Метаболічні захворювання; Журнал «Гален»

Фахівець з сімейної медицини

журнал

Парк-клініка Medicover Oregon, Бухарест

Захворювання метаболізму характеризуються аномальними хімічними реакціями, які можуть спричинити зміни в процесі обміну речовин. Ці стани в основному успадковуються, мають генетичну детермінованість, але можуть виникати протягом життя та в результаті інших захворювань, які спричиняють вторинне ураження печінки або підшлункової залози. Спадкові метаболічні захворювання викликані ферментативною недостатністю та генетичними порушеннями у внутрішньоклітинних реакціях, що відповідають за один або кілька метаболічних шляхів. Деякі стани можна виявити при народженні, інші після прояву специфічних симптомів. Зазвичай лікування пов’язане зі зміною способу життя пацієнта, пристосованим до його метаболічних змін. Порушення обміну речовин, які можна діагностувати при народженні через їх довгострокові наслідки, також слід враховувати.

Ключові слова: метаболічні захворювання, обмінний процес, генетичні порушення

Порушення обміну речовин характеризуються аномальними хімічними реакціями, які можуть спричинити певні зміни в процесі обміну речовин. Більшість порушень обміну речовин передаються у спадок, але воно може з’являтися і протягом життя через якесь інше захворювання, що впливає на функції підшлункової залози та печінки. Спадкові метаболічні порушення спричинені деякою дефіцитом ферментів та генетичними змінами у внутрішньоклітинному процесі, який відповідає за один або кілька метаболічних шляхів. Деякі з цих метаболічних розладів можна діагностувати з народження, інші, коли з’являються специфічні симптоми. Зазвичай лікування передбачає зміни харчування та способу життя, пристосовані до кожного пацієнта, а також пристосовані до метаболічних змін пацієнта. Важливо знати про деякі порушення обміну речовин, які можна виявити з самого народження через наслідки протягом життя або ускладнення, які можуть спричинити ці захворювання.

Ключові слова: метаболічні захворювання, метаболічний процес, генетичні зміни

Зміст статті

  1. Визначення
  2. етіологія
  3. Історичний
  4. поширеність
  5. Види метаболічних порушень
  6. Специфіка метаболічних захворювань
  7. Генетична передача
  8. Порушення обміну амінокислот
  9. Порушення вуглеводного обміну
  10. Порушення зберігання лізосом
  11. Пероксисомні розлади
  12. Мітохондріальні розлади
  13. Порушення метаболізму пурину та піримідину
  14. Бібліографія

Визначення

Хвороби обміну речовин - це зміни нормального обмінного процесу на клітинному рівні, що впливає на хімічні реакції, специфічні для транспорту білків, вуглеводів та ліпідів. Метаболічний процес залежить від палітри ферментів, специфічної для кожної хімічної реакції, і зміна одного або декількох ферментів може призвести до значних метаболічних змін.

Існують також генетично переносимі помилки, так що пошкодження окремого ферменту може залишатися непоміченим, іноді потрібно впливати на кілька ферментів або зміни деяких ферментів з ключовими ролями, щоб спостерігати помітний ефект [3]. В інших ситуаціях необхідне втручання факторів навколишнього середовища, щоб захворювання проявилося.

етіологія

На сьогоднішній день виявлено низку метаболічних захворювань, які виникають в результаті генетичних помилок. Хоча більшість метаболічних розладів мають генетичний детермінізм, деякі з них можна виявити лише після появи симптомів.

Типи мутацій включають:

  • впливаючи на ферменти, що беруть безпосередню участь у процесі обміну речовин;
  • впливаючи на ферменти, що відповідають за внутрішньоклітинний транспорт;
  • пошкодження регуляторних ферментів.

Історичний

Вперше про метаболічні захворювання згадував сер Арчибальд Гаррод, спочатку номер 4 - алкаптонурія, пентозурія, альбінізм та цистинурія - як спадкові стани, спричинені зменшенням або відсутністю певного ферменту. У той час їх називали «вродженими помилками обміну речовин». Згодом дослідження розширилося, і після відкриття геному людини можна було ідентифікувати та виділити гени, відповідальні за існування або активність генів, що беруть участь у метаболізмі.

поширеність

Хвороби метаболізму можуть вражати від 1: 1000 до 1: 2500 новонароджених. В окремо взятому випадку захворюваність є досить низькою, оскільки можна збільшити кількість певних популяцій, розділених за певними критеріями (інбридинг) або ізольованих, де збереження генетичних змін легко визначити. Передача спадкового метаболічного розладу зазвичай відбувається аутосомно-рецесивно. Таким чином, батьки можуть мати генетичну модифікацію рецесивного гена, але без клінічних проявів, і дитина може успадкувати обидва рецесивні гени, що призведе до появи захворювання.

Види спадкових порушень обміну речовин залежно від метаболічного шляху, на який впливає

  • Порушення обміну амінокислот;
  • Порушення ліпідного обміну;
  • Порушення вуглеводного обміну;
  • Мітохондріальні розлади;
  • Пероксисомні розлади;
  • Лізосомні розлади;
  • Порушення обміну пурину та піримідину;
  • порфірія

Специфіка метаболічних захворювань

Ферментативні порушення спричиняють дефіцит різних біохімічних процесів, які відповідають за перетворення категорій поживних речовин у біологічно активні сполуки. Це може призвести до закупорки метаболічних процесів та накопичення продуктів метаболізму або не повністю метаболізованих, або токсичних продуктів, які в свою чергу можуть впливати на органи, де вони накопичуються, наприклад, на печінку, підшлункову залозу, нирки, м’язи. Генетичний субстрат ферментів, що беруть участь у метаболізмі, будь то структурні білки, транспортні білки або ферменти, що відповідають за внутрішньоклітинні біохімічні реакції, представлений ядерною ДНК та мітохондріальною ДНК.

Теорія, постульована в 1945 р. Генетиками Джорджем Бідлом та Едвардом Татумом, посилалася на принцип, згідно з яким ген відповідає за синтез одного ферменту ("теорія одного ферменту-одного"). Згодом були виявлені білки або ферменти зі складними структурами, компоненти яких можуть бути генетично детерміновані кількома генами. Першим метаболічним захворюванням, спричиненим ферментативним дефектом з генетичним детермінізмом, було чітко ідентифіковано метгемоглобінурія в 1948 р. [1,5].

Генетична передача

  • В основному це аутосомно-рецесивний;
  • Аутосомно-домінантні - це захворювання з важким потенціалом та виявлення чіткого сімейного анамнезу;
  • Х-зчеплені захворювання - передаються по переважній материнській лінії;
  • Мітохондріальні розлади - характеризуються зміною мітохондріальної ДНК.

Порушення обміну амінокислот

Метаболізм передбачає вживання 20 амінокислот, 9 з яких не можуть синтезуватися в організмі, і їх слід отримувати за допомогою дієти. Роль амінокислот в організмі надзвичайно складна. Основними захворюваннями, що виникають внаслідок порушення метаболізму амінокислот, є фенілкетонурія, тирозинемія, гомоцистинурія, некетогенетична гіперглікемія. Всі вони передаються аутосомно рецесивно.

тирозинемія

Характеризується дефіцитом фумарилацетоацетатгідроксилази (FAH), останнього ферменту, що бере участь у катаболізмі тирозину. Клінічні прояви включають ураження печінки, пошкодження нирок, незадовільний набір ваги, пошкодження нервів.

фенілкетонурія

Характеризується дефіцитом фенілаланінгідроксилази з вторинним накопиченням фенілаланіну, що призводить до прогресуючої розумової відсталості внаслідок токсичного впливу на ЦНС.

гомоцистинурія

Це обумовлено порушенням синтезу цистації в метаболізмі метіоніну, що призводить до накопичення гомоцистеїну в організмі. Інші порушення обміну амінокислот включають порушення циклу сечовини, порушення транспорту амінокислот, органічний ацидоз, лейкіноз.

Порушення ліпідного обміну

Вони можуть спричинити зміни в процесі деградації та/або використання ліпопротеїдів з їх осадженням та появою атеросклерозу. Прикладом може бути сімейна гіперхолестеринемія з аутосомно-домінантною передачею, яка включає зміну рецептора ЛПНЩ на клітинній поверхні, так що холестерин ЛПНЩ більше не вбудовується в клітину, а механізм зворотного зв'язку для зменшення синтезу холестерину більше не активується. Іншим варіантом є зміна окислення жирних кислот, що призводить до появи клінічних проявів з дитинства, з гіпоглікемією, судомами, ураженням печінки, кардіоміопатією та синдромом раптової дитячої смерті.

Порушення вуглеводного обміну

галактоземія

Симптоми з’являються при введенні молока в раціон дитини і включають прогресуючу жовтяницю, апатію, ураження печінки, ниркову недостатність, затримку росту та пошкодження інтелекту, якщо їх не виявити та не лікувати.

Порушення зберігання глікогену

Може призвести до накопичення та блокування глікогену в печінці або м’язах із вторинною гіпоглікемією, гепатомегалією, зниженням росту, ураженням ЦНС, м’язовими судомами та зниженням толерантності до фізичних навантажень.

Порушення глікозилювання

Найвідоміша форма характеризується зміненою переробкою манози, яка призводить до вторинних проявів у мозку та за його межами. Симптоми включають зниження м’язового тонусу, шлунково-кишкові симптоми, нудоту, блювоту, діарею, гіпоглікемію, судоми та фенотипово ненормальний розподіл ожиріння в надлобковій та кульшовій області.

Порушення зберігання лізосом

Може спричинити накопичення токсичних продуктів метаболізму.

Синдром Герлера - проявляється аномальною будовою кістки та уповільненим психосоматичним розвитком;

Синдром Німана-Піка - проявляється з народження гепатомегалією, труднощами смоктання та пошкодженням нервів;

Синдром Тей-Сакса - проявляється від народження з прогресуючою слабкістю, розпочатою у кількамісячному віці з прогресуванням до важкого ураження периферичних нервів та зменшення тривалості життя на 4-5 років;

Хвороба Гоше - також виникає в дитячому віці або може проявлятися в зрілому віці через біль у кістках, гепатомегалію та тромбоцитопенію;

Хвороба Фабрі - проявляється в дитячому віці, проявляється лише у чоловіків і проявляється переважно хронічним кістково-суглобовим болем та нирковою або серцевою недостатністю;

Хвороба Краббе - призводить до порушення нервово-психомоторного розвитку у дітей з прогресуючим ураженням нервів.

Пероксисомні розлади

Пероксисоми відіграють важливу роль у катаболізмі довголанцюгових жирних кислот і в синтезі клітинної мембрани та компонентів жовчних кислот. Приклади пероксисомних захворювань - синдром Зельвегера, аденолейкодистрофія.

Мітохондріальні розлади

Вони залежать від того, наскільки великою є мутація, при цьому пошкодження мітохондрій призводить до індукції клітинного апоптозу з серйозним пошкодженням випадкової тканини або органу, і це може статися в будь-який час протягом життя людини.

Симптоми залежать від ураженої тканини або органу:

  • низький м’язовий тонус, судоми, порушення рівноваги;
  • порушення чутливості - глухота, катаракта;
  • ураження серця;
  • печінкова, підшлункова, ниркова недостатність;
  • різні травні прояви - діарея, блювота;
  • цукровий діабет;
  • ендокринні порушення;
  • шкірні прояви.

Порушення метаболізму пурину та піримідину

Пурини та піримідин беруть безпосередню участь в енергетичному обміні та реакціях внутрішньоклітинного біосинтезу. Симптоми можуть початися в дитячому віці і можуть варіювати від розладів аутистичного спектру, каменів у нирках, підвищеної сприйнятливості до інфекцій, порушення інтелекту.

Порфірини беруть участь у синтезі гему в еритроцитах. Порфірія викликає симптоми у підлітковому віці, у разі гормональних змін, прийому алкоголю або наркотиків.

В даний час доступно мало методів лікування генетичних розладів. Зазвичай метаболічну корекцію пробують кількома методами:

  • зменшення споживання продуктів харчування, що може мати негативні наслідки;
  • заміна відсутніх або неактивних ферментів;
  • сприяння виведенню токсичних продуктів метаболізму, які можуть накопичуватися [2].

Терапевтичні заходи: специфічна дієта, замінники ферментів або харчові добавки, специфічні дезінтоксикаційні методи лікування.

Остерігайтеся випадків, що загрожують життю!

У новонароджених спостерігаються певні небезпечні для життя метаболічні порушення, які за відсутності певної відповідної діагностики та терапії можуть призвести до можливих ускладнень, іноді серйозних.