Глікозилювання (гликирование) білків — це процес неферментативного приєднання вуглеводної молекули (зазвичай глюкози) до білка. На відміну від гликопротеидов, які утворюються ферментативним шляхом в ході біосинтезу складного протеида, глікозильовані білки формуються посттранслюціонно, в процесі біологічного життя білка.
Найбільшу увагу в останні роки приділяється вивченню процесів гликозилирования білків еритроцитів ( — ) і плазми крові, які почали використовуватися як специфічні маркери в діагностиці цукрового діабету .
Дослідження процесів глікозилювання білків дозволило також більш глибоко осмислити патогенез важких метаболічних порушень, які супроводжують цукровий діабет.
У здорових людей відсоток глікозильованих білків плазми і невисокий. Глікозилювання гамма і гемоглобіну трохи більше 5%, — не вище 2%, інших білків плазми — практично не визначається.
За хімічною природою процес глікозилювання є неферментативне приєднання моносахарида переважно до аминогруппе лізінових залишків або первинним аминогруппам N-термінальних амінокислот білка. Цей процес є багатостадійним. На першому етапі, так званої «швидкій стадії», відбувається швидке і оборотне формування лабільного проміжного шіффово підстави, що містить альдіміновую угруповання. Надалі, в ході «повільної стадії» незворотною перегрупування Амадор утворюється стабільний кетаміновой з'єднання.
Ступінь глікозилювання залежить від сумарної концентрації глюкози і інших моносахаридів в певний проміжок часу, від періоду напіввиведення білка, наявності власних вуглеводневих залишків в його структурі і основності білка. Стійка гіперглікемія — підвищений рівень , призводить до збільшення кількості глікозильованих білків в кілька разів у порівнянні з нормою.
Білки з великим періодом напіврозпаду більше глікозовані. Чим більше в складі протеида структурних вуглеводів, тим менше вони схильні до Глікозилювання. Більш основні білки (гамма-глобуліни) сильніше глікозовані, а більш кислі (альфа-1-глобуліни) — слабо. Винятком є кислий альбумін, який, тим не менш, найбільш інтенсивно піддається Глікозилювання.
Першим з виявлених у людини, глікозильованих білків був гемоглобін (1955 г.). В еритроцитах дорослої здорової людини функціонують кілька типів гемоглобіну. Більше 90% від їх кількості представлено гемоглобіном А (HbА). Його білкова частина складається з двох альфа- і двох бета-поліпептидних ланцюгів.
Глікозилювання відбувається по вище наведеній схемі за рахунок неферментативного приєднання глюкози до аміногрупи кінцевої амінокислоти валіну бета-ланцюгів. При цьому утворюються форми глікозильованого гемоглобіну (HbА1а + HbА1b + HbА1c) складають в сукупності глікозильований гемоглобін HbА1. Він відображає ступінь глікемії за попередні 10-12 тижнів, т. Е. Період життя еритроцита. Це, власне, робить HbА1, одним з об'єктивних маркерів в діагностиці цукрового діабету. Із зазначених форм глікозильованого гемоглобіну найбільш стабільною є HbA1с. Цим і пояснюється прагнення дослідників до розробки інформативних методів його визначення.
Наступним за рахунком з виявлених глікозильованих білків був « фруктозамін ». Цим терміном позначається група глікозильованих білків плазми крові, більшу частину серед яких складає альбумін (60%). За даними дослідників фруктозамін циркулює в кров'яному руслі 2-3 тижні, що відповідає часу життя плазмового альбуміну. Також як і глікірованний гемоглобін, фруктозамін служить інтегральним показником для характеристики гіперглікемії, але за більш короткий період — до 3 тижнів.
Концентрація в крові гликированного гемоглобіну і фруктозаміну не схильна до на відміну від глюкози випадковим і добових коливань .
Глікозилювання білків призводить до структурних змін їх молекул. В наслідок чого можуть змінюватися їх функції. Глікозильовані форми гемоглобіну набувають більшу спорідненість до кисню і важче віддають його тканинам, що призводить до станів гіпоксії і порушення метаболізму в тканинах.
Глікозилювання структурних і транспортних білків веде до функціональних і морфологічних уражень (клубочкового апарату нефрону нирок та призводить до розвитку діабетичної нефропатії, змін в сітківці ока з розвитком ретинопатії, помутніння кришталика ока і розвитку катаракти). Глікозилювання апо-білків ліпопротеїдів викликає прискорення атеросклетротіческого ураження судин. Глікозилювання і веде до активування процесів тромбоутворення у хворих на цукровий діабет.