폴리올길

Polyol pathway

폴리올 통로는 포도당을 과당으로 바꾸는 2단계 과정이다.[1]이 경로에서 포도당은 소르비톨로 감소하고, 이후 과당으로 산화된다.그것은 또한 소르비톨-알도스 환원효소 경로라고도 불린다.null

이 통로는 당뇨 합병증, 특히 망막,[2] 신장,[3] 신경의 미세혈관 손상에 관련되어 있다.[4]null

소르비톨은 세포막을 건널 수 없고, 축적되면 인슐린에 독립적인 조직으로 물을 끌어들여 세포에 삼투압 스트레스를 발생시킨다.[5]null

경로

폴리올 대사 경로.[6]

세포는 에너지를 위해 포도당을 사용한다.이것은 일반적으로 헥소키나아제 효소의 인산화 작용에 의해 발생한다.그러나 포도당이 다량 존재하면(당뇨병처럼) 헥소키나아제는 포화 상태가 되고 알도스 환원효소가 소르비톨로 줄어들면 과잉 포도당이 폴리올 경로로 들어간다.이 반응은 NADPH를 NADP+로 산화시킨다.소르비톨 탈수소효소는 이후 소르비톨을 과당으로 산화시킬 수 있으며, 이것은 NAD+에서 NADH를 생성한다.헥소키나아제는 분자를 인산염화 프락토스에 의해 글리코리시스 경로로 되돌려 프락토스-6-인산염을 형성할 수 있다.그러나, 혈당이 높은 통제되지 않은 당뇨병 환자들 - 글리콜리시스 경로가 감당할 수 있는 것보다 더 - 질량 균형이 궁극적으로 소르비톨의 생산을 선호한다.[6]null

폴리올 경로의 활성화는 NADPH 감소와 산화 NAD+를 초래한다. 이것들은 신체 전체의 리독스 반응에 필요한 공동 인자이며, 정상적인 조건에서는 서로 교환할 수 없다.이러한 NADPH의 농도가 감소하면 글루타티온, 질소산화물, 미오-이노시톨, 타우린 등의 합성이 감소한다.신경의 정상적인 기능을 위해서는 특히 묘이노시톨이 필요하다.또한 소르비톨은 콜라겐과 같은 단백질에 니트로겐을 글리케이트할 수 있으며, 이러한 글리제들의 산물은 AGE - 고급 글리제 최종 산물이라고 불린다.AGE는 인체에 질병을 일으키는 것으로 생각되며, 그 중 한 가지 효과는 RIGH(선진 글리제 최종 제품에 대한 수용기)에 의해 매개되고 그에 따른 염증 반응이 유도된다.그것들은 포도당 조절 수준을 평가하기 위해 알려진 당뇨병 환자들을 대상으로 행해진 헤모글로빈 A1C 테스트에서 볼 수 있다.[6]null

병리학

대부분의 세포는 포도당이 세포 안으로 들어오기 위해 인슐린의 작용을 필요로 하는 반면, 망막, 신장, 신경조직의 세포는 인슐린에 독립적이기 때문에 포도당은 인슐린의 작용에 상관없이 세포막을 가로질러 자유롭게 이동한다.세포들은 정상적으로 에너지를 위해 포도당을 사용할 것이고, 에너지에 사용되지 않는 포도당은 폴리올 경로로 들어갈 것이다.혈당이 정상일 때(약 100mg/dl 또는 5.5mmol/l) 알도소 환원효소는 정상 농도에서 포도당에 대한 친화력이 낮기 때문에 이 교환은 문제를 일으키지 않는다.null

고혈당 상태에서 포도당에 대한 알도스 환원효소의 친화력이 상승하여 많은 소르비톨이 축적되고 훨씬 더 많은 NADPH를 사용하게 되어 세포 대사의 다른 과정에는 NADPH가 적게 남는다.[7]이러한 친화력의 변화는 경로의 활성화에 의해 의미하는 것이다.그러나 축적되는 소르비톨의 양은 삼투압적인 물의 유입을 일으키기에는 충분하지 않을 수 있다.null

NADPH는 질소산화물 생산과 글루타티온 감소를 촉진하는 작용을 하며, 그 결핍은 글루타티온 결핍을 야기할 것이다.글루타티온 결핍은 선천적이거나 후천적이거나 산화 스트레스로 인한 용혈증을 초래할 수 있다.아산화질소는 혈관에서 중요한 혈관조영제 중 하나이다.따라서 NADPH는 반응성 산소종이 축적되어 세포가 손상되는 것을 방지한다.[6]null

폴리올 경로의 과도한 활성화는 세포내 및 세포외 소르비톨 농도를 증가시키고 활성산소 종의 농도를 증가시키며, 질소산화물과 글루타티온의 농도를 감소시킨다.이러한 불균형은 각각 세포를 손상시킬 수 있다; 당뇨병에는 여러 가지가 함께 작용한다.폴리올 경로를 활성화하면 미세혈관 계통이 손상된다고 단정적으로 판단되지 않았다.[6]null

참조

  1. ^ Bonnefont-Rousselot D (September 2002). "Glucose and reactive oxygen species". Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 5 (5): 561–8. doi:10.1097/00075197-200209000-00016. PMID 12172481. S2CID 20485164.
  2. ^ Behl T, Kaur I, Kotwani A (2016). "Implication of oxidative stress in progression of diabetic retinopathy". Survey of Ophthalmology. 61 (2): 187–96. doi:10.1016/j.survophthal.2015.06.001. PMID 26074354.
  3. ^ Forbes JM, Coughlan MT, Cooper ME (June 2008). "Oxidative stress as a major culprit in kidney disease in diabetes". Diabetes. 57 (6): 1446–54. doi:10.2337/db08-0057. PMID 18511445.
  4. ^ Javed S, Petropoulos IN, Alam U, Malik RA (January 2015). "Treatment of painful diabetic neuropathy". Therapeutic Advances in Chronic Disease. 6 (1): 15–28. doi:10.1177/2040622314552071. PMC 4269610. PMID 25553239.
  5. ^ Jedziniak JA, Chylack LT, Cheng HM, Gillis MK, Kalustian AA, Tung WH (March 1981). "The sorbitol pathway in the human lens: aldose reductase and polyol dehydrogenase". Investigative Ophthalmology & Visual Science. 20 (3): 314–26. PMID 6782033.
  6. ^ a b c d e Michael Brownlee (2005). "The pathobiology of diabetic complications: A unifying mechanism". Diabetes. 54 (6): 1615–1625. doi:10.2337/diabetes.54.6.1615. PMID 15919781.
  7. ^ Brownlee M (December 2001). "Biochemistry and molecular cell biology of diabetic complications". Nature. 414 (6865): 813–20. Bibcode:2001Natur.414..813B. doi:10.1038/414813a. PMID 11742414. S2CID 4396508.

추가 참조사항

  • 하퍼의 삽화 생화학(랜지 출판)
  • Dinesh Puri의 의학 생화학 (ERSVIER 출판)