Що таке глікоген і для чого він потрібен?
Глікоген є складним вуглеводом, який синтезується шляхом з'єднання між собою молекул глюкози, яка надходить з їжею. Він являє собою стратегічний запас глюкози в клітинах. Зберігається головним чином у печінці і м'язах з тією особливістю, що глікоген з печінки при своєму розщепленні забезпечує глюкозою весь організм людини, а глікоген з м'язів - тільки самі м'язи. Глікоген в печінці може становити 8% від її ваги, а в м'язах - всього 1%. Але при цьому за рахунок того, що загальна м'язова маса в організмі значно більше, ніж маса печінки, м'язовий запас перевищує печінковий. Невелика кількість глікогену міститься в нирках.
Як тільки людина приступає до якогось роду діяльності (фізичній або розумовому), йому потрібна енергія, яку він черпає при розщепленні глікогену і глюкози. Спочатку розщеплюється глюкоза, що міститься в крові, проте коли її запаси вичерпуються (а надходження ззовні немає), в витрата йде глікоген. Витрачений запас глікогену потім знову поповнюється (при надходженні їжі).
Таким чином, глікоген дозволяє людині вести активну діяльність при відносно великих перервах в їжі, а не бути «прив'язаним до тарілки».
Етапи перетворення глюкози в глікоген і його розщеплення в зворотному напрямку здійснюються за допомогою різних ферментів, причому в печінці і м'язах вони різні. Порушення діяльності таких ферментів і приводять до розвитку гликогенозов.
Глікогенози зустрічаються, в середньому, з частотою 1 випадок на 40-68 000 населення. Вони завжди носять спадковий характер, тобто виникають тоді, коли в результаті генних порушень змінюється кількість або активність одного з ферментів, необхідних для біохімічних процесів створення та розщеплення глікогену. Тип успадкування, в основному, аутосомно-рецесивний (не пов'язаний з підлогою, і для його появи необхідно збіг патологічних генів, отриманих від батька і від матері). З усіх 12 різновидів гликогенозов, відомих на сьогоднішній день, 9 є печінковими формами, 2 - м'язовими, 1 - або м'язової, або генералізованої (з ураженням практично всього організму). У кожної з різновидів гликогенозов є свої відмінні риси.
види гликогенозов
Глікогеноз 0 типу (аглікогенози)
Цей вид глікогенозу виникає при дефекті ферменту, задіяного в створенні глікогену з глюкози, в результаті чого глікоген просто не утворюється в достатній кількості. Тобто виникає дефіцит глікогену, тому цей глікогеноз стоїть під нульовим номером, як би відокремлено від інших.
При аглікогенози як тільки весь цукор, який є в крові, витратиться, розвивається гіпоглікемічний синдром з втратою свідомості аж до коми. Захворювання проявляє себе практично з перших днів життя, особливо при відсутності у матері достатньої кількості молока при грудному вигодовуванні. Великі перерви між годуваннями, нічний проміжок стають причинами розвитку коматозного стану.
Кома розвивається в результаті відсутності достатнього енергетичного забезпечення мозку. Дуже велика вірогідність смертельного результату в ранньому дитячому віці. Якщо ж їм вдається вижити, то розвиток таких дітей, як розумовий, так і фізичне значно відрізняється від однолітків в гіршу сторону. Введення глюкози внутрішньовенно виводить таких хворих з коматозного стану, однак при цьому досить довго зберігається гіперглікемія (оскільки не синтезується глікоген).
Глікогеноз I типу (хвороба Гірке)
Хвороба проявляє себе в перші роки життя. У таких діток немає апетиту, виникають часті блювоти. Спостерігаються проблеми з диханням через обмінних порушень: задишка, кашель. Гіпоглікемії можуть призводити до розвитку кому з судомами. Часто підвищується температура без інфекційних причин.
Відкладання глікогену в печінці та нирках призводить до збільшення цих органів з порушенням їх функції. Через ураження печінки розвивається геморагічний синдром (схильність до спонтанних кровотеч), порушення фільтраційної функції нирок призводить до накопичення сечової кислоти. Якщо смертельний вихід не наздоганяє хворих в ранньому віці, то в подальшому вони відстають у фізичному розвитку, мають непропорційне тіло (велика голова з «ляльковим» виразом обличчя). Розумовий розвиток не страждає. Характерна гіпотонія і гіпотрофія м'язів. Статеве дозрівання наступає значно пізніше, ніж у однолітків. У деяких хворих спостерігається зниження кількості нейтрофілів в крові. Часто приєднуються вторинні бактеріальні інфекції. Хворих, яким вдалося вижити і подорослішати, наздоганяють подагричнийнефропатія і аденоми печінки. Ураження нирок стає причиною втрати білка з сечею і підвищення артеріального тиску. Може виникати ниркова недостатність. Аденоми печінки можуть перероджуватися в рак.
Глікогеноз II типу (хвороба Помпе)
Цей різновид може бути представлена у вигляді двох форм: генералізованої (недолік ферменту спостерігається в печінці, нирках, м'язах) і м'язової (дефіцит ферменту тільки в м'язах).
Генералізована форма дає про себе знати в перші півроку життя. Пов'язана з дефіцитом α-глюкозидази. Поганий апетит, неспокій, млявість, низький м'язовий тонус, затримка розвитку, порушення дихання стають першими симптомами. Поступово збільшуються в розмірах серце, печінку, нирки, селезінка. З боку дихальної системи розвиваються часті бронхіти та пневмонії. Розвивається серцева недостатність. Поразка нервової системи проявляється паралічами, порушенням ковтання. Прогноз для життя при генералізованої формі несприятливий.
М'язова форма має більш сприятливий перебіг. Є результатом дефіциту кислої α-1,4-глюкозидази тільки в м'язах. Заявляє про себе пізніше: приблизно в 15-25 років. Основним проявом м'язової форми є слабкість і зниження тонусу м'язів. Крім м'язових проблем, виникають порушення постави (сколіотична деформація грудного відділу хребта), явища незначною серцевої недостатності. Хворі з цією формою захворювання доживають до старості.
Глікогеноз III типу (хвороба Корі, хвороба Форбса, лімітдекстріноз)
Це найпоширеніший глікогеноз. Його причиною стає недостатність амило-1,6-глюкозидази, в результаті чого синтезується неправильний глікоген. Неправильний глікоген депонується в печінці, серці та м'язах. Початкові ознаки захворювання виявляються ще у немовлят. У таких дітей часті блювоти, затримка у фізичному розвитку, «лялькове» особа. Гіпоглікемії можуть призводити до втрати свідомості. М'язовий тонус знижується, поряд з цим спостерігається потовщення м'язів, пов'язане з накопиченням глікогену. З цієї ж причини потовщується серцевий м'яз (гіпертрофія міокарда), через що порушується серцева провідність і ритм серця.
Іноді після періоду статевого дозрівання хвороба протікає менш агресивно. При цьому порушення печінки відходять на другий план, а домінуючою симптоматикою стає м'язова слабкість і витончення м'язів (переважно литкових).
Глікогеноз IV типу (хвороба Андерсена, дифузний глікогеноз з цирозом печінки, амілопектіноз)
Стає результатом дефіциту аміло (1,4-1,6) -трансглюкозідази. Це призводить до утворення неправильного глікогену. Цей різновид глікогенозу може успадковуватися сцепленно з підлогою, а не тільки аутосомно. З перших днів життя починається відкладення неправильного глікогену в печінці. Це швидко призводить до порушення діяльності клітин печінки, застою жовчі, розвитку гепатиту, а потім і цирозу печінки. Жовтяниця, підвищена кровоточивість, збільшення живота в розмірах з накопиченням рідини в черевній порожнині (асцит), свербіж шкіри, інтоксикація організму, - все це наслідки розвиненого цирозу печінки. Розвиваються генералізована м'язова гіпотрофія і важка кардіоміопатія. Часто приєднуються бактеріальні інфекції. Смертельний результат настає на 3-5 році життя.
Глікогеноз V типу (хвороба Мак-Ардла, міофосфорілазная недостатність)
Це виключно м'язовий глікогеноз, тому що в основі лежить недолік такого ферменту, як м'язова фосфорилаза. У м'язової тканини відбувається відкладення нерасщепленного глікогену, через що м'язи ущільнюються і товщають, однак при цьому стають дуже слабкими, швидко стомлює. Виникають хворобливі м'язові спазми при фізичному навантаженні, які можуть супроводжуватися підвищеною пітливістю і блідістю шкірних покривів, тахікардією. Із сечею може виділятися м'язовий білок. Всі ці прояви виникають до підліткового періоду і поступово наростають. Можливе формування контрактур великих суглобів. У порівнянні з іншими різновидами гликогенозов, глікогеноз V типу є доброякісним захворюванням.
Глікогеноз VI типу (хвороба Герса, гепатофосфорілазная недостатність)
Глікогеноз VII типу (хвороба тару, міофосфофруктокіназная недостатність)
Захворювання пов'язане з дефіцитом міофосфофруктокінази м'язів, через що в них виникає відкладення глікогену. За своїми клінічними ознаками глікогеноз VII типу практично не відрізняється від глікогенозу V типу і також має відносно доброякісний перебіг.
Глікогеноз VIII типу (хвороба Томсона)
При цьому глікогенозі не відома точна генетична причина, а вада ферменту виявлено в печінці і головному мозку. На перше місце виходять порушення в нервовій системі. Характерним є ністагм (мимовільні тремтливий руху очних яблук), що називають «танцюючими очима» в даному випадку, дискоординація м'язових скорочень, що проявляється неточністю рухів. Поступово розвиваються порушення м'язового тонусу, парези, судомні посмикування. Неврологічні розлади неухильно прогресують. Печінка збільшується в розмірах, наростають прояви печінкової недостатності. У таких хворих немає перспектив дожити до середнього віку, захворювання закінчується смертю в дитинстві.
Глікогеноз IX типу (хвороба Хага)
Це різновид глікогенозу передається зі статевою хромосомою. Джерелом є дефіцит ферменту в печінці. Накопичення глікогену приводить до печінкової недостатності.
Глікогеноз X типу
Цей різновид описана всього лише єдиний раз у всьому світі. Тип успадкування встановити не вдалося. Захворювання протікало зі збільшенням печінки, супроводжувалося болем і напругою м'язів при залученні їх в роботу.
Глікогеноз XI типу (хвороба Фанконі-Бікеле)
Глікогенози, як і практично всі генетичні захворювання, є невиліковною патологією. Всі заходи медичної допомоги, по суті, є симптоматичними. Проте, оскільки ряд гликогенозов має сприятливий прогноз для життя при дотриманні ряду умов (зокрема м'язова форма II типу, III, V, VI, VII, IX, XI тип), то лікувальні заходи сприяють зменшенню ряду симптомів і поліпшення стану здоров'я пацієнта .
В основу лікування при глікогенозах покладена дієтотерапія, що дозволяє уникнути гіпоглікемії і другорядних порушень метаболічних процесів в організмі. Суть дієти полягає у вивченні глікемічного профілю хворого і підборі такого режиму прийому їжі, який дозволить уникнути прогресування біохімічних порушень (порушень метаболізму жирів, молочної кислоти) і забезпечить достатній рівень глюкози в крові. Часті, в тому числі нічні, годування у маленьких дітей допомагають уникнути гіпоглікемії. Зазвичай призначається їжа, що містить багато білків і вуглеводів, а жири обмежуються. Процентне співвідношення приблизно наступне: вуглеводи - 70%, білки - 10%, жири - 20%.
Для того щоб не доводилося годувати дитину кілька разів за ніч, може використовуватися сирої кукурудзяний крохмаль (призначається дітям старше 1 року), який розводять водою у співвідношенні 1: 2. Починають введення з дози 0,25 мг / кг, потім її поступово збільшують настільки, щоб введеної дози крохмалю вистачало для забезпечення організму глюкозою на 6-8 годин, тобто на всю ніч. Таким чином, прийом крохмалю на ніч дозволяє відмовитися від нічних годувань, що забезпечує дітям повноцінний сон без перерв.
У тих випадках, коли маленькі діти страждають від частих нападів гіпоглікемії, і вплинути на це тільки дотриманням дієти не вдається, призначається додаткове введення чистої глюкози або суміші, збагаченої мальтодекстрином.
При глікогенозі I типу потрібно значно обмежити продукти, що містять галактозу і фруктозу (молоко, більшість фруктів). При III типі глікогенозу таких обмежень немає. При VII типі потрібно обмежити надходження сахарози.
У ряді випадків (особливо при виникненні інших, інтеркурентних захворювань у таких дітей) одного ентерального харчування стає недостатньо, оскільки потреба організму в енергії підвищується. Тоді вдаються до годування через назогастральний зонд і внутрішньовенним інфузій в умовах стаціонару.
Ті різновиди гликогенозов, при яких дефекти ферментів локалізовані тільки в м'язах, вимагають вживання фруктози всередину по 50-100 г в день, комплексу вітамінів, аденозинтрифосфорної кислоти.
З медикаментозних препаратів при глікогенозі I типу використовують препарати кальцію, вітамін Д і В1. аллопуринол (для запобігання подагри і відкладення уратів в нирках), нікотинову кислоту (для зниження ризику калькульозногохолециститу і запобігання панкреатиту). Якщо з нирками починає виводитися білок, тоді призначають інгібітори ангіотензинперетворюючого ферменту (Лізиноприл, Еналаприл і інші).
Для глікогенозу II типу розроблена специфічна ферментна терапія (замісна). Препарат міозит вводиться по 20 мг / кг кожні два тижні. Міозит являє собою створений за допомогою генної інженерії штучний людський фермент α-глюкозидази. Природно, ефект тим більше, чим раніше розпочати лікування. Але поки що препарат дозволений до застосування тільки в деяких країнах Європи, в Японії і США. Генна інженерія продовжує розробки в цьому напрямку, намагаючись синтезувати і інші ферменти, необхідні для нормального синтезу і розщеплення глікогену, щоб допомогти хворим з іншими формами гликогенозов.
Деяким хворим допомагає введення глюкокортикоїдів, анаболічних гормонів і глюкагону. Препарати стимулюють деякі біохімічні процеси (наприклад, глюконеогенез, тобто процес синтезу глюкози з невуглеводних речовин), тим самим зменшуючи симптоми захворювання.
З хірургічних методів лікування при деяких формах гликогенозов використовують накладення портокавального анастомозу або трансплантацію печінки. Портокавальний анастомоз накладають хворим з тяжкою формою глікогенозу I і III типів. Він дозволяє зменшити обмінні порушення, сприяє регресу розмірів печінки, покращує переносимість гіпоглікемії. Пересадка печінки від донора здійснюється за I, III, IV типах гликогенозов. При глікогенозі I типу операція проводиться тільки при неефективності заходів дієтотерапії, при глікогенозі III типу - коли печінку хворого вже не врятувати.
Таким чином, глікогенози - це досить велика група хвороб обміну речовин з генетичними витоками. На сьогоднішній день, медицина не має у своєму розпорядженні 100% - ми методами ефективного лікування цієї недуги, перспективи в цьому напрямку належать генної інженерії.