Наследственные метаболические расстройства: Типы, причины, симптомы и лечение

врач объясняет некоторые распространенные наследственные нарушения обмена веществ, их симптомы, причины и методы лечения.

Что такое метаболизм?

Метаболизм - это все химические реакции, происходящие в организме для преобразования или использования энергии. Несколько основных примеров метаболизма включают:

• Расщепление углеводов, белков и жиров в пище для получения энергии.

• Преобразование избыточного азота в отходы, выводимые с мочой.

• Расщепление или преобразование химических веществ в другие вещества и их транспортировка внутрь клеток.

Метаболизм - это организованный, но хаотичный химический конвейер. Сырье, полуфабрикаты и отходы постоянно используются, производятся, транспортируются и выводятся. Рабочие" на конвейере - это ферменты и другие белки, благодаря которым происходят химические реакции.

Причины наследственных нарушений обмена веществ

При большинстве наследственных нарушений обмена веществ один фермент либо вообще не вырабатывается организмом, либо вырабатывается в неработающей форме. Отсутствующий фермент подобен отсутствующему рабочему на сборочном конвейере. В зависимости от работы фермента, его отсутствие приводит к накоплению токсичных химических веществ или к тому, что необходимый продукт не производится.

Код или схема производства фермента обычно содержится в паре генов. Большинство людей с наследственными нарушениями обмена веществ наследуют две дефектные копии гена - по одной от каждого родителя. Оба родителя являются "носителями" плохого гена, то есть они несут одну дефектную и одну нормальную копию.

У родителей нормальная копия гена компенсирует плохую копию. Уровень ферментов у них обычно адекватный, поэтому у них могут отсутствовать симптомы генетического нарушения обмена веществ. Однако ребенок, унаследовавший две дефектные копии гена, не может вырабатывать достаточно эффективного фермента, и у него развивается генетическое нарушение обмена веществ. Такая форма генетической передачи называется аутосомно-рецессивным наследованием.

Первоначальной причиной большинства генетических нарушений обмена веществ является генная мутация, произошедшая много-много поколений назад. Генная мутация передается из поколения в поколение, обеспечивая ее сохранение.

Каждое наследственное нарушение обмена веществ встречается довольно редко в общей популяции. Если рассматривать все вместе, то наследственные нарушения обмена веществ могут поражать примерно 1 из 1 000 - 2 500 новорожденных. В некоторых этнических популяциях, таких как евреи-ашкенази (евреи центрально- и восточноевропейского происхождения), частота наследственных нарушений обмена веществ выше.

Виды наследственных метаболических расстройств

Выявлены сотни наследственных нарушений обмена веществ, и продолжают открываться новые. Некоторые из наиболее распространенных и важных генетических нарушений обмена веществ включают:

нарушения лизосомального хранения

:

Лизосомы - это пространства внутри клеток, в которых расщепляются отходы метаболизма. Недостаток различных ферментов в лизосомах может привести к накоплению токсичных веществ, вызывая нарушения обмена веществ, в том числе:

• синдром Херлера (аномальное строение костей и задержка развития)

• болезнь Нимана-Пика (у детей увеличивается печень, возникают трудности с кормлением и повреждение нервов)

• болезнь Тей-Сакса (прогрессирующая слабость у месячного ребенка, переходящая в тяжелое повреждение нервов; ребенок обычно живет только до 4 или 5 лет)

• болезнь Гоше (боль в костях, увеличение печени и низкое количество тромбоцитов, часто слабое, у детей или взрослых)

• болезнь Фабри (боли в конечностях в детстве, заболевания почек и сердца, инсульты в зрелом возрасте; страдают только мужчины)

• болезнь Краббе (прогрессирующее повреждение нервов, задержка развития у маленьких детей; иногда поражаются взрослые)

Галактоземия:

Нарушение расщепления сахара галактозы приводит к желтухе, рвоте и увеличению печени после кормления новорожденного грудью или смесью.

Мочевая болезнь кленового сиропа:

Дефицит фермента под названием BCKD вызывает накопление аминокислот в организме. В результате повреждаются нервы, а моча пахнет сиропом.

Фенилкетонурия (ФКУ):

Дефицит фермента PAH приводит к высокому уровню фенилаланина в крови. Если заболевание не распознано, возникает умственная отсталость.

Болезни хранения гликогена:

Проблемы с хранением сахара приводят к низкому уровню сахара в крови, мышечным болям и слабости.

Митохондриальные нарушения:

Проблемы в митохондриях - энергетических центрах клеток - приводят к повреждению мышц.

Атаксия Фридрейха:

Проблемы, связанные с белком под названием фратаксин, вызывают повреждение нервов и часто проблемы с сердцем. Неспособность ходить обычно возникает к молодому возрасту.

Пероксисомальные нарушения:

Подобно лизосомам, пероксисомы - это крошечные пространства, заполненные ферментами внутри клеток. Плохая работа ферментов в пероксисомах может привести к накоплению токсичных продуктов метаболизма. К пероксисомальным нарушениям относятся:

• синдром Зеллвегера (аномальные черты лица, увеличенная печень и повреждение нервов у младенцев)

• Адренолейкодистрофия (симптомы повреждения нервов могут развиться в детстве или в раннем взрослом возрасте в зависимости от формы).

Нарушения метаболизма металлов:

Уровень микроэлементов в крови контролируется специальными белками. Наследственные нарушения обмена веществ могут привести к нарушению работы белков и токсическому накоплению металлов в организме:

• болезнь Вильсона (токсичные уровни меди накапливаются в печени, мозге и других органах)

• Гемохроматоз (кишечник поглощает избыточное количество железа, которое накапливается в печени, поджелудочной железе, суставах и сердце, вызывая повреждения)

Органические ацидемии:

метилмалоновая ацидемия и пропионовая ацидемия.

Нарушения цикла мочевины:

дефицит орнитинтранскарбамилазы и цитруллинемия

Симптомы наследственных метаболических расстройств

Симптомы наследственных нарушений обмена веществ сильно варьируются в зависимости от проблемы метаболизма. Некоторые симптомы наследственных нарушений обмена веществ включают:

• Летаргия

• Плохой аппетит

• Боль в животе

• Рвота

• Потеря веса

• Желтуха

• Неспособность набирать вес или расти

• Задержка развития

• Припадки

• Кома

• Ненормальный запах мочи, дыхания, пота или слюны

Симптомы могут появиться внезапно или развиваться медленно. Симптомы могут быть вызваны продуктами питания, лекарствами, обезвоживанием, незначительными заболеваниями или другими факторами. При многих заболеваниях симптомы появляются в течение нескольких недель после рождения. При других наследственных нарушениях обмена веществ для развития симптомов могут потребоваться годы.

Диагностика наследственных метаболических расстройств

Наследственные нарушения обмена веществ проявляются при рождении, и некоторые из них выявляются при обычном обследовании. Во всех 50 штатах новорожденных проверяют на фенилкетонурию (PKU). В большинстве штатов новорожденных также проверяют на галактоземию. Однако ни один штат не проверяет новорожденных на все известные наследственные нарушения обмена веществ.

Улучшение технологии тестирования заставляет многие штаты расширять скрининг новорожденных на генетические нарушения обмена веществ. Национальный центр скрининга новорожденных и генетических ресурсов предоставляет информацию о практике скрининга в каждом штате.

Если наследственное нарушение обмена веществ не выявлено при рождении, оно часто не диагностируется до появления симптомов. После появления симптомов для диагностики большинства генетических нарушений обмена веществ можно провести специальные анализы крови или ДНК. Направление в специализированный центр (обычно при университете) повышает шансы на правильный диагноз.

Лечение наследственных нарушений обмена веществ

Для лечения наследственных нарушений обмена веществ существует ограниченное количество методов. Основной генетический дефект, вызывающий заболевание, не может быть исправлен с помощью современных технологий. Вместо этого лечение направлено на то, чтобы обойти проблему с метаболизмом.

Лечение генетических нарушений обмена веществ следует нескольким общим принципам:

• Сократите или исключите потребление любой пищи или лекарств, которые не могут правильно метаболизироваться.

• Заменить отсутствующий или неактивный фермент или другое химическое вещество, чтобы восстановить метаболизм как можно ближе к нормальному.

• Удаление токсичных продуктов метаболизма, которые накапливаются из-за нарушения обмена веществ.

Лечение может включать такие меры, как:

• специальные диеты, исключающие определенные питательные вещества

• прием заменителей ферментов или других добавок, поддерживающих метаболизм

• Обработка крови химическими веществами для детоксикации опасных побочных продуктов метаболизма

По возможности, человек с наследственным нарушением обмена веществ должен получать лечение в медицинском центре, имеющем опыт работы с этими редкими заболеваниями.

Дети и взрослые с наследственными нарушениями обмена веществ могут сильно заболеть, что требует госпитализации, а иногда и поддержания жизни. Во время таких эпизодов лечение направлено на оказание неотложной помощи и улучшение работы органов.