Гликогеноз: накопление гликогена в клетках печени

Диагностика

• В первую очередь врач производит осмотр пациента и обращает внимание на значительное увеличение печени;
• После этого назначаются общие анализы (общий анализ крови и мочи, содержание липидов в крови – липидограмма, сахар крови, печеночные пробы и пр.);
• Исследование прицельно на все ферменты, которые принимают участие в реакциях с гликогеном;
• Биопсия печени и мышц на содержание гликогена в их тканях;
• ДНК-диагностика на выявление пораженных генов.

Единственный тип гликогеноза, который возможно диагностировать еще внутриутробно, это 2 тип, путем амниоцентеза и исследования слущенных клеток с кожи развивающегося плода.

Гликогеноз 8 типа болезнь Томсона.

Гликогеноз XI типа (болезнь Фанкони-Бикеля)

Гликогеноз с неустановленным механизмом передачи. Ферментные дефекты обнаружены в печени и почках. Этой разновидности гликогенозов свойственно увеличение размеров и уплотнение печени, отставание в росте. Отличием от других разновидностей гликогенозов является уменьшение количества фосфатов в крови и развитие в связи с этим рахита. По достижении периода полового созревания наблюдается тенденция к некоторому улучшению состояния: печень уменьшается в размерах, содержание фосфора нормализуется, дети начинают расти.

Миозим представляет собой созданный с помощью генной инженерии искусственный человеческий фермент α-глюкозидазу.

Общие сведения

Исследование гликогенозов ведется с 1910 года. В 1928-29 годах была описана симптоматика гликогеноза I типа – «болезни накопления гликогена». Лишь в 1952 году удалось выявить ферментный дефект и установить его связь с развитием симптомов. Патогенетические механизмы и способы лечения до сих пор остаются не до конца изученными. К настоящему времени выделено 12 типов гликогенозов, наиболее полно исследовано 9. Распространенность низкая, в среднем составляет 1 случай на 40-68 тысяч населения. Эпидемиологические показатели одинаковы среди представителей обоих полов, но при X-рецессивном наследовании мужчины болеют чаще. Симптомы проявляются в период новорожденности или в раннем детстве, течение чаще непрерывно прогрессирующее.

Кроме того, описаны случаи комбинированных типов, когда определяется дефицит двух ферментов, а также случаи неидентифицируемых типов, при которых выделить ферментный дефект не удается.

Гликогеноз

Гликогеноз II типа болезнь Помпе наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Гликогенная болезнь (гликогенозы)

Гликогенная болезнь объединяет группу заболеваний, при которых нарушены процессы расщепления и синтеза гликогена, что сопровождается его избыточным накоплением в клетках печени, почек, мышц или развитием генерализованного гликогеноза, т. е. отложением этого углевода во всевозможных органах и тканях организма одновременно. Впервые заболевание описано в 1901 г. Предполагается аутосомно-рецессивный тип наследования этого заболевания. Всего в настоящее время выделяют 12 типов гликогенозов, хотя достаточно изучены только 6 из них.

I тип — печеночно-почечный гликогеноз (болезнь Гирке). Основными проявлениями болезни являются увеличение размеров печени, задержка роста, снижение количества сахара и увеличение содержания липидов в сыворотке крови. В первые недели жизни ребенка можно заметить, что он становится вялым, мало двигается, снижается аппетит вплоть до полного его отсутствия, иногда появляется рвота, ребенок не набирает достаточного веса, что приводит к развитию гипотрофии. Увеличение размеров печени является обязательным признаком болезни. Значительное увеличение размеров живота приводит к искривлению позвоночника в поясничном отделе. Могут увеличиваться размеры почек, размеры селезенки остаются в пределах нормы. У некоторых детей в связи с резким снижением содержания глюкозы в крови могут возникать судороги и кома. Нарушений со стороны желудочно-кишечного тракта обычно не бывает. В том случае, если ребенка вовремя не кормить, он становится бледным, вялым, развивается потливость. Нервно-психическое развитие ребенка остается нормальным. Маленький рост, излишнее отложение жира в подкожной клетчатке у более старших детей придает ребенку типичный «кукольный» вид.

При биохимическом исследовании крови обнаруживается снижение содержания глюкозы, содержание холестерина, наоборот, повышено. В моче достаточно часто обнаруживается белок, иногда глюкоза, часто ацетон. При нагрузке глюкозой содержание сахара в крови значительно повышается и медленно падает, что напоминает сахарную кривую при диабете. Исследование концентрации сахара в течение суток выявляет значительные колебания: натощак количество глюкозы находится на предельно низких цифрах, после приема пищи ее содержание резко повышается. При специальных методах исследования выявляется большое количество гликогена в лейкоцитах — белых клетках крови. В кусочках печени, полученных при биопсии, также обнаруживают значительное накопление гликогена.

Тип II – (форма Помпе). При II типе гликогеноза в большинстве тканей организма откладывается гликоген. Его содержание в мышцах достигает 10—20%, в сердечной мышце — 6—12%. Значительные количества гликогена обнаруживаются в печени, почках, нервной системе. Основные признаки заболевания этого типа включают в себя симптомы поражения сердечно-сосудистой или нервно-мышечной систем. Вскоре после рождения у ребенка развиваются общий цианоз (синюшная окраска всех кожных покровов), расстройства дыхания, беспокойство, в последующем ребенок становится малоподвижным. Кроме того, можно отметить необычно большие размеры языка, сонливость, снижение мышечного тонуса. Размеры сердца увеличиваются, оно приобретает шаровидную форму, появляется шум. Внешний вид у некоторых детей уже при рождении имеет большое сходство с проявлениями болезни Дауна. Дети обычно погибают на 1 -м году жизни от сердечной недостаточности или от пневмонии. Преобладание нервно-мышечных расстройств выражается в мышечной дистрофии, с момента рождения обнаруживается снижение мышечного тонуса, рефлексы вялые, трудно вызываются. Мышечная слабость прогрессирует, ребенок не может держать голову и сохранять позу вследствие полного отсутствия мышц конечностей. При исследовании кусочков ткани печени и мышц обнаруживается накопление гликогена в клетках. Содержание сахара в крови, сахарные кривые и другие пробы с нагрузкой обычно остаются в пределах нормы.

Тип III. В настоящее время известны различные варианты III типа болезни, обозначаемые буквами А, В, С. Эти варианты отличаются друг от друга различными соотношениями содержания гликогена в печени и в мышцах. Так, при самой частой форме — лимитдекстринозе А — наибольшие количества гликогена содержатся в печени, мышцах, эритроцитах. Проявления данного типа гликогеноза весьма разнообразны: возможно развитие мышечной дистрофии, отмечаются увеличение размеров живота за счет увеличения печени, снижение мышечного тонуса, снижение рефлексов. В некоторых случаях выявляются признаки поражения сердечной мышцы — увеличение размеров сердца, характерные изменения на ЭКГ. У взрослых заболевание может проявляться только признаками поражения мышц. Сахар крови обычно снижен, в моче часто обнаруживается ацетон.

Тип IV. Ведущими признаками этого типа гликогеноза являются увеличение размеров печени и селезенки и развитие цирроза печени.

Тип V. В 1951 г. впервые была описана своеобразная болезнь, при которой отмечались боли в мышцах и развивалась общая слабость после физической нагрузки. Позднее было доказано существование болезни накопления — нейромышечного гликогеноза, связанного с недостаточностью определенного фермента. Кроме слабости мышц, при этом типе гликогенной болезни обнаруживаются мышечные спазмы, учащение сердцебиения. В мышечной ткани содержатся избытки гликогена.

Поражение печени в виде увеличения ее размеров (гепатомегалия) отмечено при VI типе гликогенной болезни, а также при ряде других менее изученных типов.

VII тип гликогенной болезни проявляется признаками мышечной слабости, повышенным утомлением после физической нагрузки, отсутствием появления в мышцах молочной кислоты, которая образуется в здоровом организме после физической нагрузки. При исследовании мышечной ткани, полученной путем биопсии, в ней обнаруживается 2—9% гликогена.

Специфического лечения гликогенной болезни пока не существует, хотя сделаны первые попытки введения больным недостающих ферментов. Рекомендуются частые приемы пищи, богатой углеводами, с низким содержанием жира. В некоторых случаях наблюдается эффект от применения гормона глюкагона. В остальном лечение направлено на устранение всех симптомов. При V типе болезни необходимы ограничения физических нагрузок. При угрозе чрезмерного снижения количества глюкозы в крови рекомендуются частые приемы пищи, богатой углеводами.

Прогноз. При I типе заболевания прогноз может оказаться неблагоприятным для детей до четырех лет из-за снижения сопротивляемости организма по отношению к инфекции, а также частого чрезмерного снижения содержания в крови глюкозы. Однако до и в период полового созревания дети развиваются вполне удовлетворительно. Очень неблагоприятен прогноз при II типе: дети рано погибают от сердечной недостаточности. Таков же прогноз и при IV типе, при котором причиной смерти служат печеночная недостаточность и пневмония. При III и V типах прогноз благоприятен. Вследствие недостаточного числа наблюдений пока не представляется возможным судить о прогнозе при VI и других типах гликогенной болезни.

В первые недели жизни ребенка можно заметить, что он становится вялым, мало двигается, снижается аппетит вплоть до полного его отсутствия, иногда появляется рвота, ребенок не набирает достаточного веса, что приводит к развитию гипотрофии.

Особенности

Образованию гликогена в печени и мышцах способствует правильный и регулярный сбалансированный рацион. Длительные голодания и строгие диеты приводят к нехватке энергии. При снижении уровня глюкозы в крови накопленный гликоген начинает расщепляться, а в метаболизм включаются собственные ресурсы. Этот процесс обеспечивает постоянное сохранение уровня глюкозы на стабильном уровне, что необходимо для полноценной функциональности всех органов.

Распад гликогена в мышцах и печени бывает нормальным, повышенным или сопровождается нарушениями. В последнем случае специалисты фиксируют состояние, именуемое гликогенозом.

Синтез гликогена в печени происходит под воздействием ферментов, если уровень глюкозы значительно понижается.

Синтез и превращение гликогена в печени

Рассмотрим подробнее, как происходят синтез и распады гликогена в печени. Отметим, что синтез и превращение гликогена в человеческом организме несколько отличается от синтеза и превращения у животных, в том числе амфибий.

Зачем вообще нужен гликоген в организме, и почему человек не может обойтись только сахаром, то есть глюкозой? Данный вопрос в свое время заинтересовал многих именитых ученых. Еще в 20 веке доктора выяснили, что гликоген является сложным углеводом, который состоит из огромного количества молекул глюкозы. По сути, гликоген можно назвать концентрированным сахаром, который нейтрализован и не попадает в кровяное русло, пока вещество не понадобится организму.

Синтез гликогена в печени происходит, ровно, как и его дальнейшая метаболизация. Печень перерабатывает глюкозу и жирные кислоты по своему усмотрению. Кстати, жирные кислоты – это очень сложные структуры, в которых есть и углеводы, и транспортирующие белки.

Организм при помощи сахаров и жирных кислот создает гликогеновое депо, которое накапливается в клетках печени и мышечной ткани. При стрессах и интенсивных физических нагрузках гликоген выбрасывается в кровоток, чтобы насытить организм энергией.

Гликогеновое депо, а точнее его объем, значительно повышается у спортсменов, так как они затрачивают во время тренировок много энергии. Множественные включения гликогена в клетках печени человека позволяют:

1. Повысить выносливость.
2. Поддерживать уровень сахара в норме.
3. Увеличить объем мышечной ткани (косвенным образом).

Если человек потребляет много простых углеводов (сладостей), то печень будет испытывать переизбыток сахара. В результате развивается жировая дегенерация печени и даже аутоиммунный гепатит.

Безусловно, Васе нужно гораздо больше энергии, поэтому размер гликогенового депо у него будет выше.

Гликогенозы

Синдром гликогеноза возникает в результате дефекта фермента синтеза или мобилизации гликогена, что приводит к накоплению или изменению структуры гликогена в разных тканях, чаще в печени и мышцах. Следует отметить, что при гликогенозах количество гликогена не всегда изменено, изменения могут быть только в структуре его молекулы.

Всего известно 12 типов гликогенозов. По патогенетическому признаку гликогенозы делят:

• печеночные – 0, I, III, IV, VI, VIII, IX, Х, ХI типов,
• мышечные – V и VII типов,
• смешанные – II типа.

Самый частый гликогеноз I типа или болезнь фон Гирке частота 1 50000-100000 новорожденных обусловлен аутосомно-рецессивным дефектом глюкозо-6-фосфатазы.

Гликогеноз VIII типа

Гликогеноз VIII типа (болезнь Таруи, миофосфофруктокиназная недостаточность) вызывается дефицитом или полным отсутствием активности фосфофруктокиназы в мышцах. Описано 6 случаев этого типа Г. [Тобин (Tobine) с соавт., 1973]. По клин, картине напоминает Г. V типа: мышечная слабость, утомление и отсутствие гиперлактацидемии после физ. нагрузки. Низкий уровень фосфофруктокиназы у больных обнаружен в мышцах, у их родителей — в эритроцитах. Прогноз благоприятный.

Прогноз неизвестен.

Диагностика

Гликогенозы сопровождаются увеличением печени, поэтому в первую очередь врач проводит пальпацию или перкуссию.

Как правило, при данных патологих отмечается значительная гипертрофия печени и выступание ее края из-под правой реберной дуги. Если факт гепатомегалии подтверждается, назначаются следующие исследования:

1. анализы крови (общий, печеночные пробы, биохимия);
2. анализ мочи (в первую очередь важен уровень сахара);
3. ДНК-тесты (для подтверждения генетической этиологии);
4. Биопсия тканей печени для гистологического исследования.

Для того чтобы диагностировать гликогенезы, биохимия крови играет ключевую роль: здесь можно определить нарушение выработки ферментов, ответственных за расщепление сложных углеводов.

Так или иначе, прогноз относительно благоприятный.

Гликогеноз: симптомы и лечение

Гликогенозы – это группа достаточно редких наследственных заболеваний, связанных с дефектами различных ферментов, необходимых для синтеза и распада гликогена. При этом происходит накопление нормального или «неправильного» гликогена в органах и тканях человека, что и вызывает клинические проявления гликогеновой болезни.

Гликогенозы встречаются, в среднем, с частотой 1 случай на 40-68 000 населения. Они всегда носят наследственный характер, то есть возникают тогда, когда в результате генных нарушений изменяется количество или активность одного из ферментов, необходимых для биохимических процессов создания и расщепления гликогена.

Гликогенозы встречаются, в среднем, с частотой 1 случай на 40-68 000 населения.

Как стимулировать гликогенез

Чтобы не страдать от дефицита энергии и недостатка физической выносливости, важно поддерживать синтез необходимых полисахаридов. В норме у здорового человека гликогенез протекает самостоятельно даже в тех случаях, когда в организм поступает недостаточно углеводов. Но для людей, деятельность которых связана с повышенными физическими нагрузками, необходимо знать, как стимулировать процесс накопления энергии. Вот основные правила:

1. Необходимо поддерживать здоровый баланс жидкостей в организме. Проще говоря, необходимо пить больше воды. Без жидкости все биохимические реакции в организме протекают в разы медленнее.
2. Важно обогатить рацион продуктами, которые содержат простые и сложные углеводы.
3. Следует придерживаться здорового режима питания. Для того чтобы своевременно восполнять потраченные запасы энергии, необходимо выдерживать промежуток между приемами пищи не более 4 часов.
4. Крайне важно поддержание здоровья печени, отказ от вредных привычек и периодические осмотры у гепатолога. Так как частично образование полисахаридов происходит в клетках печени, проблемы с этим органом приводят к замедлению скорости протекания биохимических реакций.
5. Не менее важна регулярность в тренировках. Организм подстраивается под энергетические потребности и при постепенном и регулярном увеличении нагрузки он начинает накапливать больше энергии.
6. Важно не употреблять бесконтрольно различные спортивные препараты, так как они влияют на биохимические реакции и могут привести к серьезным изменениям в организме.
7. Нельзя забывать о полноценном отдыхе и стабильном режиме сна, особенно если приходится регулярно подвергаться изнуряющим физическим нагрузкам.

Развивается в результате недостаточной выработки фермента фосфорилазы.

Синтез и превращение

Прежде чем рассматривать пользу гликогена как сложного углевода, разберемся, почему вообще в организме возникает такая альтернатива – гликоген в мышцах или жировые ткани. Для этого рассмотрим структуру вещества. Гликоген – это соединение из сотен молекул глюкозы. Фактически это чистый сахар, который нейтрализован и не попадает в кровь, пока организм сам его не запросит (источник – Википедия).

Синтезируется гликоген в печени, которая перерабатывает поступающий сахар и жирные кислоты по своему усмотрению.

При интенсивном и продолжительном тренинге запасы гликогена увеличиваются в организме в несколько раз.

Где хранятся запасы

• Что такое гликоген?
• Где хранятся запасы
• Биохимические свойства
• Роль гликогена
• Синтезирование
• Гликогеноз и другие нарушения
• Потребность организма в гликогене
• Пища для накопления гликогена
• Влияние гликогена на вес тела
• Дефицит и излишек: как определить

Запасы гликогена в форме мельчайших гранул хранятся в печени и мышечной ткани. Также этот полисахарид есть в клетках нервной системы, почек, аорты, эпителия, мозга, в эмбриональных тканях и в слизистой оболочке матки. В теле здорового взрослого человека обычно есть около 400 г вещества. Но, кстати, при повышенных физических нагрузках организм преимущественно использует гликоген из мышц. Поэтому культуристы примерно за 2 часа до тренировки должны дополнительно насытить себя высокоуглеводной пищей, дабы восстановить запасы вещества.

Почти 160 лет тому назад ученый впервые нашел в клетках печени запасные углеводы.

Основные симптомы заболевания

Существуют различные типы гликогеноза, но есть общая для всех этих типов симптоматика. У всех пациентов, больных гликогенозом:

1. увеличены размеры печени и селезенки: данное увеличение органов можно не только увидеть с помощью лучевой диагностики, но и прощупать,
2. нередко встречаются судороги на фоне слабого мышечного тонуса,
3. присутствуют одышка, нарушения дыхания, гипоксия,
4. развиваются неврозы,
5. имеются некоторые нарушения в развитии, но не в интеллектуальных способностях,
6. появляется нефропатия, которую провоцирует накопленная в организме мочевая кислота.

Как правило, выявление заболевания у детей, даже у новорожденных не составляет проблем. Однако для подтверждения диагноза используют различные анализы (изучение гликемического профиля, биопсия клеток печени или мышечной ткани).

У пациентов наблюдается деформация конечностей, а также постоянные судороги.