी पहा). मेटास्टेसेसशिवाय प्रोस्टेट कर्करोग असलेल्या रूग्णांमध्ये, रक्तातील ऍसिड फॉस्फेटच्या क्रियाकलापांमध्ये वाढ 25% प्रकरणांमध्ये आढळते आणि प्रोस्टेट कर्करोगात इतर अवयवांमध्ये ट्यूमर मेटास्टेसेससह - 80-90% प्रकरणांमध्ये. प्रोस्टेट कर्करोगात रक्तातील या एन्झाइमच्या क्रियाकलापाची गतिशीलता थेरपीच्या प्रभावीतेसाठी निकष म्हणून काम करू शकते.

ऍसिड फॉस्फेटचे निर्धारण देखील फॉरेन्सिक औषधांमध्ये आवश्यक आहे. वीर्यमधील एन्झाइमच्या उच्च क्रियाकलापामुळे डी.-केमच्या बाबतीत संशयास्पद स्पॉट्स मोठ्या निश्चितपणे ओळखणे शक्य होते. भौतिक पुराव्याची तपासणी.

फॉस्फेटेस शोधण्यासाठी हिस्टोकेमिकल पद्धती

हिस्टोकेमिस्ट्रीमधील अल्कधर्मी फॉस्फेट गोमोरी पद्धत, टेट्राझोलियम, अॅझोइंडॉक्सिल आणि अॅझो कपलिंग पद्धती वापरून शोधले जाते. टेट्राझोलियम पद्धत आणि अझो-कप्लिंग पद्धत वापरताना, एसीटोनसह उपचार केलेले क्रायस्टॅट विभाग, तसेच क्रायस्टॅट अनफिक्स्ड विभागांचा वापर करण्याची शिफारस केली जाते. मेटल सॉल्ट पद्धतींमध्ये फॉर्मल्डिहाइड-फिक्स्ड क्रायोस्टॅट विभाग किंवा फॉर्मल्डिहाइड किंवा ग्लुटाराल्डिहाइडमध्ये टिश्यू ब्लॉक्स निश्चित केल्यानंतर गोठलेले विभाग वापरणे आवश्यक आहे. गोमोरी पद्धतीची सर्वात जास्त शिफारस केली जाते, त्यानंतर टेट्राझोलियम आणि अॅझोइंडॉक्सिल पद्धती. क्षारीय फॉस्फेट निश्चित करण्यासाठी टेट्राझोलियम पद्धतीमध्ये, 5-ब्रोमो-4-क्लोरो-3-इंडॉक्सिल फॉस्फेट, टोल्युइडीन मीठ, नायट्रोटेट्राझोलियम निळा, 0.1 - 0.2 एम ट्रिस-एचसीएल बफर किंवा वेरोनल एसीटेट बफर pH 9.2, चार वापरले जातात. हिस्टोकेमिकलसाठी अझो कपलिंग प्रतिक्रिया आणि टेट्राझोलियम पद्धत. गोमोरी पद्धतीपेक्षा अल्कधर्मी फॉस्फेटची तपासणी अधिक संवेदनशील असते, तथापि, एनजाइमचा प्रसार, जे नॅफथॉल्स आणि टेट्राझोलियम लवण वापरताना उद्भवते, त्याचे अचूक स्थानिकीकरण स्थापित करण्यास प्रतिबंध करू शकते.

मेटल लवण वापरून गोमोरी पद्धत

उष्मायन माध्यम:

अल्फा-ग्लिसरोफॉस्फेटचे 3% द्रावण 10 मि.ली

मेडिनलचे 2 -10% द्रावण 10 मि.ली

2% समाधान कॅल्शियम क्लोराईड CaCl 2 (निर्जल) 15 मि.ली

मॅग्नेशियम सल्फेटचे 2% द्रावण MgSO 4 10 मि.ली

डिस्टिल्ड वॉटर 5 मिली

एकूण खंड 50 मि.ली

उष्मायन माध्यम पूर्णपणे मिसळले जाते आणि ढगाळ असल्यास, फिल्टर केले जाते. 1-60 मि. 37° किंवा वर खोलीचे तापमान, नंतर उष्मायन माध्यम काढून टाकले जाते, विभाग वाहत्या पाण्यात धुतले जातात, 5 मिनिटांसाठी कोबाल्ट क्लोराईड CoCl 2 किंवा इतर विरघळणारे कोबाल्ट मीठ (कोबाल्ट एसीटेट किंवा नायट्रेट) च्या 1 - 2% द्रावणात स्थानांतरित केले जातात. नंतर वाहत्या पाण्यात 2-5 मिनिटे धुवा. अनफिक्स्ड सेक्शन्स उबवताना, खोलीच्या तपमानावर 4% पॅराफॉर्मल्डिहाइड द्रावणात 2-5 मिनिटांसाठी पोस्ट-फिक्स करणे आवश्यक आहे. आणि वाहत्या पाण्यात 2 मिनिटे स्वच्छ धुवा. विभागांवर 2 मिनिटांसाठी वाढत्या एकाग्रता (0.1 - 1%) अमोनियम सल्फेटच्या द्रावणाने उपचार केले जातात. आणि वाहत्या पाण्यात 10 मिनिटे धुतले जातात, त्यानंतर ते ग्लिसरीन जेल किंवा आपटी सिरपमध्ये किंवा (डिहायड्रेशननंतर) एन्टेलेन किंवा तत्सम माध्यमात ठेवले जातात. अल्कधर्मी फॉस्फेट स्थळांवर काळे डाग पडतात. उष्मायन माध्यमात सब्सट्रेट न जोडता नियंत्रण प्रतिक्रिया केल्या जातात.

बर्स्टनच्या मते एकाचवेळी अझो-कपलिंगची पद्धत

उष्मायन माध्यम:

naphthol AS, AS-MX, AS-D, AS-B1 किंवा naphthol फॉस्फेट AS-TR 10 - 25 मिग्रॅ स्थिर डायझोनियम मीठ (N, N" -डायमिथाइलफॉर्माईड किंवा डायमिथाइल सल्फॉक्साइड) मध्ये विरघळलेले 0.5 मि.ली.

0.1 - 0.2 एम वेरोनल एसीटेट किंवा ट्रिस-एचसीएल बफर, पीएच 8.2-9.2 50 मि.ली.

मजबूत निळा बी, बीबी, आरआर, मजबूत लाल टीआर, मजबूत निळा व्हीआरटी (व्हेरियामिन ब्लू, (गोल आरटी), मजबूत निळा व्हीबी (व्हेरियामिन ब्लू बी) किंवा मजबूत व्हायलेट बी 50 मिलीग्राम

उष्मायन माध्यम पूर्णपणे मिसळले जाते आणि फिल्टर केले जाते. स्थिर डायझोनियम मीठाऐवजी, 0.5 मिली ताजे तयार केलेले हेक्साझोटाइज्ड नवीन फुचसिन वापरले जाऊ शकते. या प्रकरणात, इच्छित pH मूल्य सोडियम हायड्रॉक्साइड ड्रॉपवाइज जोडून समायोजित केले जाते. 5 - 60 मि. 37° किंवा खोलीच्या तपमानावर. उष्मायन माध्यमाचा निचरा केला जातो, विभाग डिस्टिल्ड पाण्यात धुतले जातात, खोलीच्या तपमानावर 4% फॉर्मल्डिहाइड द्रावणात कित्येक तास ठेवले जातात, नंतर वाहत्या पाण्यात धुतले जातात, आवश्यक असल्यास, केंद्रके मजबूत लाल किंवा हेमॅटोक्सिलिनने डागले जातात आणि ग्लिसरीन जेलमध्ये ठेवतात. किंवा आपटी सरबत. उष्मायन माध्यमामध्ये समाविष्ट असलेल्या डायझोनियम सॉल्टच्या प्रकारावर अवलंबून, अल्कधर्मी फॉस्फेटसच्या एन्झाईमॅटिक क्रियाकलाप असलेल्या रचना निळ्या-व्हायलेट किंवा लाल रंगाच्या डाग करतात.

हिस्टोकेमसाठी. ऍसिड फॉस्फेटस शोधण्यासाठी, फॉर्मल्डिहाइडमध्ये प्री-फिक्सेशन नंतर क्रायस्टॅट किंवा गोठलेले विभाग, तसेच गोठवलेल्या आणि कोरडेपणाच्या अधीन असलेले आणि सेलॉइडिनसह लेपित केलेले क्रायोस्टॅट विभाग आणि गोठलेल्या अवस्थेत बदलले जाणारे क्रायोस्टॅट विभाग आणि लेपित वापरण्याची शिफारस केली जाते. celloidin सह. ग्लूटाराल्डिहाइड किंवा फॉर्मल्डिहाइडसह टिश्यूचे निराकरण करताना सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त होतात. एंजाइम ओळखण्यासाठी, अॅझो कपलिंग प्रतिक्रिया, गोमोरी पद्धत आणि इंडिगोजेनिक प्रतिक्रिया वापरल्या जातात. नॅफथॉल फॉस्फेट्स आणि हेकाझोटाइज्ड एन-रोसानिलिन किंवा नवीन फुचसिनसह एकाच वेळी अझो जोडण्याची पद्धत सार्वत्रिक मानली जाते. 5-ब्रोमो-4-क्लोरो-3-इंडॉक्सिल फॉस्फेट सब्सट्रेट म्हणून वापरून इंडिगोजेनिक पद्धत दुसरी सर्वात जास्त वापरली जाते. गोमोरीच्या पद्धतीमुळे लायसोसोम्स (पहा) अचूकपणे ओळखणे शक्य होते.

धातूच्या क्षारांसह गोमोरी पद्धत (सुधारित)

उष्मायन माध्यम:

0.1 एम एसीटेट बफर, पीएच 5.0 किंवा 6.0 50 मि.ली.

लीड नायट्रेटचे 0.24% द्रावण 50 मि.ली

सोडियम अल्फा-ग्लिसरोफॉस्फेटचे 3% द्रावण किंवा सोडियम सायटीडाइन मोनोफॉस्फेटचे 0.1% द्रावण 10 मि.ली.

एकूण खंड 110 मि.ली

उष्मायन माध्यम चांगले मिसळले जाते आणि 15-30 मिनिटे उभे राहण्यासाठी सोडले जाते. उष्मायन तापमानात, नंतर फिल्टर केले जाते. उष्मायन क्युवेट्समध्ये 37 डिग्री सेल्सिअस तापमानात 10-60 मिनिटांसाठी केले जाते. किंवा खोलीच्या तपमानावर 2 तासांपर्यंत, फ्री-फ्लोटिंग विभाग उबवले जाऊ शकतात. उष्मायन माध्यम काढून टाकले जाते, विभाग 1 मिनिटासाठी डिस्टिल्ड वॉटरच्या दोन बदलांमध्ये धुवून टाकले जातात. प्रत्येकामध्ये आणि 0.5 - 1% मध्ये ठेवलेले rr पिवळाअमोनियम सल्फाइड 1-2 मिनिटे. डिस्टिल्ड पाण्यात पुन्हा धुवा आणि ग्लिसरीन जेल किंवा आपटी सिरपमध्ये बंद करा. आम्ल फॉस्फेट क्रिया असलेल्या रचना तपकिरी रंगाच्या असतात.

नॅफथॉल एस्टर एएस सह एकाचवेळी अझो कपलिंग पद्धत

उष्मायन माध्यम:

naphthol फॉस्फेट AS-BI किंवा naphthol AS-TR 20 - N, N" मध्ये विरघळलेले 25 मिग्रॅ - डायमिथाइलफॉर्माईड - 1 मि.ली.

बफर केलेले हेक्साझोटाइज्ड एन-रोसानिलिन किंवा नवीन फुचसिन (1.5 - 4.5 मिली हेक्साझोटाइज्ड एन-रोसानिलिन किंवा 1.25 मिली नवीन फुचसिन 45.5 - 48.5 मिली 1.36-2.72% एसीटेट द्रावणात विरघळले जाते. CONA. CH383 एमएल सीएच 383 एमएल सोडियम. सेरोनल एसीटेट बफर, पीएच सुमारे 6.0, पीएच 5.0 - 5.5) - 50 मि.ली.

एकूण खंड 51 मिली

उष्मायन माध्यम पूर्णपणे मिसळले जाते आणि फिल्टर केले जाते. 30 - 60 मि. 37° किंवा 1-2 तासांवर. खोलीच्या तपमानावर किंवा रेफ्रिजरेटरमध्ये +4° वर कित्येक तास (दिवस) उष्मायन माध्यमाचा निचरा केला जातो, विभाग डिस्टिल्ड पाण्यात धुवून 4% फॉर्मल्डिहाइड द्रावणात खोलीच्या तपमानावर कित्येक तास ठेवले जातात. वाहत्या पाण्यात स्वच्छ धुवा, आवश्यक असल्यास, हेमॅटॉक्सिलिनने केंद्रक डाग करा आणि ग्लिसरीन जेल किंवा आपटी सिरपमध्ये ठेवा. ऍसिड फॉस्फेट क्रियाकलाप असलेल्या रचना लाल रंगाच्या असतात.

गोसरौनुसार अझोइंडॉक्सी पद्धत

उष्मायन माध्यम: 5-ब्रोमो-4-क्लोरो-3-इंडॉक्सिलफॉस्फेट 1.5 - 3 मिलीग्रामचे टोलुइडाइन मीठ 0.075 - 0.15 मिली N,N "-डायमिथाइलफॉर्माईड 0.1 एम एसीटेट बफर, पीएच 5.0 10 मिली मध्ये विरघळले जाते.

हेक्झाझोटेड नवीन फुचसिन 0.25 मि.ली

किंवा मजबूत निळा बी 5-10 मिग्रॅ

एकूण व्हॉल्यूम ~10 मिली

उष्मायन माध्यम पूर्णपणे मिसळले जाते आणि फिल्टर केले जाते, संलग्न किंवा फ्री-फ्लोटिंग विभाग 15-60 मिनिटांसाठी उबवले जातात. 37° वर. उष्मायन माध्यम काढून टाकले जाते, विभाग डिस्टिल्ड पाण्यात धुवून 4% फॉर्मल्डिहाइड द्रावणात खोलीच्या तपमानावर कित्येक तास ठेवले जातात, नंतर वाहत्या पाण्यात धुवून डिस्टिल्ड पाण्यात ठेवले जातात, त्यानंतर ते ग्लिसरॉल जेल किंवा आपटी सिरपमध्ये ठेवले जातात. ऍसिड फॉस्फेट क्रियाकलाप असलेल्या रचनांवर निळसर-तपकिरी डाग पडतात.

संदर्भग्रंथ:डिक्सन एम. आणि वेब ई. एन्झाईम्स, ट्रान्स. इंग्रजीतून, पी. 364, 458, एम., 1982; लिली आर. पॅटोहिस्टोलॉजिकल तंत्र आणि व्यावहारिक हिस्टोकेमिस्ट्री, ट्रान्स. इंग्रजीतून, एम., 1969; लोइडा 3., गोस्राऊ आर. आणि शिबलर टी. एंजाइमची हिस्टोकेमिस्ट्री, ट्रान्स. इंग्रजीतून, एम., 1982; एंजाइमचे नामकरण, ट्रान्स. इंग्रजीतून, एड. ए. ई. ब्रॉनस्टीन. मॉस्को, 1979. पियर्स ए. हिस्टोकेमिस्ट्री, ट्रान्स. इंग्रजीतून, एम., 1962; एन्झाईम्स, एड. पी. डी. बॉयर, व्ही. 7, NY.-L., 1972.

पी.एल. इव्हानोव (बायोकेम.), ए.जी. उफिमत्सेवा (सारांश).

• तुम्हाला ग्लायकोजेनोसिस प्रकार I (गिरके रोग) असल्यास तुम्ही कोणत्या डॉक्टरांशी संपर्क साधावा?

ग्लायकोजेनोसिस प्रकार I म्हणजे काय (गिरके रोग)

टाइप I ग्लायकोजेनोसिस- 1929 मध्ये गियरकेने वर्णन केलेला रोग, तथापि, कोरी यांनी 1952 मध्येच एन्झाईम दोष स्थापित केला होता. प्रकार I ग्लायकोजेनोसिस 200,000 नवजात मुलांपैकी 1 मध्ये होतो. मुला-मुलींचे प्रमाण सारखेच आहे. वारसा हा ऑटोसोमल रेक्सेटिव्ह आहे. प्रकार I ग्लायकोजेनोसिस (गिरकेचा रोग) मध्ये, यकृताच्या पेशी आणि संकुचित नलिका ग्लायकोजेनने भरलेल्या असतात, परंतु हे साठे उपलब्ध नाहीत: हे हायपोग्लाइसेमिया तसेच अॅड्रेनालाईनच्या प्रतिसादात रक्तातील ग्लुकोजच्या वाढीच्या अनुपस्थितीमुळे दिसून येते. आणि ग्लुकागन. सामान्यतः, या रूग्णांमध्ये केटोसिस आणि हायपरलिपिमिया विकसित होतो, जे सामान्यत: कार्बोहायड्रेट्सच्या कमतरतेसह शरीराच्या स्थितीचे वैशिष्ट्य असते. यकृत, मूत्रपिंड आणि आतड्यांसंबंधी ऊतींमध्ये, ग्लुकोज -6-फॉस्फेटची क्रिया एकतर अत्यंत कमी किंवा पूर्णपणे अनुपस्थित आहे.

प्रकार I ग्लायकोजेनोसिस (गिरके रोग) दरम्यान पॅथोजेनेसिस (काय होते?)

ग्लुकोज-6-फॉस्फेटचे ग्लुकोजमध्ये रूपांतर करणाऱ्या यकृताच्या एन्झाइम प्रणालीतील दोषांमुळे हा आजार होतो. ग्लायकोजेनोलिसिस आणि ग्लुकोनोजेनेसिस दोन्ही बिघडलेले आहेत, परिणामी लॅक्टिक ऍसिडोसिस, हायपरयुरिसेमिया आणि हायपरट्रिग्लिसरिडेमियासह उपासमार हायपोग्लाइसेमिया होतो. अतिरिक्त ग्लायकोजेन यकृतामध्ये जमा होते.

ग्लुकोज-6-फॉस्फेटचे ग्लुकोजमध्ये रूपांतरित करणार्‍या एन्झाइम प्रणालीमध्ये किमान 5 उपयुनिट्स असतात: ग्लूकोज-6-फॉस्फेट (एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमच्या लुमेनमध्ये ग्लुकोज-6-फॉस्फेटचे हायड्रोलिसिस उत्प्रेरित करते), नियामक Ca2 (+)-बाइंडिंग प्रोटीन आणि वाहक प्रथिने ( ट्रान्सलोकेसेस), टी 1, टी 2 आणि टी 3, जे एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमच्या पडद्याद्वारे ग्लूकोज-6-फॉस्फेट, फॉस्फेट आणि ग्लुकोजचा रस्ता प्रदान करतात.

ग्लुकोज-6-फॉस्फेट (ग्लायकोजेनोसिस प्रकार Ia) मधील दोष आणि ग्लुकोज-6-फॉस्फेट ट्रान्सलोकेस (ग्लायकोजेनोसिस प्रकार Ib) मधील दोष समान क्लिनिकल आणि जैवरासायनिक विकृती प्रकट करतात. निदानाची पुष्टी करण्यासाठी आणि एंजाइम दोष अचूकपणे स्थापित करण्यासाठी, यकृत बायोप्सी आणि ग्लूकोज -6-फॉस्फेट क्रियाकलापांचा अभ्यास आवश्यक आहे.

प्रकार I ग्लायकोजेनोसिस (गिरके रोग) ची लक्षणे

नवजात, अर्भक आणि मोठ्या मुलांमध्ये ग्लायकोजेनोसिस प्रकार I चे क्लिनिकल अभिव्यक्ती समान नसतात. कारण या वयोगटातील आहार आणि आहारातील फरक आहे.

कधीकधी उपवास हायपोग्लाइसेमिया आयुष्याच्या पहिल्या दिवसात आणि आठवड्यात होतो, परंतु बहुतेक प्रकरणांमध्ये हा रोग लक्षणे नसलेला असतो, कारण अर्भकवारंवार खा आणि पुरेसे ग्लुकोज मिळवा. बहुतेकदा, या रोगाचे निदान जन्मानंतर काही महिन्यांनंतर केले जाते, जेव्हा मुलाला वाढलेले उदर आणि हेपेटोमेगाली आढळते. संसर्गाची चिन्हे नसताना श्वास लागणे आणि सबफेब्रिल तापमान आहे. अपर्याप्त ग्लुकोज उत्पादनामुळे हायपोग्लायसेमिया आणि लैक्टिक ऍसिडोसिसमुळे श्वासोच्छवासाचा त्रास होतो. जेव्हा आहार दरम्यान मध्यांतर वाढते आणि बाळ रात्री झोपू लागते तेव्हा हायपोग्लाइसेमियाची लक्षणे दिसतात, विशेषत: सकाळी. हायपोग्लाइसेमियाची तीव्रता आणि कालावधी हळूहळू वाढतो, ज्यामुळे प्रणालीगत चयापचय विकार होतात.

जर उपचार केले नाहीत तर मुलाचे स्वरूप बदलते. स्नायू आणि कंकाल हायपोट्रॉफी, वाढ मंदता आणि शारीरिक विकासत्वचेखाली चरबी जमा करणे. मूल कुशिंग सिंड्रोम असलेल्या रुग्णासारखे बनते. हायपोग्लाइसेमियाच्या वारंवार झालेल्या बाउट्समुळे मेंदूला हानी पोहोचल्याशिवाय संज्ञानात्मक आणि सामाजिक कौशल्यांच्या विकासावर परिणाम होत नाही. जर मुलाला पुरेसे कार्बोहायड्रेट्स मिळत नाहीत आणि उपवास हायपोग्लाइसेमिया कायम राहिल्यास, वाढ आणि शारीरिक विकास मंदावतो. टाइप I ग्लायकोजेनोसिस असलेली काही मुले फुफ्फुसाच्या उच्च रक्तदाबामुळे मरतात.

प्लेटलेट डिसफंक्शन वारंवार नाकातून रक्तस्त्राव किंवा दंत आणि इतर नंतर रक्तस्त्राव द्वारे प्रकट होते सर्जिकल हस्तक्षेप. प्लेटलेटचे आसंजन आणि एकत्रीकरणाचे उल्लंघन आहेत; एड्रेनालाईनच्या प्रतिसादात प्लेटलेट्समधून एडीपी सोडणे आणि कोलेजनशी संपर्क देखील बिघडला आहे. थ्रोम्बोसाइटोपॅथी प्रणालीगत चयापचय विकारांमुळे होते; उपचारानंतर, ते अदृश्य होते.

अल्ट्रासाऊंड आणि उत्सर्जित यूरोग्राफी मूत्रपिंडाचा विस्तार दर्शविते. बहुतेक रूग्णांमध्ये, कोणतेही उच्चारित मूत्रपिंडाचे कार्य नसतात, केवळ GFR (ग्लोमेरुलर फिल्टरेशन रेट) मध्ये वाढ नोंदविली जाते. अत्यंत गंभीर प्रकरणांमध्ये, ग्लुकोसुरिया, फॉस्फेटुरिया, हायपोक्लेमिया आणि अमीनोअसिडुरिया (फॅन्कोनी सिंड्रोमप्रमाणे) सह ट्यूबलोपॅथी विकसित होऊ शकते. पौगंडावस्थेमध्ये कधीकधी अल्ब्युमिनूरिया होतो आणि तरुणांमध्ये प्रोटीन्युरिया, रक्तदाब वाढल्याने मूत्रपिंडाचे गंभीर नुकसान होते. रक्तदाब) आणि फोकल सेगमेंटल ग्लोमेरुलोस्क्लेरोसिस आणि इंटरस्टिशियल फायब्रोसिसमुळे क्रिएटिनिन क्लिअरन्समध्ये घट. या विकारांमुळे टर्मिनल मुत्र निकामी होते.

प्लीहा मोठा होत नाही.

उपचाराशिवाय, ट्रायग्लिसरायड्स आणि ट्रायग्लिसराइड-समृद्ध लिपोप्रोटीनच्या वाहतुकीत गुंतलेली फ्री फॅटी ऍसिडस्, ट्रायग्लिसराइड्स आणि ऍपोप्रोटीन सी-III चे स्तर नाटकीयरित्या वाढतात. फॉस्फोलिपिड्स आणि कोलेस्टेरॉलची पातळी माफक प्रमाणात वाढते. उच्च उच्चस्तरीयट्रायग्लिसराइड्स यकृतामध्ये त्यांच्या अत्यधिक उत्पादनामुळे आणि लिपोप्रोटीन लिपेसच्या क्रियाकलाप कमी झाल्यामुळे त्यांच्या परिघीय चयापचय कमी झाल्यामुळे. गंभीर हायपरलिपोप्रोटीनेमियामध्ये, हातपाय आणि नितंबांच्या विस्तारक पृष्ठभागावर उद्रेक झेंथोमा दिसू शकतात.

उपचाराचा अभाव किंवा अयोग्य उपचारांमुळे वाढ मंदावली आणि लैंगिक विकास होतो.

अज्ञात कारणास्तव यकृत एडेनोमा अनेक रुग्णांमध्ये आढळतात, सामान्यतः 10-30 वर्षे वयोगटातील. एडेनोमा घातक होऊ शकतात, एडेनोमामध्ये रक्तस्त्राव शक्य आहे. यकृताच्या सिंटीग्रामवर, एडेनोमा कमी समस्थानिक संचयित क्षेत्र म्हणून दिसतात. अल्ट्रासाऊंड एडेनोमा शोधण्यासाठी वापरले जाते. घातक वाढीचा संशय असल्यास, एमआरआय (चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग) आणि सीटी (कंप्युटेड टोमोग्राफी) अधिक माहितीपूर्ण आहेत, ज्यामुळे तुम्हाला अस्पष्ट कडा असलेल्या लहान, स्पष्टपणे सीमांकित निओप्लाझमचे मोठ्यामध्ये रूपांतर शोधता येते. सीरममध्ये अल्फा-फेटोप्रोटीनची पातळी वेळोवेळी मोजण्याची शिफारस केली जाते (हे हेपॅटोसेल्युलर कार्सिनोमाचे चिन्हक आहे).

वयानुसार, उपवास हायपोग्लाइसेमियाची तीव्रता कमी होते. शरीराचे वजन मेंदूच्या वजनापेक्षा वेगाने वाढते, त्यामुळे ग्लुकोजचे उत्पादन आणि वापर यातील गुणोत्तर अधिक अनुकूल होते. यकृत आणि स्नायूंमध्ये amylo-1,6-glucosidase च्या क्रियाकलापांमुळे ग्लुकोज उत्पादनाचा दर वाढतो. परिणामी, उपवासातील ग्लुकोजची पातळी हळूहळू वाढते.

ग्लायकोजेनोसिस प्रकार Ia आणि प्रकार Ib चे नैदानिक ​​​​अभिव्यक्ती समान आहेत, परंतु Ib ग्लायकोजेनोसिस प्रकारात एक स्थिर किंवा क्षणिक न्यूट्रोपेनिया आहे. गंभीर प्रकरणांमध्ये, अॅग्रॅन्युलोसाइटोसिस विकसित होते. न्यूट्रोपेनिया न्यूट्रोफिल्स आणि मोनोसाइट्सच्या बिघडलेल्या कार्यासह आहे, म्हणून, याचा धोका स्टॅफ संक्रमणआणि कॅंडिडिआसिस. काही रूग्णांमध्ये क्रोहन रोगासारखा दाहक आतड्याचा रोग होतो.

प्रकार I ग्लायकोजेनोसिसचे निदान (गिरके रोग)

प्रकार I ग्लायकोजेनोसिसच्या प्रयोगशाळेच्या निदानामध्ये, खालील गोष्टी केल्या जातात:

• अनिवार्य अभ्यास: रिकाम्या पोटी ग्लुकोज, लैक्टेट, यूरिक ऍसिड आणि यकृत एंजाइमची क्रिया मोजा; नवजात आणि टाईप I ग्लायकोजेनोसिस असलेल्या अर्भकांमध्ये, रक्तातील ग्लुकोजची पातळी 3-4 तासांच्या उपवासानंतर 2.2 mmol / l पर्यंत खाली येते; जर उपवासाचा कालावधी 4 तासांपेक्षा जास्त असेल तर, ग्लुकोजची पातळी जवळजवळ नेहमीच 1.1 mmol / l पेक्षा कमी असते; हायपोग्लाइसेमियासह लैक्टेट पातळी आणि चयापचय ऍसिडोसिसमध्ये लक्षणीय वाढ होते; खूप जास्त ट्रायग्लिसराइड्स आणि माफक प्रमाणात उच्च कोलेस्ट्रॉलमुळे मठ्ठा सहसा ढगाळ किंवा दुधाळ असतो; हायपरयुरिसेमिया आणि एएसटी (एस्पार्टेट एमिनोट्रान्सफेरेस) आणि एएलटी (अॅलानाइन एमिनोट्रान्सफेरेस) ची वाढलेली क्रिया देखील लक्षात घेतली जाते.
• आव्हान चाचण्या: प्रकार I ग्लायकोजेनोसिस इतर ग्लायकोजेनोसेसपासून वेगळे करण्यासाठी आणि एन्झाईम दोष शोधण्यासाठी, चयापचय (ग्लूकोज, फ्री फॅटी ऍसिडस्, केटोन बॉडी, लैक्टेट आणि यूरिक ऍसिड) आणि हार्मोन्स (इन्सुलिन, ग्लुकागन, एपिनेफ्रिन) लहान मुलांमध्ये आणि वृद्ध मुलांमध्ये मोजले जातात. , कॉर्टिसोल आणि एसटीएच (सोमाटोट्रॉपिक हार्मोन)) रिकाम्या पोटी आणि ग्लुकोज घेतल्यानंतर; अभ्यासाची योजना खालीलप्रमाणे आहे: मुलाला तोंडी ग्लुकोज 1.75 ग्रॅम / किलोच्या डोसमध्ये दिले जाते, त्यानंतर दर 1-2 तासांनी रक्त घेतले जाते; प्रत्येक नमुन्यात, ग्लुकोजची एकाग्रता त्वरीत मोजली जाते; शेवटचा नमुना ग्लुकोज घेतल्यानंतर 6 तासांनंतर किंवा जेव्हा ग्लुकोजची एकाग्रता 2.2 मिमीोल / l पर्यंत कमी होते तेव्हा घेतली जाते;
• ग्लूकागॉनसह उत्तेजक चाचणी: ग्लुकोज खाल्ल्यानंतर किंवा ग्लुकोज घेतल्यानंतर 4-6 तासांनंतर 30 μg / kg (परंतु 1 mg पेक्षा जास्त नाही) च्या डोसमध्ये ग्लूकागॉन इंट्रामस्क्युलर किंवा इंट्राव्हेनस पद्धतीने प्रशासित केले जाते; ग्लुकोज आणि लैक्टेटचे निर्धारण करण्यासाठी रक्त ग्लुकागनच्या इंजेक्शनच्या 1 मिनिट आधी आणि इंजेक्शननंतर 15, 30.45, 60.90 आणि 120 मिनिटांनी घेतले जाते. प्रकार I ग्लायकोजेनोसिसमध्ये, ग्लुकागॉन ग्लुकोजची पातळी वाढवत नाही किंवा किंचित वाढवत नाही, तर सुरुवातीला भारदस्त लैक्टेट पातळी वाढतच राहते;
• विशेष अभ्यास: यकृत बायोप्सी केली जाते, ग्लायकोजेनची तपासणी केली जाते; ग्लायकोजेन सामग्री मोठ्या प्रमाणात वाढली आहे, परंतु त्याची रचना सामान्य आहे;
• ग्लायकोजेनोसिस प्रकार I अंतर्गत एन्झाइम दोष अचूकपणे स्थापित करण्यासाठी विशेष अभ्यास: संपूर्ण आणि नष्ट झालेल्या यकृत मायक्रोसोममध्ये ग्लूकोज-6-फॉस्फेटची क्रिया मोजा (ग्लूकोज-6-फॉस्फेटपासून ग्लूकोज आणि फॉस्फेटच्या निर्मितीद्वारे); बायोप्सी वारंवार गोठवून आणि वितळल्याने मायक्रोसोम नष्ट होतात; ग्लायकोजेनोसिस प्रकार Ia मध्ये, ग्लूकोज-6-फॉस्फेटची क्रिया संपूर्णपणे किंवा नष्ट झालेल्या सूक्ष्मसूत्रांमध्ये निर्धारित केली जात नाही; Ib ग्लायकोजेनोसिस प्रकारात, नष्ट झालेल्या मायक्रोसोममध्ये ग्लुकोज-6-फॉस्फेटची क्रिया सामान्य असते आणि संपूर्ण मायक्रोसोममध्ये ती अनुपस्थित किंवा मोठ्या प्रमाणात कमी होते (कारण दोषपूर्ण ग्लुकोज-6-फॉस्फेट ट्रान्सलोकेस पडद्याद्वारे ग्लुकोज-6-फॉस्फेट वाहतूक करत नाही. मायक्रोसोम्सचे);
• आण्विक जीवशास्त्राच्या पद्धती (पीसीआर (पॉलिमरेझ चेन रिएक्शन) द्वारे अनुवांशिक दोष शोधणे आणि विशिष्ट ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्ससह त्यानंतरचे संकरीकरण).

आण्विक जीवशास्त्राचे विशेष अभ्यास आणि पद्धती केवळ विशेष प्रयोगशाळांमध्ये उपलब्ध आहेत; CCA मध्ये, उदाहरणार्थ, प्रयोगशाळांमध्ये: डॉ. वाय. टी. चेन, आनुवंशिकी आणि चयापचय विभाग, ड्यूक युनिव्हर्सिटी मेडिकल सेंटर, डरहम, नॉर्थ कॅरोलिना, यू.एस.ए.; डॉ. R. Grier, बायोसेमिकल जेनेटिक्स प्रयोगशाळा, Nemours Children's Clinic, Jacksonville, Florida, U.S.A.

प्रकार I ग्लायकोजेनोसिस (गिरके रोग) वर उपचार

प्रकार I ग्लायकोजेनोसिस मधील चयापचय विकार, जे ग्लुकोजच्या अपुर्‍या उत्पादनामुळे होतात, खाल्ल्यानंतर काही तासांत उद्भवतात आणि दीर्घकाळ उपवास केल्याने ते लक्षणीय वाढतात. म्हणून, प्रकार I ग्लायकोजेनोसिसचा उपचार मुलाच्या वारंवार आहारात कमी केला जातो. रक्तातील ग्लुकोजच्या एकाग्रतेमध्ये 4.2 मिमीोल / एल पेक्षा कमी होण्यापासून रोखणे हे उपचारांचे ध्येय आहे - थ्रेशोल्ड पातळी ज्यावर कॉन्ट्राइन्सुलर हार्मोन्सच्या स्रावला उत्तेजन मिळते.

जर मुलास वेळेवर ग्लुकोजची पुरेशी मात्रा मिळाली तर यकृताचा आकार कमी होतो, प्रयोगशाळेचे पॅरामीटर्स सर्वसामान्य प्रमाणापर्यंत पोहोचतात, रक्तस्त्राव अदृश्य होतो, वाढ आणि सायकोमोटर विकास सामान्य होतो.

GLUT-1 मेंदूमध्ये ग्लुकोजचा स्थिर प्रवाह सुनिश्चित करते;

GLUT-2 रक्तामध्ये ग्लुकोज स्राव करणाऱ्या अवयवांच्या पेशींमध्ये आढळते. GLUT-2 च्या सहभागाने ग्लुकोज एन्टरोसाइट्स आणि यकृतातून रक्तात जाते. GLUT-2 स्वादुपिंडाच्या β-पेशींमध्ये ग्लुकोजच्या वाहतुकीमध्ये सामील आहे;

GLUT-3 ला ग्लुकोजसाठी GLUT-1 पेक्षा जास्त आत्मीयता आहे. हे तंत्रिका आणि इतर ऊतकांच्या पेशींना ग्लुकोजचा सतत पुरवठा देखील प्रदान करते;

GLUT-4 स्नायू पेशी आणि वसा ऊतकांमध्ये ग्लुकोजचा मुख्य वाहक आहे;

GLUT-5 प्रामुख्याने लहान आतड्याच्या पेशींमध्ये आढळते. त्याची कार्ये सुप्रसिद्ध नाहीत.

सर्व प्रकारचे GLUTs प्लाझ्मा झिल्ली आणि साइटोप्लाझममधील पडदा वेसिकल्समध्ये आढळू शकतात. तथापि, केवळ GLUT-4, साइटोप्लाज्मिक वेसिकल्समध्ये स्थानिकीकृत, स्वादुपिंड संप्रेरक इन्सुलिनच्या सहभागासह स्नायू आणि ऍडिपोज टिश्यू पेशींच्या प्लाझ्मा झिल्लीमध्ये समाविष्ट केले जाते. या वस्तुस्थितीमुळे स्नायूंना ग्लुकोजचा पुरवठा होतो आणि वसा ऊतकइन्सुलिनवर अवलंबून, या ऊतींना इन्सुलिन अवलंबित म्हणतात.

सायटोप्लाझमपासून प्लाझ्मा झिल्लीपर्यंत ग्लुकोज ट्रान्सपोर्टर्सच्या हालचालीवर इन्सुलिनचा प्रभाव.

1 - रिसेप्टरला इंसुलिनचे बंधन; 2 - इन्सुलिन रिसेप्टरची जागा, सेलच्या आतील बाजूस, ग्लूकोज ट्रान्सपोर्टर्सच्या हालचालींना उत्तेजन देते; 3, 4 - वेसिकल्सच्या रचनेतील ट्रान्सपोर्टर पेशीच्या प्लाझ्मा झिल्लीकडे जातात, त्याच्या रचनामध्ये समाविष्ट केले जातात आणि सेलमध्ये ग्लूकोज हस्तांतरित करतात.

ग्लुकोज ट्रान्सपोर्टर्सच्या कामातील विविध विकार ज्ञात आहेत. या प्रथिनांमध्ये अनुवांशिक दोष नॉन-इंसुलिन-आश्रित मधुमेह मेल्तिस अधोरेखित करू शकतो. GLUT-4 फंक्शनचे उल्लंघन खालील टप्प्यांवर शक्य आहे:

या ट्रान्सपोर्टरच्या झिल्लीच्या हालचालीबद्दल इंसुलिन सिग्नलचे प्रसारण;

सायटोप्लाझममध्ये ट्रान्सपोर्टरची हालचाल;

पडदा मध्ये समावेश;

पडदा बंद करणे इ.

कार्बोहायड्रेट पचन आणि शोषणाचे विकार

कार्बोहायड्रेट्सचे पचन आणि शोषणाचे पॅथॉलॉजी दोन प्रकारच्या कारणांवर आधारित असू शकते:

आतड्यातील कर्बोदकांमधे हायड्रोलिसिसमध्ये सामील असलेल्या एन्झाईममधील दोष;

आतड्यांसंबंधी श्लेष्मल त्वचा पेशींमध्ये कार्बोहायड्रेट पचन उत्पादनांच्या शोषणाचे उल्लंघन.

दोन्ही प्रकरणांमध्ये, अनक्लीव्हड डिसॅकराइड्स किंवा मोनोसॅकराइड्स तयार होतात. हे बेकायदेशीर कर्बोदकांमधे आतड्यांतील सामग्रीचे ऑस्मोटिक दाब बदलून, दूरच्या आतड्यात प्रवेश करतात. याव्यतिरिक्त, आतड्यांसंबंधी लुमेनमध्ये उर्वरित कर्बोदकांमधे अंशतः सेंद्रिय ऍसिड आणि वायूंच्या निर्मितीसह सूक्ष्मजीवांद्वारे एन्झाइमॅटिक क्लीव्हेजच्या अधीन असतात. सर्व एकत्रितपणे आतड्यांमध्ये पाण्याचा प्रवाह, आतड्यांसंबंधी सामग्रीचे प्रमाण वाढणे, पेरिस्टॅलिसिस वाढणे, उबळ आणि वेदना तसेच पोट फुगणे.

सेलमध्ये ग्लुकोज चयापचय

आतड्यात शोषल्यानंतर, मोनोसॅकराइड्स पोर्टल शिरामध्ये आणि नंतर मुख्यतः यकृतामध्ये प्रवेश करतात. अन्नाच्या मुख्य कर्बोदकांमधे ग्लुकोजचे वर्चस्व असल्याने, ते कार्बोहायड्रेट पचनाचे मुख्य उत्पादन मानले जाऊ शकते. चयापचय दरम्यान आतड्यांमधून येणारे इतर मोनोसेकराइड्स ग्लुकोज किंवा त्याच्या चयापचय उत्पादनांमध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकतात. यकृतातील ग्लुकोजचा काही भाग ग्लायकोजेनच्या स्वरूपात जमा केला जातो आणि दुसरा भाग सामान्य रक्ताभिसरणाद्वारे वितरित केला जातो आणि विविध ऊतक आणि अवयवांद्वारे वापरला जातो. सामान्य आहारासह, रक्तातील ग्लुकोजची एकाग्रता -3.3-5.5 mmol / l च्या पातळीवर राखली जाते. आणि पचन कालावधी दरम्यान, त्याची एकाग्रता सुमारे 8 mmol / l ने वाढू शकते.

ग्लुकोजचे फॉस्फोरिलेशन

सर्व ऊतकांच्या पेशींमध्ये ग्लुकोजचे चयापचय फॉस्फोरिलेशनच्या प्रतिक्रियेने आणि ग्लूकोज-6-फॉस्फेट (एटीपी वापरुन) मध्ये रूपांतरणाने सुरू होते. ग्लुकोजच्या फॉस्फोरिलेशनला उत्प्रेरित करणारे दोन एंजाइम आहेत: यकृत आणि स्वादुपिंडात - एन्झाइम ग्लुकोकिनेज, इतर सर्व ऊतींमध्ये - हेक्सोकिनेज. ग्लुकोजचे फॉस्फोरिलेशन ही एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया आहे, कारण ती मोठ्या प्रमाणात उर्जेच्या वापरासह होते. पेशींचा प्लाझ्मा झिल्ली फॉस्फोरिलेटेड ग्लुकोजसाठी अभेद्य आहे (त्यात कोणतेही संबंधित वाहतूक प्रथिने नाहीत) आणि म्हणूनच, ती यापुढे त्यांना सोडू शकत नाही. याव्यतिरिक्त, फॉस्फोरिलेशनमुळे सायटोप्लाझममध्ये मुक्त ग्लुकोजची एकाग्रता कमी होते. परिणामी, रक्तातील पेशींमध्ये ग्लुकोजच्या सुलभ प्रसारासाठी अनुकूल परिस्थिती निर्माण होते.

हे एन्झाईम्स ग्लुकोजसाठी त्यांच्या आत्मीयतेमध्ये भिन्न असतात.जीexokinaseग्लुकोजसाठी उच्च आत्मीयता आहे, म्हणजे हे सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य, ग्लुकोकिनेजच्या विपरीत, कमी रक्तातील ग्लुकोज एकाग्रतेवर सक्रिय आहे. परिणामी, मेंदू, लाल रक्तपेशी आणि इतर उती ग्लुकोजचा वापर करू शकतात जेव्हा रक्तातील एकाग्रता खाल्ल्यानंतर आणि उपवासाच्या 4-5 तासांनी कमी होते. हेक्सोकिनेज एंझाइम केवळ डी-ग्लूकोजचेच नव्हे तर इतर हेक्सोसेसचे फॉस्फोरिलेशन देखील उत्प्रेरित करू शकते, जरी कमी गतीने. हेक्सोकिनेजची क्रिया सेलच्या ऊर्जेच्या गरजेनुसार बदलते. ATP/ADP गुणोत्तर आणि ग्लुकोज-6-फॉस्फेटची इंट्रासेल्युलर पातळी नियामक म्हणून कार्य करते. सेलमधील ऊर्जेचा वापर कमी झाल्यामुळे, एटीपी (एडीपीच्या सापेक्ष) आणि ग्लूकोज -6-फॉस्फेटची पातळी वाढते. या प्रकरणात, हेक्सोकिनेजची क्रिया कमी होते आणि परिणामी, सेलमध्ये ग्लुकोजच्या प्रवेशाचा दर कमी होतो.

पचन दरम्यान हिपॅटोसाइट्समध्ये ग्लुकोजचे फॉस्फोरिलेशन गुणधर्मांद्वारे प्रदान केले जाते ग्लुकोकिनेज. ग्लुकोकिनेज क्रियाकलाप, हेक्सोकिनेज विपरीत, ग्लुकोज -6-फॉस्फेट द्वारे प्रतिबंधित नाही. ही परिस्थिती रक्तातील त्याच्या पातळीशी संबंधित फॉस्फोरिलेटेड स्वरूपात सेलमधील ग्लुकोजच्या एकाग्रतेत वाढ प्रदान करते. ग्लुकोज GLUT-2 ट्रान्सपोर्टर (इन्सुलिनपासून स्वतंत्र) च्या सहभागाने सुलभ प्रसाराद्वारे हेपॅटोसाइट्समध्ये प्रवेश करते. ग्लुकोकिनेज प्रमाणे GLUT-2 चे प्रमाण जास्त आहे ग्लुकोजसाठी आत्मीयताआणि पचन दरम्यान हिपॅटोसाइट्समध्ये ग्लुकोजच्या प्रवेशाच्या दरात वाढ करण्यास प्रोत्साहन देते, उदा. त्याच्या फॉस्फोरिलेशनला गती देते आणि जमा करण्यासाठी पुढील वापर.

जरी इन्सुलिनचा ग्लुकोजच्या वाहतुकीवर परिणाम होत नसला तरी, ते ग्लुकोकिनेज संश्लेषण प्रवृत्त करून अप्रत्यक्षपणे पचन दरम्यान हिपॅटोसाइट्समध्ये ग्लुकोजचा प्रवाह वाढवते आणि त्यामुळे ग्लुकोज फॉस्फोरिलेशनला गती देते.

हेपॅटोसाइट्सद्वारे ग्लुकोजचा मुख्य वापर, ग्लुकोकिनेजच्या गुणधर्मांमुळे, शोषण्याच्या कालावधीत रक्तातील त्याच्या एकाग्रतेत जास्त प्रमाणात वाढ होण्यास प्रतिबंध करते. यामुळे, प्रथिने ग्लायकोसिलेशन सारख्या ग्लुकोजच्या अवांछित प्रतिक्रियांचे परिणाम कमी होतात.

ग्लुकोज -6-फॉस्फेटचे डिफॉस्फोरिलेशन

ग्लुकोज-6-फॉस्फेटचे ग्लुकोजमध्ये रूपांतर यकृत, मूत्रपिंड आणि आतड्यांसंबंधी उपकला पेशींमध्ये शक्य आहे. या अवयवांच्या पेशींमध्ये ग्लूकोज -6-फॉस्फेटस एंजाइम आहे, जो फॉस्फेट गटाच्या क्लीव्हेजला हायड्रोलाइटिक पद्धतीने उत्प्रेरित करतो:

ग्लुकोज-6-फॉस्फेट + एच 2 O → ग्लुकोज + एच 3 आर.ओ 4

परिणामी मुक्त ग्लुकोज या अवयवांमधून रक्तामध्ये पसरण्यास सक्षम आहे. इतर अवयव आणि ऊतींमध्ये ग्लूकोज -6-फॉस्फेट नाही आणि म्हणूनच ग्लूकोज -6-फॉस्फेटचे डिफॉस्फोरिलेशन अशक्य आहे. पेशीमध्ये ग्लुकोजच्या अशा अपरिवर्तनीय प्रवेशाचे उदाहरण म्हणजे स्नायू, जेथे ग्लूकोज -6-फॉस्फेटचा वापर केवळ या पेशीच्या चयापचयात केला जाऊ शकतो.

ग्लुकोज -6-फॉस्फेटचे चयापचय

जीवाच्या शारीरिक स्थितीवर आणि ऊतींच्या प्रकारावर अवलंबून, ग्लुकोज-6-फॉस्फेट सेलमध्ये विविध परिवर्तनांमध्ये वापरले जाऊ शकते, ज्यापैकी मुख्य आहेत: ग्लायकोजेन संश्लेषण, CO 2 आणि H 2 O च्या निर्मितीसह अपचय, आणि पेंटोसेसचे संश्लेषण. अंतिम उत्पादनांमध्ये ग्लुकोजचे विघटन शरीरासाठी उर्जेचा स्रोत म्हणून काम करते. त्याच वेळी, ग्लूकोज -6-फॉस्फेटच्या चयापचय दरम्यान, मध्यवर्ती उत्पादने तयार होतात, जी नंतर अमीनो ऍसिड, न्यूक्लियोटाइड्स, ग्लिसरॉल आणि फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी वापरली जातात. अशाप्रकारे, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट केवळ ऑक्सिडेशनसाठी सब्सट्रेट नाही तर नवीन संयुगेच्या संश्लेषणासाठी एक इमारत सामग्री देखील आहे.

ग्लायकोजेन चयापचय

अनेक ऊतक ग्लायकोजेनला ग्लुकोजचे राखीव स्वरूप म्हणून संश्लेषित करतात. ग्लायकोजेनची राखीव भूमिका दोन महत्त्वाच्या गुणधर्मांमुळे आहे: ते ऑस्मोटिकली निष्क्रिय आणि उच्च शाखायुक्त आहे, ज्यामुळे ग्लूकोज जैवसंश्लेषणादरम्यान पॉलिमरला त्वरीत जोडते आणि एकत्रीकरणादरम्यान ते बंद होते. ग्लायकोजेनचे संश्लेषण आणि विघटन रक्तातील ग्लुकोजच्या एकाग्रतेची स्थिरता सुनिश्चित करते आणि आवश्यकतेनुसार ऊतकांद्वारे त्याचा वापर करण्यासाठी डेपो तयार करते.

ग्लायकोजेनची रचना आणि कार्ये

ग्लायकोजेन हे ब्रँच केलेले पॉलिसेकेराइड आहे ज्यामध्ये ग्लुकोजचे अवशेष α-1,4-ग्लायकोसिडिक बॉण्डद्वारे रेषीय विभागात जोडलेले असतात. शाखा बिंदूंवर, मोनोमर्स α-1,6-ग्लायकोसिडिक बंधांनी जोडलेले असतात. हे बंध अंदाजे प्रत्येक दहाव्या ग्लुकोजच्या अवशेषांसह तयार होतात, म्हणजे. ग्लायकोजेनमधील शाखा बिंदू प्रत्येक दहा ग्लुकोज अवशेषांमध्ये आढळतात. अशा प्रकारे, ग्लायकोजेन रेणूमध्ये फक्त एक मुक्त एनोमेरिक OH गट आहे आणि परिणामी, फक्त एक कमी करणारा (कमी करणारा) शेवट आहे.

A. ग्लायकोजेन रेणूची रचना: 1 - α-1,4-ग्लायकोसिडिक बॉन्डद्वारे जोडलेले ग्लुकोजचे अवशेष; 2 - ग्लुकोजचे अवशेष α-1,6-ग्लायकोसिडिक बाँडने जोडलेले आहेत; 3 - नॉन-कमी करणारे टर्मिनल मोनोमर्स; 4 - टर्मिनल मोनोमर कमी करणे.

B. ग्लायकोजेन रेणूच्या वेगळ्या तुकड्याची रचना.

ग्लायकोजेन सेलच्या सायटोसोलमध्ये 10-40 एनएम व्यासासह ग्रॅन्युलच्या स्वरूपात साठवले जाते. ग्लायकोजेन मेटाबोलिझममध्ये गुंतलेली काही एंजाइम देखील ग्रॅन्युलशी संबंधित आहेत, ज्यामुळे सब्सट्रेटसह त्यांचे परस्परसंवाद सुलभ होते. ग्लायकोजेनच्या ब्रँच केलेल्या संरचनेमुळे मोठ्या संख्येने टर्मिनल मोनोमर्स होतात, जे एंझाइमच्या कामात योगदान देतात जे ग्लायकोजेनच्या विघटन किंवा संश्लेषणादरम्यान मोनोमर्स विभाजित करतात किंवा जोडतात, कारण हे एन्झाईम एकाच वेळी रेणूच्या अनेक शाखांवर कार्य करू शकतात. ग्लायकोजेन प्रामुख्याने यकृत आणि कंकाल स्नायूंमध्ये जमा केले जाते.

कर्बोदकांमधे समृद्ध जेवण खाल्ल्यानंतर, यकृतातील ग्लायकोजेनचे संचय त्याच्या वस्तुमानाच्या अंदाजे 5% असू शकते. सुमारे 1% ग्लायकोजेन स्नायूंमध्ये साठवले जाते, तथापि, स्नायूंच्या ऊतींचे वस्तुमान बरेच मोठे आहे आणि म्हणून स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेनचे एकूण प्रमाण यकृतापेक्षा 2 पट जास्त आहे. ग्लायकोजेन अनेक पेशींमध्ये संश्लेषित केले जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, न्यूरॉन्स, मॅक्रोफेजेस आणि ऍडिपोज टिश्यू पेशींमध्ये, परंतु या ऊतकांमधील त्याची सामग्री नगण्य आहे. शरीरात 450 ग्रॅम पर्यंत ग्लायकोजेन असू शकते.

यकृत ग्लायकोजेनचे विघटन मुख्यतः रक्तातील ग्लुकोजची पातळी राखण्यासाठी कार्य करते. म्हणून, यकृतातील ग्लायकोजेनची सामग्री पोषणाच्या लयवर अवलंबून बदलते. दीर्घकाळ उपवास केल्याने, ते जवळजवळ शून्यावर घसरते. स्नायू ग्लायकोजेन ग्लुकोजचे राखीव म्हणून काम करते - दरम्यान ऊर्जा स्त्रोत स्नायू आकुंचन. रक्तातील ग्लुकोजची पातळी राखण्यासाठी स्नायू ग्लायकोजेनचा वापर केला जात नाही.

ग्लायकोजेनचे संश्लेषण (ग्लायकोजेनेसिस)

ग्लायकोजेन पचन (कार्बोहायड्रेट सेवनानंतर 1-2 तासांनंतर) दरम्यान संश्लेषित केले जाते. हे लक्षात घ्यावे की ग्लुकोजपासून ग्लायकोजनच्या संश्लेषणासाठी ऊर्जा आवश्यक आहे.

ग्लुकोज रक्तातून ऊतींमध्ये सक्रियपणे प्रवेश करते आणि फॉस्फोरिलेटेड होते, ग्लूकोज -6-फॉस्फेटमध्ये बदलते. त्यानंतर ग्लुकोज-6-फॉस्फेटचे फॉस्फोग्लुकोम्युटेस द्वारे ग्लुकोज-1-फॉस्फेटमध्ये रूपांतर होते, ज्यातून (UDP)-ग्लुकोपायरोफॉस्फोरिलेजच्या क्रियेखाली आणि (UTP) च्या सहभागाने UDP-ग्लुकोज तयार होते.

परंतु ग्लुकोज-6-फॉस्फेट ↔ ग्लुकोज-1-फॉस्फेट या अभिक्रियाच्या उलटक्षमतेमुळे, ग्लुकोज-1-फॉस्फेटपासून ग्लायकोजनचे संश्लेषण आणि त्याचे विघटन देखील उलट करता येण्यासारखे आणि त्यामुळे अनियंत्रित होते. ग्लायकोजेन संश्लेषण थर्मोडायनामिकली अपरिवर्तनीय होण्यासाठी, यूटीपी आणि ग्लूकोज-1-फॉस्फेटमधून यूरिडाइन डायफॉस्फेट ग्लुकोज तयार करण्यासाठी अतिरिक्त चरण आवश्यक आहे. ही प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करणार्‍या एंझाइमचे नाव उलट प्रतिक्रियेवरून दिले जाते: यूडीपी-ग्लुकोपायरोफॉस्फोरीलेज.तथापि, सेलमध्ये उलट प्रतिक्रिया होत नाही, कारण थेट प्रतिक्रियेदरम्यान तयार होणारा पायरोफॉस्फेट 2 फॉस्फेट रेणूंमध्ये पायरोफॉस्फेटद्वारे फार लवकर क्लीव्ह केला जातो.

शिक्षित यूडीपी - ग्लुकोजपुढे ग्लायकोजेनच्या संश्लेषणामध्ये ग्लुकोजच्या अवशेषांचा दाता म्हणून वापर केला जातो. ही प्रतिक्रिया एन्झाइमद्वारे उत्प्रेरित केली जाते ग्लायकोजेन सिंथेस (ग्लुकोसिल ट्रान्सफरेज).ही प्रतिक्रिया एटीपी वापरत नसल्यामुळे, एंझाइमला सिंथेटेज ऐवजी सिंथेस म्हणतात. एंजाइमचे हस्तांतरण होतेप्रति ऑलिगोसॅकराइड ग्लुकोज अवशेष, ज्यामध्ये 6-10 ग्लुकोज अवशेष असतात आणि प्रतिनिधित्व करतात प्राइमर (बियाणे),ग्लुकोज रेणू संलग्न करणे, α-1,4-ग्लायकोसिडिक बंध. प्राइमर हे ग्लायकोजेनिन प्रोटीनच्या टायरोसिन अवशेषांच्या ओएच गटाशी रिड्यूसिंग एंडला जोडलेले असल्याने, ग्लायकोजेन सिंथेस क्रमाक्रमाने कमी न होणाऱ्या टोकाला ग्लुकोज जोडते. जेव्हा संश्लेषित पॉलिसेकेराइडमधील मोनोमर्सची संख्या 11-12 मोनोसेकराइड अवशेषांवर पोहोचते, तेव्हा ब्रँचिंग एन्झाइम (ग्लायकोसिल-4,6-ट्रान्सफरेज) 6-8 मोनोमर असलेल्या एका तुकड्याचे हस्तांतरण करते, तेव्हा रेणूचा शेवट त्याच्या मध्यभागी असतो आणि जोडतो. ते α-1,6-ग्लायकोसिडिक कनेक्शनशी. परिणाम म्हणजे उच्च शाखा असलेले पॉलिसेकेराइड.

ग्लायकोजेनचे विघटन (ग्लायकोजेनोलिसिस)

ग्लायकोजेनचे विघटन किंवा त्याचे एकत्रीकरण शरीराच्या ग्लुकोजच्या गरजेच्या वाढीच्या प्रतिसादात होते. यकृत ग्लायकोजेन मुख्यत्वे जेवण दरम्यानच्या अंतराने तुटते, याव्यतिरिक्त, यकृत आणि स्नायूंमध्ये ही प्रक्रिया शारीरिक कार्यादरम्यान वेगवान होते.

एन्झाइम प्रथमग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेजफॉस्फोरिक ऍसिडच्या सहभागाने फक्त α-1,4-ग्लायकोसिडिक बंध जोडतात, ग्लायकोजेन रेणूच्या कमी न होणार्‍या टोकांपासून ग्लुकोजचे अवशेष क्रमाक्रमाने तोडतात आणि ग्लूकोज-1-फॉस्फेट तयार करण्यासाठी फॉस्फोरिलेट करतात. त्यामुळे फांद्या लहान होतात.

जेव्हा ग्लायकोजेन शाखांमध्ये ग्लुकोजच्या अवशेषांची संख्या 4 पर्यंत पोहोचते, तेव्हा एंझाइम ऑलिगोसॅकराइड ट्रान्सफरेज α-1,4-ग्लायकोसिडिक बंध तोडतो आणि 3 मोनोमर असलेल्या एका तुकड्याला लांब साखळीच्या शेवटी स्थानांतरित करतो.

एन्झाइम α-1,6-ग्लायकोसिडेसशाखा बिंदूवर α-1,6-ग्लायकोसिडिक बाँडचे हायड्रोलायझेशन करते आणि ग्लुकोज रेणू बंद करते. अशा प्रकारे, जेव्हा ग्लायकोजेन एकत्रित केले जाते, तेव्हा ग्लूकोज-1-फॉस्फेट आणि थोड्या प्रमाणात मुक्त ग्लुकोज तयार होतात. पुढे, ग्लुकोज-1-फॉस्फेट फॉस्फोग्लुकोम्युटेस या एन्झाइमच्या सहभागाने ग्लुकोज-6-फॉस्फेटमध्ये रूपांतरित होते.

ग्लुकोज-6-फॉस्फेट तयार होईपर्यंत यकृत आणि स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेनचे एकत्रीकरण त्याच प्रकारे पुढे जाते. क्रिया अंतर्गत यकृत मध्ये ग्लुकोज -6-फॉस्फेटग्लुकोज-6-फॉस्फेट मुक्त ग्लुकोजमध्ये रूपांतरित होते, जे रक्तप्रवाहात प्रवेश करते. म्हणून, यकृतामध्ये ग्लायकोजेनची गतिशीलता रक्तातील ग्लुकोजची सामान्य पातळी आणि इतर ऊतींना ग्लुकोजचा पुरवठा सुनिश्चित करते. स्नायूंमध्ये ग्लुकोज-6-फॉस्फेट हे एन्झाइम नसते आणि ग्लुकोज-6-फॉस्फेटचा उपयोग स्नायू स्वतः ऊर्जेसाठी करतात.

यकृत आणि स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेन चयापचयचे जैविक महत्त्व

ग्लायकोजेनचे संश्लेषण आणि विघटन प्रक्रियेची तुलना आपल्याला खालील निष्कर्ष काढू देते:

ग्लायकोजेनचे संश्लेषण आणि विघटन वेगवेगळ्या चयापचय मार्गांद्वारे पुढे जाते;

यकृत ग्लायकोजेनच्या स्वरूपात ग्लुकोज साठवते, स्वतःच्या गरजेपुरते नाही, तर रक्तातील ग्लुकोजचे स्थिर प्रमाण राखण्यासाठी, आणि म्हणूनच, इतर ऊतींना ग्लुकोजचा पुरवठा सुनिश्चित करते. यकृतातील ग्लुकोज-6-फॉस्फेटची उपस्थिती ग्लायकोजेन चयापचयातील यकृताचे हे मुख्य कार्य निर्धारित करते;

स्नायू ग्लायकोजेनचे कार्य ऑक्सिडेशन आणि उर्जेच्या वापरासाठी स्नायूंमध्येच वापरल्या जाणार्‍या ग्लुकोज-6-फॉस्फेट सोडणे आहे;

ग्लायकोजेनच्या संश्लेषणासाठी 1 mol ATP आणि 1 mol UTP आवश्यक आहे;

ग्लायकोजेनचे ग्लुकोज -6-फॉस्फेटमध्ये विघटन करण्यासाठी उर्जेची आवश्यकता नसते;

ग्लायकोजेनचे संश्लेषण आणि विघटन प्रक्रियेची अपरिवर्तनीयता त्यांच्या नियमनाद्वारे सुनिश्चित केली जाते.

ग्लायकोजेन चयापचय विकारांमुळे विविध रोग होतात. ते ग्लायकोजेन चयापचयात गुंतलेल्या जीन्स एन्कोडिंग एन्झाइममधील उत्परिवर्तनातून उद्भवतात. या रोगांमध्ये, यकृत, स्नायू आणि इतर उतींमध्ये ग्लायकोजेन ग्रॅन्यूल जमा होतात, ज्यामुळे पेशींचे नुकसान होते.

ग्लायकोजेन संश्लेषण आणि चयापचय यांचे नियमन

यकृत आणि स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेनचे चयापचय ऊर्जा स्त्रोत म्हणून शरीराच्या ग्लुकोजच्या गरजेवर अवलंबून असते. यकृतामध्ये, ग्लायकोजेनचे संचय आणि गतिशीलता इन्सुलिन, ग्लुकागॉन आणि एड्रेनालाईन हार्मोन्सद्वारे नियंत्रित केली जाते.

इन्सुलिन आणि ग्लुकागन हे विरोधी संप्रेरक आहेत, त्यांचे संश्लेषण आणि स्राव रक्तातील ग्लुकोजच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असतात. सामान्यतः, रक्तातील ग्लुकोजची एकाग्रता 3.3-5.5 mmol / l शी संबंधित असते. इंसुलिनच्या एकाग्रता आणि रक्तातील ग्लुकागनच्या एकाग्रतेचे गुणोत्तर म्हणतात. इन्सुलिन-ग्लुकागन इंडेक्स.

जेव्हा रक्तातील ग्लुकोजची पातळी वाढते तेव्हा इन्सुलिन स्राव वाढतो (इन्सुलिन-ग्लुकागन इंडेक्स वाढतो). इन्सुलिन इंसुलिन-आश्रित ऊतींमध्ये ग्लुकोजच्या प्रवेशास प्रोत्साहन देते, यकृत आणि स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेन संश्लेषणासाठी ग्लुकोजच्या वापरास गती देते.

जेव्हा रक्तातील ग्लुकोजची पातळी कमी होते, तेव्हा इन्सुलिन स्राव कमी होतो (इन्सुलिन-ग्लुकागन इंडेक्स कमी होतो). ग्लुकागन यकृतामध्ये ग्लायकोजेनच्या गतिशीलतेला गती देते, परिणामी यकृतातून रक्तामध्ये ग्लुकोजचा प्रवाह वाढतो.

इन्सुलिन- स्वादुपिंडाच्या लँगरहॅन्सच्या बेटांच्या β-पेशींद्वारे रक्तामध्ये संश्लेषित आणि स्रावित केले जाते. β-पेशी रक्तातील ग्लुकोजमधील बदलांना संवेदनशील असतात आणि जेवणानंतर त्यातील सामग्री वाढल्याच्या प्रतिसादात इन्सुलिन स्राव करतात. ट्रान्सपोर्ट प्रोटीन (GLUT-2), जे β-पेशींमध्ये ग्लुकोजचा प्रवेश सुनिश्चित करते, त्याच्याशी कमी आत्मीयता आहे. परिणामी, रक्तातील त्याची सामग्री सामान्य पातळीपेक्षा (5.5 mmol/l पेक्षा जास्त) झाल्यानंतरच हे प्रथिने स्वादुपिंडाच्या पेशीमध्ये ग्लुकोजचे वाहतूक करते. β-पेशींमध्ये, ग्लुकोज हे ग्लुकोकाइनेजद्वारे फॉस्फोरिलेट केले जाते; β-पेशींमधील ग्लुकोकाइनेजद्वारे ग्लुकोज फॉस्फोरिलेशनचा दर रक्तातील त्याच्या एकाग्रतेच्या थेट प्रमाणात असतो.

इंसुलिन संश्लेषण ग्लुकोजद्वारे नियंत्रित केले जाते. ग्लुकोज थेट इंसुलिन जनुक अभिव्यक्तीच्या नियमनात सामील आहे.

ग्लुकागन- रक्तातील ग्लुकोजच्या पातळीत घट होण्याच्या प्रतिसादात स्वादुपिंडाच्या α-पेशींद्वारे उत्पादित. रासायनिकदृष्ट्या, ग्लुकागॉन एक पेप्टाइड आहे.

इन्सुलिन आणि ग्लुकागॉनचा स्राव देखील ग्लुकोजद्वारे नियंत्रित केला जातो, जो β-पेशींमधून इंसुलिनचा स्राव उत्तेजित करतो आणि α-पेशींमधून ग्लुकागॉनचा स्राव दाबतो. याव्यतिरिक्त, इंसुलिन स्वतःच ग्लुकागॉनचा स्राव कमी करते.

तीव्र स्नायुंचा कार्य आणि तणाव दरम्यान, ते अधिवृक्क ग्रंथींमधून रक्तामध्ये स्रावित होते. एड्रेनालिन. हे यकृत आणि स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेनच्या गतिशीलतेला गती देते, ज्यामुळे विविध ऊतकांच्या पेशी ग्लुकोजसह प्रदान करतात.

ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज आणि ग्लायकोजेन सिंथेस क्रियाकलापांचे नियमन

या संप्रेरकांची क्रिया शेवटी ग्लायकोजेन चयापचयाच्या चयापचय मार्गांच्या मुख्य एन्झाईमद्वारे उत्प्रेरित झालेल्या प्रतिक्रियांच्या दरात बदल घडवून आणते - ग्लायकोजेन संश्लेषणआणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज, ज्याची क्रिया अॅलोस्टरली आणि फॉस्फोरिलेशन/डिफोरिलेशनद्वारे नियंत्रित केली जाते.

ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज अस्तित्वात आहे 2 स्वरूपात:

1) फॉस्फोरिलेटेड - सक्रिय (फॉर्म ए); 2) dephosphorylated - निष्क्रिय (फॉर्म c).

फॉस्फोरिलेशन एटीपीमधून एंजाइमच्या सेरीन अवशेषांपैकी एकाच्या हायड्रॉक्सिल गटामध्ये फॉस्फेट अवशेष हस्तांतरित करून चालते. याचा परिणाम म्हणजे एन्झाईम रेणू आणि त्याचे सक्रियकरण मध्ये रचनात्मक बदल.

ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेझच्या 2 स्वरूपांचे परस्पर परिवर्तन हे एन्झाईम फॉस्फोरिलेझ किनेज आणि फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस (ग्लायकोजेन रेणूंशी संरचनात्मकदृष्ट्या संबंधित एंजाइम) च्या क्रियेद्वारे प्रदान केले जातात. या बदल्यात, फॉस्फोरिलेज किनेज आणि फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटसची क्रिया देखील फॉस्फोरिलेशन आणि डिफॉस्फोरिलेशनद्वारे नियंत्रित केली जाते.

फॉस्फोरिलेस किनेज सक्रिय होतेअंतर्गतप्रोटीन किनेज ए - पीकेए (सीएएमपी-आश्रित) च्या क्रियेद्वारे. सीएएमपी प्रथम प्रोटीन किनेज ए सक्रिय करते, जे फॉस्फोरिलेज फॉस्फोरिलेज किनेजला सक्रिय करते, त्यास सक्रिय अवस्थेत बदलते, ज्यामुळे फॉस्फोरीलेट्स ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज बनते. सीएएमपी संश्लेषण एड्रेनालाईन आणि ग्लुकागॉनद्वारे उत्तेजित केले जाते.

फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट सक्रियकरणविशिष्ट प्रोटीन किनेजद्वारे उत्प्रेरित केलेल्या फॉस्फोरिलेशन प्रतिक्रियेच्या परिणामी उद्भवते, जे यामधून, इतर प्रथिने आणि एन्झाईम्सच्या प्रतिक्रियांच्या कॅस्केडद्वारे इंसुलिनद्वारे सक्रिय होते. इन्सुलिन-सक्रिय प्रोटीन किनेज फॉस्फोरायलेट्स आणि त्याद्वारे फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट सक्रिय करते. सक्रिय फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस डिफॉस्फोरिलेट्स आणि म्हणून फॉस्फोरिलेज किनेज आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज निष्क्रिय करते.

ग्लायकोजेन सिंथेस आणि फॉस्फोरिलेज किनेजच्या क्रियाकलापांवर इंसुलिनचा प्रभाव. FP-phosphatase (GR) ग्लायकोजेन ग्रॅन्यूलचे फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट आहे. PK (pp90S6) एक इंसुलिन-सक्रिय प्रोटीन किनेज आहे.

ग्लायकोजेन सिंथेस क्रियाकलापफॉस्फोरिलेशन आणि डिफॉस्फोरिलेशनच्या परिणामी देखील बदलते. तथापि, ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज आणि ग्लायकोजेन सिंथेसच्या नियमनात लक्षणीय फरक आहेत:

ग्लायकोजेन सिंथेसचे फॉस्फोरिलेशन पीके ए उत्प्रेरित करते आणि त्याच्या निष्क्रियतेस कारणीभूत ठरते;

फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटसच्या क्रियेखाली ग्लायकोजेन सिंथेसचे डिफॉस्फोरिलेशन, उलटपक्षी, ते सक्रिय करते.

यकृत मध्ये ग्लायकोजेन चयापचय नियमन

रक्तातील ग्लुकोजच्या वाढीमुळे संश्लेषण आणि स्राव उत्तेजित होतोस्वादुपिंड हार्मोन इंसुलिनच्या β-पेशी. इन्सुलिन मेम्ब्रेन कॅटॅलिटिक रिसेप्टर - टायरोसिन प्रोटीन किनेजद्वारे सेलमध्ये सिग्नल प्रसारित करते. संप्रेरकासह रिसेप्टरच्या परस्परसंवादामुळे ग्लायकोजेन ग्रॅन्यूलच्या फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस सक्रिय होण्यासाठी लागोपाठ प्रतिक्रियांची मालिका सुरू होते. हे एंझाइम ग्लायकोजेन सिंथेस आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज डिफॉस्फोरिलेट्स करते, परिणामी ग्लायकोजेन सिंथेस सक्रिय होते आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेझ निष्क्रिय होते.

अशा प्रकारे, यकृतामध्ये ग्लायकोजेन संश्लेषण गतिमान होते आणि त्याचे विघटन रोखले जाते.

उपवास दरम्यान, रक्तातील ग्लुकोजची पातळी कमी होणे हे स्वादुपिंडाच्या α-पेशींद्वारे ग्लुकागॉनचे संश्लेषण आणि स्राव करण्यासाठी एक सिग्नल आहे. हार्मोन अॅडेनिलेट सायक्लेस प्रणालीद्वारे पेशींना सिग्नल प्रसारित करतो. यामुळे प्रोटीन किनेज ए सक्रिय होते, जे ग्लायकोजेन सिंथेस आणि फॉस्फोरीलेज किनेज फॉस्फोरिलेट्स करते. फॉस्फोरिलेशनच्या परिणामी, ग्लायकोजेन सिंथेस निष्क्रिय होते आणि ग्लायकोजेन संश्लेषण प्रतिबंधित होते, आणि फॉस्फोरिलेझ किनेज सक्रिय होते आणि फॉस्फोरीलेट्स ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज सक्रिय होते. सक्रिय ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज यकृतामध्ये ग्लायकोजेनच्या गतिशीलतेला गती देते.

1 - ग्लुकागन आणि एड्रेनालाईन विशिष्ट झिल्ली रिसेप्टर्सशी संवाद साधतात. हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स जी-प्रोटीनच्या संरचनेवर परिणाम करते, ज्यामुळे ते प्रोटोमर्समध्ये वेगळे होते आणि जीडीपीच्या α-सब्युनिटला GTP सह पुनर्स्थित करते;

2 - जीटीपीशी संबंधित α-सब्युनिट, एडिनाइलेट सायक्लेस सक्रिय करते, जे एटीपीपासून सीएएमपीचे संश्लेषण उत्प्रेरित करते;

3 - सीएएमपीच्या उपस्थितीत, प्रथिने किनेज ए उलटपणे विलग करते, उत्प्रेरक क्रियाकलापांसह सबयुनिट्स सी सोडते;

4 - प्रोटीन किनेज ए फॉस्फोरिलेट्स आणि फॉस्फोरिलेज किनेज सक्रिय करते;

5 - फॉस्फोरीलेज किनेज फॉस्फोरीलेट्स ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज, त्यास सक्रिय स्वरूपात रूपांतरित करते;

6 - प्रोटीन किनेज ए देखील फॉस्फोरीलेट्स ग्लायकोजेन सिंथेस करते, त्यास निष्क्रिय अवस्थेत बदलते;

7 - ग्लायकोजेन सिंथेसच्या प्रतिबंध आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेजच्या सक्रियतेच्या परिणामी, ग्लायकोजेनचा क्षय प्रक्रियेत समावेश होतो;

8 - फॉस्फोडीस्टेरेस सीएएमपीचे विघटन उत्प्रेरित करते आणि त्याद्वारे हार्मोनल सिग्नलची क्रिया व्यत्यय आणते. α-सब्युनिट-जीटीपी कॉम्प्लेक्स नंतर खंडित केले जाते.

तीव्र शारीरिक काम आणि रक्तातील ताण सह, एकाग्रता एएड्रेनालाईन यकृतामध्ये एड्रेनालाईनसाठी दोन प्रकारचे झिल्ली रिसेप्टर्स आहेत. यकृतातील एड्रेनालाईनचा प्रभाव फॉस्फोरिलेशन आणि सक्रियतेमुळे होतो ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज.एड्रेनालाईनमध्ये ग्लुकागॉन सारखीच क्रिया करण्याची यंत्रणा आहे. परंतु यकृत सेलमध्ये सिग्नल प्रसारित करणारी दुसरी प्रभावक प्रणाली चालू करणे देखील शक्य आहे.

एड्रेनालाईन आणि सीए द्वारे यकृतातील ग्लायकोजेनचे संश्लेषण आणि विघटन यांचे नियमन 2+ .

एफआयएफ 2 - फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल बिस्फॉस्फेट; आयपी 3 - इनोसिटॉल-1,4,5-ट्रायफॉस्फेट; DAG - diacylglycerol; ईआर - एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलम; एफएस - फॉस्फोडिथिलसरिन.

1 - α 1 रिसेप्टरसह एड्रेनालाईनचा परस्परसंवाद जी-प्रोटीनच्या सक्रियतेद्वारे फॉस्फोलिपेस सीमध्ये सिग्नलचे रूपांतर करतो, त्यास सक्रिय स्थितीत बदलतो;

2 - फॉस्फोलिपेस सी हायड्रोलायझ करते FIF 2 ते IP 3 आणि DAG;

3 - IF 3 ER वरून Ca 2+ चे एकत्रीकरण सक्रिय करते;

4 - Ca 2+ , DAG आणि फॉस्फोडिथिलसेरीन प्रोटीन किनेज C सक्रिय करतात.

5 - कॉम्प्लेक्स 4Ca 2+ - कॅल्मोडुलिन फॉस्फोरिलेज किनेज आणि कॅल्मोड्युलिन-आश्रित प्रोटीन किनेस सक्रिय करते;

6 - फॉस्फोरीलेज किनेज फॉस्फोरिलेट्स ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज आणि त्याद्वारे ते सक्रिय करते;

7 - तीन एन्झाईम्सचे सक्रिय रूप (कॅलमोड्युलिन-आश्रित प्रोटीन किनेज, फॉस्फोरीलेज किनेज आणि प्रोटीन किनेज सी) फॉस्फोरिलेट ग्लायकोजेन सिंथेस विविध केंद्रांमध्ये, त्यास निष्क्रिय अवस्थेत बदलते.

सेलमध्ये सिग्नल ट्रान्सडक्शनची कोणती प्रणाली वापरली जाईल हे रिसेप्टर्सच्या प्रकारावर अवलंबून असते ज्यासह एड्रेनालाईन संवाद साधते. अशाप्रकारे, यकृताच्या पेशींच्या β 2-रिसेप्टर्ससह अॅड्रेनालाईनचा परस्परसंवाद अॅडेनिलेट सायक्लेस प्रणाली सक्रिय करतो. α 1 -रिसेप्टर्ससह एड्रेनालाईनचा परस्परसंवाद हार्मोनल सिग्नलच्या ट्रान्समेम्ब्रेन ट्रान्समिशनच्या इनोसिटॉल फॉस्फेट यंत्रणेला "स्विच ऑन" करतो. दोन्ही प्रणालींच्या क्रियेचा परिणाम म्हणजे मुख्य एन्झाइमचे फॉस्फोरिलेशन आणि ग्लायकोजेन संश्लेषणापासून त्याच्या विघटनापर्यंत प्रक्रियांचे स्विचिंग. हे लक्षात घेतले पाहिजे की ऍड्रेनालाईनच्या सेलच्या प्रतिसादामध्ये सर्वात जास्त सहभागी असलेल्या रिसेप्टर्सचा प्रकार रक्तातील त्याच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असतो.

पचनाच्या काळातइंसुलिनचा प्रभाव प्रचलित आहे, कारण या प्रकरणात इंसुलिन-ग्लुकागन निर्देशांक वाढतो. सर्वसाधारणपणे, इंसुलिन ग्लायकोजेन चयापचयावर ग्लुकागॉनच्या विरुद्ध मार्गाने परिणाम करते. इन्सुलिन पचन दरम्यान रक्तातील ग्लुकोजच्या एकाग्रता कमी करते, यकृत चयापचय वर खालीलप्रमाणे कार्य करते:

पेशींमधील सीएएमपीची पातळी कमी करते आणि त्याद्वारे प्रोटीन किनेज बी सक्रिय करते. प्रथिने किनेज बी, यामधून, फॉस्फोरायलेट करते आणि सक्रिय करते, सीएएमपी फॉस्फोडीस्टेरेस, एंजाइम जे एएमपी तयार करण्यासाठी सीएएमपीचे हायड्रोलायझेशन करते;

ग्लायकोजेन ग्रॅन्यूलचे फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट सक्रिय करते, जे ग्लायकोजेन सिंथेस डिफॉस्फोरिलेट करते आणि अशा प्रकारे ते सक्रिय करते. याव्यतिरिक्त, फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस डिफॉस्फोरिलेट्स आणि म्हणून फॉस्फोरिलेज किनेज आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज निष्क्रिय करते;

ग्लुकोकिनेजच्या संश्लेषणास प्रेरित करते, ज्यामुळे सेलमधील ग्लुकोजच्या फॉस्फोरिलेशनला गती मिळते.