CALEA PENTOZOFOSFATILOR

cale alternativa de metabolizare a glucozo-6-fosfatilor

reactiile oxidative genereaza NADPH si pentozofosfat

reactiile neoxidative genereaza numai pentozofosfat

6 glucozo-6-fosfat + 12 NADP(+) + 6 H2O 6CO2 + 12(NADPH+H+) + 4 fructozo-6-fosfat + 2 gliceraldehid-3-fosfat.

Calea oxidativa a pentozofosfatilor este principala sursa de NADPH in celule. NADPH este necesar pentru:

Detoxifierea celulara

reducerea glutationului oxidat

citocrom P450 monooxigenaza

Reactii de reducere

1. Sinteza acizilor grasi

2. Sinteza colesterolului

3. Sinteza neurotransmitatorilor

4. Sinteza nucleotidelor

5. Sinteza superoxizilor

Sursa de pentoze (ribozo-5-fosfat pentru biosinteza nuleotidelor)

PATOBIOCHIMIE

Ex: in eritrocit, de deficitul in generarea de NADPH datorita deficientei in glucozo-6-fosfat-dehidrogenaza conduce la:

acumularea de agregate de hemoglobina (Heinz bodies)

hemoliza eritrocitelor

stres oxidativ

In eritrocit, glicoliza e anaeroba.Metabolismul fructozei

Se gaseste in dieta ca monozaharid (miere) sau in compozitia zaharidelor (zaharoza) in fructe si dulciuri.

Ea poate fi sintetizata si din glucoza pe calea poliol, la nivelul cristalinului

Prima etapa fosforilarea fructozei la fructozo-1-fosfat, etapa catalizata de fructokinaza.

Aldolaza-B cliveaza fructozo-1-fosfatul la dihidroxiaceton-fosfat (DHAP) si gliceraldehida. DHAP intra in glicoliza sau gluconeogeneza.Gliceraldehida este fosforilata la gliceraldehid-3-fosfat de catre triozokinaza, intermediar al glicolizei.

Calea poliol converteste glucoza la fructoza.

Prima enzima a caii este aldozoreductaza.

Aldozoreductaza converteste la nivelul cristalinului glucoza in sorbitol si galactoza in galactitol.

Calea poliol functioneaza in veziculele seminale (combustibil preferat pentru spermatozoizi) si in cristalin.

PATOBIOCHIMIE

Deficienta ereditara a aldolazei-B duce la intoleranta la fructoza.Acumularea de fructozo-1-fosfat inhiba glucozo-6-fosfataza si glicogenfosforilaza, consecinta sechestrarea glucozei in ficat ca ester fosforic, ceea ce explica crizele hipoglicemice.

In rinichi si muschi, deficienta hexokinazei, enzima ce converteste fructoza la fructozo-6-fosfat, duce la acumularea fructozei in sange, urmata de eliminarea acesteia (fructozurie esentiala).

Sorbitolul, produs al caii poliol este considerat toxina tisulara contribuind la patogeneza neuropatiei si nefropatiei diabetice. Acumularea sorbitolului la nivelul cristalinului contribuie la aparitia cataractei.

Metabolismul galactozei

Galactoza este convertita la glucoza in principal in ficat si rinichi. Reprezinta o componenta majora a proteoglicanilor, glicoproteinelor si glicolipidelor.

Prima etapa fosforilarea galactozei sub actiunea galactokinazei cu formarea galactozo-1-fosfatului.Galactozo-1-fosfatul e transformat in EDP galactoza si glucozo-1-fosfat, intra in glicoliza prin intermediul glucozo-6-fosfatului.

UDP-galactoza poate fi transformata in UDP-glucoza si invers atunci cand necesitatile organismului o cer, intrand in calea metabolica a glucozei.

Lactoza este secretata de glanda mamara in lactatie, este formata din galactoza si este controlata hormonal de catre prolactina.

PATOBIOCHIMIE

Deficienta galactokinazei duce la acumularea galactozei in sange (galactozemie) si in urina (galactozurie), manifestata clinic prin aparitia cataractei.

Deficienta de galactozo-2-fosfat-uridiltransferaza se caracterizeaza prin acumularea de galactozo-1-fosfat in ficat, cu blocarea fosfatului sub forma acestui ester, galactozemie si galactozurie. Manifestarile clinice sunt: cataracta, alterari hepatice, tulburari neuropsihice.

Glicozide, glicoproteine si glicolipide

UDP-glucoza reprezinta forma activa a glucozei, aceasta ocupa un loc central in sinteza glicogenului, lactozei, glicoproteinelor si glicolipidelor.

Biosinteza glicoproteinelor

are loc la nivelul reticului endoplasmatic si aparatului Golgi

presupune transferul unui oligozaharid precursor pe proteina acceptoare procesul se numeste glicozilare.Glicoproteinele indeplinesc multiple functii precum:

hormoni, anticorpi, enzime, componente ale matrixului extracelular

in procesele de aparare ale organismului, imunoglobulinele, factorii sistemului complement, interferonul

in diabet, datorita hiperglicemiei, are loc glicozilarea neenzimatica a hemoglobinei reflectata prin cresterea concentratiei hemoglobinei glicozilate (produsi Amadori)

Glicozilarea ne-enzimatica a proteinelor cu durata de viata lunga duce la formarea de produsi numiti generic AGE (Advanced Glycation Products)

AGE se formeaza mai frecvent cu inaintarea in varsta mai ales la bolnavii de diabet. Acesti produsi sunt captati de macrofage care au receptori pentru ei (RAGE) contribuind astfel la patogeneza unor boli degenerative cum ar fi ateroscleroza.

Calea acizilor uronici

UDP-glucuronatul transforma radicalul glucuronic pe diversi in sinteza proteoglicanilor, glicozaminoglicanilor sau in formarea glucuronoconjugatilor.

Prin conjugarea lor cu acidul glucuronic acestia capata proprietati ionice si solubilitate in apa, reprezentand o modalitate de a transforma compusi cu polaritate scazuta in derivati solubili, usor de transportat si eliminat din organism.

Biosinteza glicolipidelor

Glicolipidele sunt compusi alcatuiti din lipide (sfingozina) si resturi oligozaharidice.

Din aceasta categorie fac parte cerebrozidele si gangliozidele.

Gangliozidele, lipide importante ale membranei neuronale sunt generate din ceramide prin aditia succesiva a unor resturi de glucoza, galactoza, galactozamina, etc.

Sfingolipidele sunt componente importante ale sistemului nervos central.

Glicolipidele sunt implicate in comunicarea intercelulara.

Alaturi de glicoproteinele care prezinta resturi oligozaharidice identice si care se gasesc in membrana celulara servesc drept factori de recunoastere celulara.

Resturile oligozaharidice din componenta glicolipidelor si glicoproteinelor ce se gasesc in membrana eritrocitelor si care constituie antigene de grup sanguin (ABO).

PATOBIOCHIMIE

Deficientele enzimatice se caracterizeaza prin acumularea de sfingolipide in viscere, creier, sistemul reticuloendotelial, SNC sau rinichi. Acestea sunt grupate intr-o categorie de boli ereditare numite sfingolipidoze.

Boala Tay-Sachs este caracteristica evreilor din Europa de Est (Askenazi Jews). Boala este caracterizata de acumularea de gangliozide (in special ceramide) in creier, piele, ficat si splina. Aceste lipide complexe nu pot fi degradate si duc la tulburari psihomotorii.