Uwarunkowane genetycznie zaburzenia metabolizmu glikogenu, które są skutkiem niedoboru enzymów katalizujących te przemiany przyjęto nazywać glikogenozami. W zależności od dystrybucji danego enzymu w organizmie człowieka, spichrzanie glikogenu może być ograniczone do kilku tkanek lub organów lub może dotyczyć ich większości a nawet całego organizmu. Znaczenie niedoboru określonego enzymu najlepiej zrozumieć analizując tor przemian glikogenu, który – jak wiadomo – jest polimerem glukozy, a zarazem jedyną substancją umożliwiającą jej gromadzenie w celu późniejszego wykorzystania przez organizm. Synteza glikogenu rozpoczyna się od konwersji glukozy do glukozo-6-fosforanu, co katalizowane jest przez heksokinazę (glukokinazę) – por. schemat. Następnie fosfoglukomutaza konwertuje glukozo-6-fosforan w glukozo-1-fosforan, z którego potem powstaje urydynodwufosfoglukoza. Syntetaza glikogenu odpowiada za tworzenie z tego związku rozgałęzionych, ogromnych polimerów, ważących do 100 milionów daltonów, składających się wielu, nawet do 10 tysięcy cząsteczek glukozy połączonych ze sobą wiązaniami α-1,4-glikozydowymi. Dzięki aktywności enzymu rozgałęziającego w cząsteczkach glikogenu występują również wiązania α-1,6-glikozydowe, dzięki którym związek ten staje się nierozpuszczalny w wodzie. Degradacja glikogenu odbywa się dzięki fosforylazom występującym w wątrobie i mięśniach, które odcinają od łańcucha pojedyncze cząsteczki glukozy, oraz dzięki enzymowi odgałęziającemu, posiadającemu zdolność odcinania ostatnich czterech cząsteczek glukozy z każdego ramienia. Alternatywnie glikogen może również być depolimeryzowany przez kwaśną maltazę, enzym lizosomalny. Jego rola jest istotna ze względu na to, że glikogen z lizosomów nie jest transportowany do cytoplazmy.
Opisano ponad tuzin glikogenoz, z których każda jest rezultatem zaburzenia aktywności jednego z enzymów. Z patologicznego i klinicznego punktu widzenia można jednak każde z tych schorzeń zaklasyfikować do jednej z trzech grup: z przewagą zaburzeń czynności wątroby, z dominacją zaburzeń mięśniowych oraz glikogenoz nie pasujących do żadnej z powyższych dwóch form.
Formy wątrobowe
W hepatocytach zawarte są enzymy kluczowe dla syntezy jak i degradacji glikogenu. Wrodzony niedobór któregokolwiek z tych enzymów prowadzi nie tylko do spichrzania glikogenu w wątrobie, ale i redukcji poziomu glukozy we krwi (hypoglycaemia). Najlepszym tego przykładem jest glikogenoza typu I, czyli choroba von Gierkego. Innymi tego typu schorzeniami są niedobory: fosforylazy wątrobowej i enzymu odgałęziającego – czyli enzymów koniecznych do degradacji glikogenu. We wszystkich tych chorobach glikogen jest gromadzony w wielu narządach, jednakże w obrazie choroby dominuje powiększenie wątroby i hipoglikemia.
Formy miopatyczne
W mięśniach szkieletowych glikogen jest wykorzystywany jako źródło energii. W przebiegu glikolizy powstają mleczany, stanowiące podstawowe źródło energii dla włókien mięśni prążkowanych. Jeśli objawia się niedobór enzymów glikolitycznych, niemetabolizowany glikogen spichrza się w mięśniach szkieletowych, co prowadzi do ich osłabienia. Przykładami tego typu schorzeń są glikogenoza V, czyli choroba McArdle’a (brak foforylazy mięśniowej) oraz glikogenoza VII (brak fosfofruktokinazy mięśniowej), a także kilka innych, rzadszych glikogenoz. Wiodącymi objawami klinicznymi tej grupy schorzeń są bolesne skurcze mięśniowe po wysiłku wraz z brakiem podwyższenia poziomu mleczanów we krwi w badaniach laboratoryjnych, ze względu na blok glikolizy.
Pozostałe glikogenozy
Do tej grupy zalicza się glikogenozę II typu, czyli chorobę Pompego, oraz glikogenozę IV typu. Pierwsze ze schorzeń jest rezultatem niedoboru kwaśnej maltazy, czyli α-glukozydazy – enzymu lizosomalnego. W efekcie do spichrzania glikogenu dochodzi w wielu organach, ale przede wszystkim w mięśniu sercowym, co prowadzi do kardiomegalii i śmierci we wczesnym wieku. Glikogenoza IV typu, polegająca na niedoborze enzymu rozgałęziającego, wiąże się ze spichrzaniem nieprawidłowego glikogenu i zaburzeniami czynności mózgu, serca, mięśni szkieletowych i wątroby.
Podstawowe wiadomości o wymienionych wyżej reprezentatywnych dla każdej grupy schorzeniach zostały przedstawione w tabeli.
CHARAKTERYSTYKA MODELOWYCH POSTACI IKOGENOZ.
| Kategoria kliniczno-patologiczna | Typ | Niedoborowy enzym | Zmiany morfologiczne | Cechy kliniczne |
| Postaci wątrobowa | glikogenoza I
(choroba von Gierkego) |
glukozo-6-fosfataza |
hepatomeglia – wewnątrzcytoplazmatyczne złogi glikogenu i niewielkich ilości lipidów, wewnątrzjądrowe złogi glikogenu; renomegalia – wewnątrzcytoplazmatyczne złogi glikogenu w komórkach nabłonka cewek nerkowych |
zahamowanie rozwoju i wzrastania organizmu, hepatomegalia i renomegalia; hipoglikemia prowadząca do drgawek; hiperlipidemia i hipeurykemia będące skutkiem zaburzonego metabolizmu glukozy – u wielu pacjentów pojawiają się żółtaki i rozija się dna moczanowa; tendencja do krwawień na skutek zaburzenia czynności płytek; wiele z tych dolegliwości można leczyć objawowo – wówczas pojawiają się powikłania odległe, np. gruczolaki wątroby |
| Postaci miopatyczna | glikogenoza V
(choroba McArdle’a) |
fosforylaza mięśniowa |
mięśnie szkieletowe – złogi glikogenu lokalizujące się głównie pod sarkolemmą |
bolesne skurcze pojawiające się po wysiłku fizycznym, natomiast nie podnosi się poziom mleczanów w osoczu; mioglobinuria u połowy chorych; objawy rozwijają się po 20 rż; długość życia zwykle się nie skraca |
| Pozostałe postaci | glikogenoza II
(choroba Pompego) |
α-glukozydaza
(kwaśna maltaza) |
kardiomegalia – złogi glikogenu widoczne są zarówno w sarkoplazmie jak i pod sarkolemmą; mięśnie szkieletowe – zmiany analogiczne jak w sercu; hepatomegalia – niewielkiego stopnia; balonowate rozdęcie lizosomów przez złogi glikogenu, nadające cytoplazmie piankowaty wygląd |
nasilona kardiomegalia, hipotonia mięśniowa i niewydolność sercowo-oddechowa prowadząca do zgonu w ciągu pierwszych 2-3 lat życia; istnieje także łagodniejsza postać – dorosłych – dotykająca wyłącznie mięśni szkieletowych |
Skomentuj jako pierwszy!