Манноза и глюкоза, хотя и имеют одинаковую молекулярную формулу (C?H??O?), являются альдозами и C-2-изомерами (т.е. гидроксильная группа у второго атома углерода имеет разное направление), но их метаболические пути и физиологические функции существенно различаются. Ниже представлено подробное сравнение их метаболических различий с разных точек зрения:

?

1. Кишечная абсорбция

Глюкоза:

Эффективное всасывание: препарат активно транспортируется преимущественно SGLT1 (натрий-глюкозный котранспортер 1) в эпителиальных клетках тонкого кишечника. Скорость всасывания чрезвычайно высока (>95%), что позволяет препарату быстро поступать в кровоток и повышать уровень сахара в крови.

Зависит от градиента ионов натрия.

Манноза:

Неэффективное всасывание: в основном за счёт облегчённой диффузии (возможно, с участием транспортеров семейства GLUT, таких как GLUT5 или аналогичных каналов). Скорость всасывания очень низкая (около 10–20%), и большая часть невсосавшейся маннозы попадает в толстую кишку и ферментируется кишечными бактериями или выводится с калом.

2. Попадают в кровоток

Глюкоза:

После абсорбции он напрямую попадает в воротную вену, вызывая быстрое повышение уровня сахара в крови.

Манноза:

Степень абсорбции низкая, а концентрация маннозы в крови крайне низкая (нормальная концентрация в плазме натощак составляет около 50 мкмоль/л, что значительно ниже 4–6 ммоль/л глюкозы). Пероральный приём маннозы не вызывает значительных колебаний уровня сахара в крови.

3. Начальные этапы поглощения тканями и метаболизма

Глюкоза:

Инсулинозависимый: поглощение глюкозы мышечной и жировой тканью в значительной степени зависит от сигналов инсулина (через транспортер GLUT4).

Гексокиназа/глюкокиназа: после попадания в клетки фосфорилируется гексокиназой (ГК) (системные ткани) или глюкокиназой (ГК) (печень) до глюкозо-6-фосфата (Г6Ф). Это ключевая молекула метаболизма сахара.

Манноза:

Не зависит от инсулина: поглощение тканями не зависит от инсулина.

Маннокиназа (МК): она фосфорилируется преимущественно маннокиназой в печени (и в небольшом количестве в других тканях, например, в почках) до маннозо-6-фосфата (Ман-6-Ф). Это ключевой этап, ограничивающий скорость метаболизма маннозы.

Фосфоманнозоизомераза (ФМИ): Ман-6-Ф превращается во фруктозо-6-фосфат (Ф6Ф) под действием фосфоманнозоизомеразы. Ф6Ф является промежуточным продуктом гликолиза.

4. Основные метаболические пути

Глюкоза:

Энергоснабжение гликолиза: G6P может участвовать в пути гликолиза для производства энергии (АТФ).

Синтез гликогена: синтез и хранение гликогена в печени и мышцах.

Пентозофосфатный путь: генерирует НАДФН и рибозо-5-фосфат (используется для восстановительного биосинтеза и синтеза нуклеотидов).

Синтез жира: при его избытке он преобразуется в жир.

Манноза:

Превращение в гликолитические промежуточные продукты: после превращения PMI в F6P он может войти в гликолитический путь (конечная часть может быть преобразована в глюкозу или полностью окислена для получения энергии).

Предшественник гликозилирования: его основная функция — служить исходной сахарной группой для синтеза N-связанных сахарных цепей! Man-6-P может далее превращаться в GDP-маннозу in vivo, служа прямым донором остатков маннозы в гликопротеинах и гликолипидах.

Гликозилирование: манноза является ключевым компонентом основной олигосахаридной цепи в процессе N-гликозилирования белков (например, Man ? GlcNAc ?). Этот процесс происходит в эндоплазматическом ретикулуме и аппарате Гольджи и имеет решающее значение для фолдинга, стабильности, локализации и функционирования белков (например, антител, гормональных рецепторов и молекул клеточной адгезии).

Преобразование в глюкозу/гликоген: эффективность низкая, и некоторые обратимые пути гликолиза F6P генерируют G6P, который затем преобразуется в глюкозу или гликоген, но вклад невелик.

5. Влияние на уровень глюкозы в крови и инсулина

Глюкоза:

Значительно повышенный уровень сахара в крови: является основным источником сахара в крови.

Интенсивная стимуляция секреции инсулина: бета-клетки поджелудочной железы напрямую ощущают повышение уровня сахара в крови и секретируют инсулин.

Манноза:

Практически не влияет на уровень сахара в крови: меньше усваивается, метаболизируется без образования глюкозы и не зависит от инсулина.

Не стимулирует секрецию инсулина: отсутствуют эффективные сигналы стимуляции уровня глюкозы в крови.

6. Основные различия в физиологических функциях

Глюкоза:

Основная функция: основной источник быстрой энергии (особенно для мозга, мышц и эритроцитов), поддержание гомеостаза сахара в крови.

Манноза:

Основная функция: ключевое вещество-предшественник для биосинтеза гликозилирования, поддерживающее структуру и функцию гликопротеинов и гликолипидов (распознавание клеток, передача сигналов, иммунитет, сворачивание белков и т. д.).

Вторичная функция: предотвращение инфекций мочевыводящих путей (путем блокирования бактериальной адгезии).

7. Различия в клиническом применении

Глюкоза:

Энергетическая добавка (инфузия), гипогликемическая терапия, тест на толерантность к глюкозе.

Манноза:

Профилактика рецидивирующих инфекций мочевыводящих путей (в основном вызванных Escherichia coli) и лечение специфических редких генетических нарушений гликозилирования (таких как дефицит CDG Ib MPI).