Lekarz wyjaśnia niektóre wspólne dziedziczne zaburzenia metaboliczne i ich objawy, przyczyny i leczenie.
Co to jest metabolizm?
Metabolizm odnosi się do wszystkich reakcji chemicznych zachodzących w organizmie w celu przekształcenia lub wykorzystania energii. Kilka głównych przykładów metabolizmu to:
-
Rozbijanie węglowodanów, białek i tłuszczów zawartych w pożywieniu w celu uwolnienia energii.
-
Przekształcanie nadmiaru azotu w produkty odpadowe wydalane z moczem.
-
Rozbijanie lub przekształcanie substancji chemicznych w inne substancje i transportowanie ich wewnątrz komórek.
Metabolizm to zorganizowana, ale chaotyczna chemiczna linia montażowa. Surowce, półprodukty i odpady są stale wykorzystywane, produkowane, transportowane i wydalane. Robotnikami" na linii montażowej są enzymy i inne białka, dzięki którym zachodzą reakcje chemiczne.
Przyczyny wrodzonych zaburzeń metabolicznych
W większości dziedzicznych zaburzeń metabolicznych, jeden enzym nie jest w ogóle produkowany przez organizm lub jest produkowany w formie, która nie działa. Brakujący enzym jest jak nieobecny pracownik na linii montażowej. W zależności od zadania tego enzymu, jego brak oznacza, że toksyczne chemikalia mogą się gromadzić lub że istotny produkt może nie być produkowany.
Kod lub plan produkcji enzymu jest zazwyczaj zawarty w parze genów. Większość osób z dziedzicznymi zaburzeniami metabolicznymi dziedziczy dwie wadliwe kopie genu - po jednej od każdego z rodziców. Oboje rodzice są "nosicielami" złego genu, co oznacza, że noszą jedną wadliwą kopię i jedną normalną.
U rodziców normalna kopia genu kompensuje złą kopię. Poziom enzymów w ich organizmie jest zazwyczaj odpowiedni, więc mogą nie mieć żadnych objawów genetycznego zaburzenia metabolizmu. Jednak dziecko, które odziedziczy dwie wadliwe kopie genu, nie jest w stanie wyprodukować wystarczającej ilości efektywnego enzymu i rozwija się u niego genetyczne zaburzenie metabolizmu. Ta forma przekazywania genów nazywana jest dziedziczeniem autosomalnym recesywnym.
Pierwotną przyczyną większości genetycznych zaburzeń metabolicznych jest mutacja genu, która wystąpiła wiele, wiele pokoleń temu. Mutacja genu jest przekazywana przez pokolenia, co zapewnia jej zachowanie.
Każde dziedziczne zaburzenie metaboliczne jest dość rzadkie w populacji ogólnej. Rozpatrywane wszystkie razem, dziedziczne zaburzenia metaboliczne mogą dotyczyć około 1 na 1,000 do 2,500 noworodków. W niektórych populacjach etnicznych, takich jak Żydzi aszkenazyjscy (Żydzi o środkowo- i wschodnioeuropejskim pochodzeniu), częstość występowania dziedzicznych zaburzeń metabolicznych jest wyższa.
Rodzaje dziedzicznych zaburzeń metabolicznych
Zidentyfikowano setki dziedzicznych zaburzeń metabolicznych, a nowe wciąż są odkrywane. Niektóre z bardziej powszechnych i ważnych genetycznych zaburzeń metabolicznych obejmują:
Lizosomalne zaburzenia spichrzeniowe (ang.
:
Lizosomy są przestrzeniami wewnątrz komórek, które rozkładają produkty odpadowe metabolizmu. Różne niedobory enzymów wewnątrz lizosomów mogą prowadzić do nagromadzenia substancji toksycznych, powodując zaburzenia metaboliczne, w tym:
-
Zespół Hurler (nieprawidłowa budowa kości i opóźnienie rozwoju)
-
Choroba Niemanna-Picka (u dzieci występuje powiększenie wątroby, trudności w karmieniu i uszkodzenie nerwów)
-
choroba Tay-Sachsa (postępujące osłabienie u kilkumiesięcznego dziecka, przechodzące w poważne uszkodzenie nerwów; dziecko żyje zwykle tylko do 4 lub 5 roku życia)
-
Choroba Gauchera (bóle kostne, powiększenie wątroby i niska liczba płytek krwi, często o łagodnym przebiegu, u dzieci lub dorosłych)
-
Choroba Fabry'ego (ból kończyn w dzieciństwie, z chorobami nerek i serca oraz udarami w wieku dorosłym; choroba występuje tylko u mężczyzn)
-
Choroba Krabbego (postępujące uszkodzenie nerwów, opóźnienie rozwoju u małych dzieci; sporadycznie dotyczy dorosłych)
Galaktozemia:
Upośledzony rozkład galaktozy prowadzi do żółtaczki, wymiotów i powiększenia wątroby po karmieniu piersią lub mlekiem matki przez noworodka.
Choroba moczowa wywołana syropem klonowym:
Niedobór enzymu zwanego BCKD powoduje nagromadzenie aminokwasów w organizmie. W wyniku tego dochodzi do uszkodzenia nerwów, a mocz pachnie jak syrop.
Fenyloketonuria (PKU):
Niedobór enzymu PAH powoduje wysoki poziom fenyloalaniny we krwi. Niepełnosprawność intelektualna skutkuje, jeśli schorzenie nie zostanie rozpoznane.
Choroby związane z magazynowaniem glikogenu:
Problemy z magazynowaniem cukru prowadzą do niskiego poziomu cukru we krwi, bólu mięśni i osłabienia.
Zaburzenia mitochondrialne:
Problemy wewnątrz mitochondriów, które są siłą napędową komórek, prowadzą do uszkodzenia mięśni.
Ataksja Friedreicha:
Problemy związane z białkiem zwanym frataxin powodują uszkodzenie nerwów i często problemy z sercem. Niezdolność do chodzenia zwykle pojawia się w młodym wieku.
Zaburzenia peroksysomalne:
Podobne do lizosomów, peroksysomy są maleńkimi przestrzeniami wypełnionymi enzymami wewnątrz komórek. Słaba funkcja enzymów wewnątrz peroksysomów może prowadzić do gromadzenia się toksycznych produktów przemiany materii. Do zaburzeń peroksysomalnych należą:
-
Zespół Zellwegera (nieprawidłowe rysy twarzy, powiększona wątroba i uszkodzenie nerwów u niemowląt)
-
Adrenoleukodystrofia (objawy uszkodzenia nerwów mogą rozwinąć się w dzieciństwie lub we wczesnej dorosłości w zależności od postaci).
Zaburzenia metabolizmu metali:
Poziomy metali śladowych we krwi są kontrolowane przez specjalne białka. Wrodzone zaburzenia metabolizmu mogą powodować nieprawidłowe działanie białek i toksyczne nagromadzenie metalu w organizmie:
-
choroba Wilsona (toksyczne poziomy miedzi gromadzą się w wątrobie, mózgu i innych organach)
-
Hemochromatoza (jelita wchłaniają nadmiar żelaza, które gromadzi się w wątrobie, trzustce, stawach i sercu, powodując uszkodzenia)
Kwasice organiczne:
kwasica metylomalonowa i kwasica propionowa.
Zaburzenia cyklu mocznikowego:
niedobór transkarbamylazy ornitynowej i cytrulinemia
Objawy wrodzonych zaburzeń metabolicznych
Objawy genetycznych zaburzeń metabolicznych różnią się znacznie w zależności od problemu metabolizmu obecny. Niektóre objawy dziedzicznych zaburzeń metabolicznych obejmują:
-
Letarg
-
Słaby apetyt
-
Ból brzucha
-
Wymioty
-
Utrata wagi
-
Żółtaczka
-
Brak przyrostu masy ciała lub wzrostu
-
Opóźnienie w rozwoju
-
Napady
-
Śpiączka
-
Nietypowy zapach moczu, oddechu, potu lub śliny
Objawy mogą pojawić się nagle lub postępować powoli. Objawy mogą być wywołane przez żywność, leki, odwodnienie, drobne choroby lub inne czynniki. W wielu przypadkach objawy pojawiają się w ciągu kilku tygodni po urodzeniu. Inne dziedziczne zaburzenia metaboliczne mogą wymagać lat, aby rozwinąć objawy.
Diagnoza dziedzicznych zaburzeń metabolicznych
Wrodzone zaburzenia metaboliczne są obecne przy urodzeniu, a niektóre z nich są wykrywane podczas rutynowych badań. Wszystkie 50 stanów bada noworodki na obecność fenyloketonurii (PKU). Większość stanów bada również noworodki pod kątem galaktozemii. Jednak żaden stan nie bada dzieci pod kątem wszystkich znanych dziedzicznych zaburzeń metabolicznych.
Ulepszona technologia testowania prowadzi wiele stanów do rozszerzenia badań noworodków na genetyczne zaburzenia metaboliczne. Narodowe Centrum Badań Noworodków i Zasobów Genetycznych dostarcza informacji o praktykach przesiewowych każdego stanu.
Jeśli dziedziczne zaburzenie metabolizmu nie jest wykryte przy urodzeniu, często nie jest zdiagnozowane aż do wystąpienia objawów. Po wystąpieniu objawów, dostępne są specyficzne testy krwi lub DNA, które pozwalają zdiagnozować większość genetycznych zaburzeń metabolicznych. Skierowanie do specjalistycznego ośrodka (zwykle na uniwersytecie) zwiększa szanse na prawidłową diagnozę.
Leczenie wrodzonych zaburzeń metabolicznych
W przypadku dziedzicznych zaburzeń metabolicznych dostępne są ograniczone metody leczenia. Istotny defekt genetyczny powodujący te zaburzenia nie może być skorygowany przy użyciu obecnej technologii. Zamiast tego, leczenie próbuje obejść problem z metabolizmem.
Leczenie genetycznych zaburzeń metabolizmu opiera się na kilku ogólnych zasadach:
-
Zmniejsz lub wyeliminuj spożycie pokarmu lub leku, który nie może być prawidłowo metabolizowany.
-
Zastąpić brakujący lub nieaktywny enzym lub inny związek chemiczny, aby przywrócić metabolizm do stanu jak najbardziej zbliżonego do normalnego.
-
Usunięcie toksycznych produktów przemiany materii, które gromadzą się w wyniku zaburzeń metabolicznych.
Leczenie może obejmować takie środki jak:
-
Specjalne diety eliminujące niektóre składniki odżywcze
-
Przyjmowanie substytutów enzymów lub innych suplementów wspomagających metabolizm
-
Poddawanie krwi działaniu substancji chemicznych w celu detoksykacji niebezpiecznych produktów ubocznych przemiany materii
Jeśli to możliwe, osoba z dziedzicznym zaburzeniem metabolizmu powinna otrzymać opiekę w ośrodku medycznym z doświadczeniem w leczeniu tych rzadkich schorzeń.
Dzieci i dorośli z dziedzicznymi zaburzeniami metabolizmu mogą stać się bardzo chorzy, wymagając hospitalizacji, a czasem podtrzymywania życia. Leczenie podczas tych epizodów koncentruje się na opiece doraźnej i poprawie funkcji narządów.
