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糖分解代謝途徑先天代謝異??捎斜峒っ溉狈Σ?,丙酮酸脫氫酶缺乏癥和磷酸果糖代謝異常所致惡性發(fā)燒。
(一)丙酮酸激酶(PK)缺乏病
在糖酵解過程中,丙酮酸激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸生成烯醇式丙酮酸,同時(shí)產(chǎn)生ATP,是酵解途徑產(chǎn)生ATP的反應(yīng)之一,PK缺乏將導(dǎo)致成熟紅細(xì)胞缺乏ATP,進(jìn)而發(fā)生溶血。
表3-6 各型糖原貯積病的特征
注:N-正常;O-陰性;↑-升高;↓降低;±-可疑
網(wǎng)織紅細(xì)胞中含有線粒體,故可通過糖有氧氧化產(chǎn)生足量的ATP。而成熟紅細(xì)胞中不含線粒體,完全依賴糖酵解供能。紅細(xì)胞內(nèi)生成的ATP主要用于維持細(xì)胞內(nèi)外的離子梯度,特別是通過Na+-K+-ATP酶維持細(xì)胞內(nèi)外Na+、K+濃度梯度。這對(duì)于維持紅細(xì)胞雙凹形狀十分重要。若缺乏ATP,紅細(xì)胞將發(fā)生腫脹,易發(fā)生溶血,實(shí)驗(yàn)室檢查可以見到自身溶血試驗(yàn)陽性。PK的遺傳缺陷是糖酵解途徑中遺傳性缺陷導(dǎo)致溶血性貧血的最多見原因。PK缺陷時(shí),細(xì)胞中PK活性僅為正常細(xì)胞的5%-25%,故雖然PK缺陷少見,但其造成的溶血性貧血卻對(duì)機(jī)體危害甚大。
(二)丙酮酸脫氫酶復(fù)合物缺乏癥
丙酮酸脫氫酶復(fù)合物由丙銅酸脫氫酶、二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙?;?、二氫硫辛酸脫氫酶及NAD+、FAD、CoASH、焦磷酸硫胺素、硫辛酸三個(gè)酶、五個(gè)輔助因子組成,其氧化的丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A的反應(yīng)是糖進(jìn)入三羧酸循環(huán)、徹底氧化成CO2和水、產(chǎn)生大量ATP的關(guān)鍵。
在兒童中發(fā)現(xiàn)有多種丙酮酸代謝異常的疾病,其中有些是由于丙酮酸脫氫酶復(fù)合物中某些組份先天性缺陷所致。該酶復(fù)合物中各種亞基(催化亞基和調(diào)節(jié)亞基)都可能發(fā)生先天性缺陷。這些缺陷都可使丙酮酸不能繼續(xù)氧化產(chǎn)生ATP,使腦組織不能有效地利用葡萄糖供能,進(jìn)而影響了兒童大腦的發(fā)育和功能,嚴(yán)重者可導(dǎo)致死亡。
丙酮酸不能進(jìn)一步氧化,致使患兒血液中乳酸、丙酮酸和丙氨酸的濃度顯著升高,出現(xiàn)慢性乳酸酸中毒。丙酮酸脫氫酶的缺陷可以通過皮膚成纖維細(xì)胞培養(yǎng)并進(jìn)行酶學(xué)測(cè)定予以測(cè)定。此類病人在一定程度上可通過進(jìn)食生酮食物和限制糖的攝入使病情緩解或得到控制。
(三)磷酸果糖代謝異常
磷酸果糖激酶與果糖-1,6-二磷酸酶是作用相反的一對(duì)酶,它們所催化的化學(xué)反應(yīng)是糖代謝途徑中的一處無效循環(huán)(又稱底物循環(huán))。
由于酶的遺傳性缺陷,以上無效循環(huán)得不到控制,造成ATP大量分解產(chǎn)熱:ATP+H2O→ADP+Pi+熱。臨床上可因服用氟烷而誘發(fā)惡性發(fā)燒。
惡性發(fā)燒是一種罕見的遺傳缺陷性疾病,其發(fā)病率占兒童的1/15000,成人的1/50000-1/100000。病人常因服用某種藥物,如吸入氟烷而在幾分鐘內(nèi)突然發(fā)病,表現(xiàn)為體溫驟然升高、代謝性和呼吸性酸中毒,以及高血鉀癥和肌肉強(qiáng)直。人們認(rèn)為,氟烷可以促進(jìn)肌肉中上述兩個(gè)酶所催化的耗能無效循環(huán),誘發(fā)惡性發(fā)燒的產(chǎn)生。
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糖分解代謝途徑先天代謝異??捎斜峒っ溉狈Σ?,丙酮酸脫氫酶缺乏癥和磷酸果糖代謝異常所致惡性發(fā)燒。
(一)丙酮酸激酶(PK)缺乏病
在糖酵解過程中,丙酮酸激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸生成烯醇式丙酮酸,同時(shí)產(chǎn)生ATP,是酵解途徑產(chǎn)生ATP的反應(yīng)之一,PK缺乏將導(dǎo)致成熟紅細(xì)胞缺乏ATP,進(jìn)而發(fā)生溶血。
表3-6 各型糖原貯積病的特征
類型ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨaⅨbⅩ受害器官肝腎所有組積肝、肌、心肝單核吞噬細(xì)包系統(tǒng)肌肉肝肌肉腦肝肝肝、肌肉肝糖原結(jié)構(gòu)NN短枝異常長(zhǎng)枝異常NNN巨大顆粒NN酶缺陷G-6-P酶α葡萄糖 苷酶脫枝酶分枝酶肌磷酸化酶肝磷酸化酶磷酸果粒糠酶肝磷酸化酶同左糖原合成酶空腹低血糖+++±±++對(duì)胰高血糖素反應(yīng)血糖↑N0↑↑↑0±↑±N進(jìn)餐0空腹血乳酸↑↑↑↑半乳糖
果糖試驗(yàn)血糖↑↑↑↑↑↑↑血乳酸↑↑↑↑劇烈運(yùn)動(dòng)后血乳酸↑↑↑↑↑脂質(zhì)代謝↑↑N餓后
FFa
↑運(yùn)動(dòng)后肌攝取
FA↑TG↑
Ch↑TG↑
Ch↑TG↑
Ch↑其它診斷性試驗(yàn)肝活檢紅細(xì)胞抗原 ↑紅細(xì)胞糖原結(jié)構(gòu)異常紅細(xì)胞磷酸化酶↓臨床特征生長(zhǎng)停滯,肝大心衰似Ⅰ型但不明顯肝硬化腹水肌無力肝大肌無力意識(shí)障礙肝大,常染色體隱性遺傳肝大伴性遺傳肝大輕度肝大
注:N-正常;O-陰性;↑-升高;↓降低;±-可疑
網(wǎng)織紅細(xì)胞中含有線粒體,故可通過糖有氧氧化產(chǎn)生足量的ATP。而成熟紅細(xì)胞中不含線粒體,完全依賴糖酵解供能。紅細(xì)胞內(nèi)生成的ATP主要用于維持細(xì)胞內(nèi)外的離子梯度,特別是通過Na+-K+-ATP酶維持細(xì)胞內(nèi)外Na+、K+濃度梯度。這對(duì)于維持紅細(xì)胞雙凹形狀十分重要。若缺乏ATP,紅細(xì)胞將發(fā)生腫脹,易發(fā)生溶血,實(shí)驗(yàn)室檢查可以見到自身溶血試驗(yàn)陽性。PK的遺傳缺陷是糖酵解途徑中遺傳性缺陷導(dǎo)致溶血性貧血的最多見原因。PK缺陷時(shí),細(xì)胞中PK活性僅為正常細(xì)胞的5%-25%,故雖然PK缺陷少見,但其造成的溶血性貧血卻對(duì)機(jī)體危害甚大。
(二)丙酮酸脫氫酶復(fù)合物缺乏癥
丙酮酸脫氫酶復(fù)合物由丙銅酸脫氫酶、二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙?;?、二氫硫辛酸脫氫酶及NAD+、FAD、CoASH、焦磷酸硫胺素、硫辛酸三個(gè)酶、五個(gè)輔助因子組成,其氧化的丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A的反應(yīng)是糖進(jìn)入三羧酸循環(huán)、徹底氧化成CO2和水、產(chǎn)生大量ATP的關(guān)鍵。
在兒童中發(fā)現(xiàn)有多種丙酮酸代謝異常的疾病,其中有些是由于丙酮酸脫氫酶復(fù)合物中某些組份先天性缺陷所致。該酶復(fù)合物中各種亞基(催化亞基和調(diào)節(jié)亞基)都可能發(fā)生先天性缺陷。這些缺陷都可使丙酮酸不能繼續(xù)氧化產(chǎn)生ATP,使腦組織不能有效地利用葡萄糖供能,進(jìn)而影響了兒童大腦的發(fā)育和功能,嚴(yán)重者可導(dǎo)致死亡。
丙酮酸不能進(jìn)一步氧化,致使患兒血液中乳酸、丙酮酸和丙氨酸的濃度顯著升高,出現(xiàn)慢性乳酸酸中毒。丙酮酸脫氫酶的缺陷可以通過皮膚成纖維細(xì)胞培養(yǎng)并進(jìn)行酶學(xué)測(cè)定予以測(cè)定。此類病人在一定程度上可通過進(jìn)食生酮食物和限制糖的攝入使病情緩解或得到控制。
(三)磷酸果糖代謝異常
磷酸果糖激酶與果糖-1,6-二磷酸酶是作用相反的一對(duì)酶,它們所催化的化學(xué)反應(yīng)是糖代謝途徑中的一處無效循環(huán)(又稱底物循環(huán))。
由于酶的遺傳性缺陷,以上無效循環(huán)得不到控制,造成ATP大量分解產(chǎn)熱:ATP+H2O→ADP+Pi+熱。臨床上可因服用氟烷而誘發(fā)惡性發(fā)燒。
惡性發(fā)燒是一種罕見的遺傳缺陷性疾病,其發(fā)病率占兒童的1/15000,成人的1/50000-1/100000。病人常因服用某種藥物,如吸入氟烷而在幾分鐘內(nèi)突然發(fā)病,表現(xiàn)為體溫驟然升高、代謝性和呼吸性酸中毒,以及高血鉀癥和肌肉強(qiáng)直。人們認(rèn)為,氟烷可以促進(jìn)肌肉中上述兩個(gè)酶所催化的耗能無效循環(huán),誘發(fā)惡性發(fā)燒的產(chǎn)生。