Метаболитни заболявания; Списание Гален

Специалист по семейна медицина

гален

Медицинска клиника в Орегон Парк, Букурещ

Метаболитните заболявания се характеризират с необичайни химични реакции, които могат да причинят промени в метаболитния процес. Тези заболявания са до голяма степен наследствени, имат генетичен детерминизъм, но могат да се появят по време на живота и в резултат на други заболявания, които причиняват вторично увреждане на черния дроб или панкреаса. Наследствените метаболитни заболявания се причиняват от ензимни дефицити и генетични нарушения при вътреклетъчни реакции, които са отговорни за един или повече метаболитни пътища. Някои състояния могат да бъдат идентифицирани при раждането, други след появата на специфични симптоми. Обикновено лечението е свързано с промени в начина на живот на пациента, като се адаптира към неговите метаболитни промени. Метаболитни нарушения, които могат да бъдат диагностицирани от раждането поради дългосрочните им последици, също трябва да бъдат взети под внимание.

Ключови думи: метаболитни заболявания, метаболитен процес, генетични нарушения

Метаболитните нарушения се характеризират с необичайни химични реакции, които могат да доведат до някои промени в метаболитния процес. Повечето от метаболитните нарушения са наследствени, но могат да се появят и през целия живот, поради някакво друго заболяване, засягащо функциите на панкреаса и черния дроб ’. Наследствените метаболитни нарушения се причиняват от някои ензимен дефицит и генетични промени във вътреклетъчния процес, който е отговорен за един или повече метаболитни пътища. Някои от тези метаболитни нарушения могат да бъдат диагностицирани от раждането, други, когато се появят специфични симптоми. Обикновено лечението предполага промени в храненето и начина на живот, адаптирани към всеки пациент и също така адаптирани към метаболитните промени на пациента. Важно е да сте наясно с някои метаболитни нарушения, които могат да бъдат идентифицирани от раждането, поради последствията за целия живот или усложненията, които тези заболявания могат да предизвикат.

Ключови думи: метаболитни заболявания, метаболитен процес, генетични промени

Съдържание на статията

  1. Определение
  2. етиология
  3. Исторически
  4. разпространение
  5. Видове метаболитни нарушения
  6. Спецификата на метаболитните заболявания
  7. Генетично предаване
  8. Нарушение на метаболизма на аминокиселините
  9. Нарушение на метаболизма на въглехидратите
  10. Нарушение на лизозомното съхранение
  11. Пероксизомни нарушения
  12. Митохондриални нарушения
  13. Нарушение на метаболизма на пурин и пиримидин
  14. Библиография

Определение

Метаболитните заболявания са промени в нормалния метаболитен процес на клетъчно ниво, засягащи химичните реакции, специфични за транспорта на протеини, въглехидрати и липиди. Метаболитният процес зависи от ензимната палитра, специфична за всяка химична реакция, и промяна на един или повече ензими може да доведе до значителни метаболитни промени.

Съществуват и генетично толерирани грешки, така че увреждането на един ензим може да остане незабелязано, като понякога е необходимо да се повлияят няколко ензима или промени в някои ензими с ключови роли, за да се забележи забележим ефект [3]. В други ситуации е необходима намеса на фактори на околната среда, за да се прояви болестта.

етиология

Към днешна дата са идентифицирани редица метаболитни заболявания, които се появяват в резултат на генетични грешки. Въпреки че повечето метаболитни нарушения имат генетичен детерминизъм, някои могат да бъдат идентифицирани едва след появата на симптомите.

Видовете мутации включват:

  • засягащи ензимите, пряко участващи в метаболитния процес;
  • увреждане на ензимите, отговорни за вътреклетъчния транспорт;
  • увреждане на регулаторните ензими.

Исторически

За първи път метаболитните заболявания се споменават от сър Арчибалд Гарод, първоначално номер 4 - алкаптонурия, пентозурия, албинизъм и цистинурия - като наследствени състояния, причинени от намаляване или липса на специфичен ензим. По това време те бяха наричани „вродени грешки на метаболизма“. Впоследствие изследванията се разширяват и след откриването на човешкия геном могат да бъдат идентифицирани и подчертани гените, отговорни за съществуването или активността на гените, участващи в метаболизма.

разпространение

Метаболитните заболявания могат да засегнат между 1: 1000 и 1: 2500 новородени. Отделно взето, честотата е доста ниска, като може да се увеличи при определени популации, ограничени по специфични критерии (инбридинг) или изолирани, където продължаването на генетична промяна е лесно да се идентифицира. Предаването на наследствено метаболитно разстройство обикновено е автозомно-рецесивно. По този начин родителите могат да имат генетична модификация на рецесивен ген, но без клинична проява, а детето може да наследи и двата рецесивни гена, което ще доведе до появата на болестта.

Видове наследствени метаболитни нарушения в зависимост от засегнатия метаболитен път

  • Нарушение на метаболизма на аминокиселините;
  • Нарушен липиден метаболизъм;
  • Нарушение на въглехидратния метаболизъм;
  • Митохондриални нарушения;
  • Пероксизомни нарушения;
  • Лизозомни нарушения;
  • Нарушение на метаболизма на пурин и пиримидин;
  • порфирия

Спецификата на метаболитните заболявания

Ензимното увреждане причинява недостатъци в различни биохимични процеси, които са отговорни за превръщането на хранителните категории в биологично активни съединения. Това може да доведе до блокиране на метаболитните процеси и натрупване на метаболитни продукти или не напълно метаболизирани, или токсични продукти, които от своя страна могат да засегнат органите, където се натрупват, например черния дроб, панкреаса, бъбреците, мускулите. Генетичният субстрат на ензимите, участващи в метаболизма, независимо дали става дума за структурни протеини, транспортни протеини или ензими, отговорни за вътреклетъчните биохимични реакции, е представен от ядрена ДНК и митохондриална ДНК.

Теорията, постулирана през 1945 г. от генетиците Джордж Бийдъл и Едуард Тейтъм, се позовава на принципа, че генът е отговорен за синтеза на един ензим („теория на един ген-един ензим“). Впоследствие са идентифицирани протеини или ензими със сложни структури, чиито компоненти могат да бъдат генетично определени от няколко гена. Първото метаболитно заболяване, причинено от ензимен дефект с генетичен детерминизъм, ясно идентифициран, е метхемоглобинурия през 1948 г. [1,5].

Генетично предаване

  • До голяма степен е автозомно-рецесивен;
  • Автозомно доминиращи - са заболявания с тежък потенциал и идентифициране на ясна фамилна анамнеза;
  • Х-свързани заболявания - предавани по преобладаващата майчина линия;
  • Митохондриални нарушения - характеризира се с промени в митохондриалната ДНК.

Нарушение на метаболизма на аминокиселините

Метаболизмът включва използването на 20 аминокиселини, 9 от които не могат да бъдат синтезирани в организма и трябва да бъдат получени чрез диета. Ролята на аминокиселините в организма е изключително сложна. Основните заболявания, които възникват в резултат на нарушен метаболизъм на аминокиселините, са фенилкетонурия, тирозинемия, хомоцистинурия, некетогенетична хипергликемия. Всички те се предават автозомно рецесивно.

тирозинемия

Характеризира се с дефицит на фумарил ацетоацетат хидроксилаза (FAH), последният ензим, участващ в катаболизма на тирозин. Клиничните прояви включват увреждане на черния дроб, увреждане на бъбреците, незадоволително наддаване на тегло, увреждане на нервите.

фенилкетонурия

Характеризира се с дефицит на фенилаланин хидроксилаза, с вторично натрупване на фенилаланин, водещо до прогресивно умствено изоставане поради токсичен ефект върху ЦНС.

хомоцистинурия

Причинява се от нарушен синтез на цистация в метаболизма на метионин, което води до натрупване на хомоцистеин в организма. Други нарушения на метаболизма на аминокиселините включват увреждане на цикъла на урея, нарушение на транспорта на аминокиселини, органична ацидоза, левкиноза.

Нарушен липиден метаболизъм

Те могат да причинят промени в процеса на разграждане и/или използването на липопротеини с тяхното отлагане и появата на атеросклероза. Пример за това може да бъде фамилната хиперхолестеролемия с автозомно доминантно предаване и която включва промяна на LDL рецептора на клетъчната повърхност, така че LDL-холестеролът вече не е вграден в клетката и механизмът за обратна връзка за намаляване на синтеза на холестерол вече не е активиран. Друг вариант е промяната на окислението на мастните киселини, което води до появата на клинични прояви от детството, с хипогликемия, конвулсии, увреждане на черния дроб, кардиомиопатия и синдром на внезапна детска смърт.

Нарушение на метаболизма на въглехидратите

галактоземия

Симптомите се появяват с въвеждането на мляко в диетата на детето и включват прогресивна жълтеница, апатия, увреждане на черния дроб, бъбречна недостатъчност, забавяне на растежа и увреждане на интелекта, ако не бъдат открити и лекувани.

Нарушение на съхранението на гликоген

Може да доведе до натрупване и блокиране на гликоген в черния дроб или мускулите с вторична хипогликемия, хепатомегалия, намален растеж, увреждане на ЦНС, мускулни крампи и намалена толерантност към упражненията.

Нарушено гликозилиране

Най-известната форма се характеризира с променена обработка на маноза, която води до вторични прояви в мозъка и извън него. Симптомите включват намален мускулен тонус, стомашно-чревни симптоми, гадене, повръщане, диария, хипогликемия, гърчове и фенотипично необичайно разпределение на затлъстяването в надпубисната и тазобедрената става.

Нарушение на лизозомното съхранение

Може да причини натрупване на токсични метаболитни продукти.

Синдром на Хърлер - проявява се с анормална костна структура и забавено психосоматично развитие;

Синдром на Niemann-Pick - проявява се от раждането с хепатомегалия, затруднено смучене и увреждане на нервите;

Синдром на Тей-Сакс - проявява се от раждането с прогресивна слабост, започнала на няколко месечна възраст с прогресия до тежко увреждане на периферните нерви и намалена продължителност на живота на 4-5 години;

Болест на Гоше - също се проявява в детска възраст или може да се прояви в зряла възраст чрез болки в костите, хепатомегалия и тромбоцитопения;

Болест на Фабри - настъпи в детска възраст, проявява се само при мъжете и се проявява предимно от хронична остеоартикуларна болка и бъбречна или сърдечна недостатъчност;

Болест на Krabbe - води до нарушено невро-психо-моторно развитие при деца с прогресивно увреждане на нервите.

Пероксизомни нарушения

Пероксизомите играят съществена роля в катаболизма на дълговерижните мастни киселини и в синтеза на клетъчната мембрана и компонентите на жлъчните киселини. Примери за пероксизомни заболявания - синдром на Зелвегер, аденолевкодистрофия.

Митохондриални нарушения

Те зависят от това колко обширна е мутацията, като митохондриалните увреждания водят до индуциране на клетъчна апоптоза със сериозно увреждане на произволна тъкан или орган и които могат да се появят по всяко време през живота на индивида.

Симптомите зависят от засегнатата тъкан или орган:

  • нисък мускулен тонус, конвулсии, нарушен баланс;
  • сензорно увреждане - глухота, катаракта;
  • увреждане на сърцето;
  • чернодробна, панкреатична, бъбречна недостатъчност;
  • различни храносмилателни прояви - диария, повръщане;
  • диабет;
  • ендокринни нарушения;
  • кожни прояви.

Нарушение на метаболизма на пурин и пиримидин

Пурините и пиримидинът участват пряко в енергийния метаболизъм и реакциите на вътреклетъчна биосинтеза. Симптомите могат да започнат в детска възраст и могат да варират от нарушения на аутистичния спектър, камъни в бъбреците, повишена податливост към инфекции, нарушен интелект.

Порфирините участват в синтеза на хем в еритроцитите. Порфирията причинява симптоми в юношеството, хормонални промени, поглъщане на алкохол или наркотици.

Понастоящем има малко методи за лечение на генетични заболявания. Обикновено метаболитната корекция се опитва по няколко метода:

  • намаляване на приема на хранителни принципи, които могат да имат отрицателни ефекти;
  • заместване на липсващи или неактивни ензими;
  • улесняване на елиминирането на токсични метаболитни продукти, които могат да се натрупват [2].

Терапевтични мерки: специфична диета, ензимни заместители или хранителни добавки, специфични детоксикиращи лечения.

Пазете се от животозастрашаващи случаи!

При новородените има определени животозастрашаващи метаболитни нарушения, които при липса на конкретна подходяща диагноза и терапия могат да доведат до възможни усложнения, понякога сериозни.