Одним из путей метаболизма глюкозы является ее превращение в сорбитол и фруктозу в метаболическом пути, получившим название полиоловый путь. Для обеспечения реакций полиолового пути в клетках присутствует фермент альдозоредуктаза, которая превращает глюкозу в сорбитол. Обычно в данную реакцию попадает не более 1% глюкозы, и она используется для получения фруктозы в процессе синтеза глюкозаминов.
Полиоловый путь превращения глюкозы
Отдельное значение путь имеет в семенных пузырьках, которые синтезируют фруктозу для семенной жидкости. Сперматозоиды, находящиеся здесь, используют фруктозу в качестве основного энергетического субстрата, но при переходе в женские половые пути переключаются на глюкозу. Считается, что использование фруктозы повышает стабильность и предотвращает преждевременное разрушение акросомы спермия.
Клиническая значимость полиолового пути проявляется в инсулиннезависимых тканях, в которые глюкоза поступает неконтролируемо по градиенту концентрации – эндотелий, хрусталик глаза, клетки клубочков почек, но в первую очередь, нейроны. Путь активируется при гипергликемиях, когда поток глюкозы в клетки увеличивается и скорость синтеза сорбитола резко возрастает.
Накопление сорбитола в нейронах подавляет синтез циклического спирта инозитола, входящего в состав фосфолипидов и используемого при передаче гормонального сигнала, и снижает активность Na+,K+-АТФазы, что нарушает проведение нервного импульса. Избыток в клетке осмотически активных сорбитола и фруктозы удерживает воду, изменяет форму клеток и их функциональную активность.
Избыточная работа альдозоредуктазы приводит к расходованию НАДФН в клетках, что подавляет ряд процессов, например
- восстановление глутатиона, используемого в антиоксидантной системе клеток и в метаболических процессах,
- реакцию синтеза вазодилататора оксида азота (NO),
- нейтрализация аммиака в реакции восстановительного аминирования α-кетоглутарата,
- микросомальное окисление.