T: Choroby metaboliczne uwarunkowane genetycznie.

1. FENYLOKETONURIA (fenyloalaninemia)

• 1934r – opisana

• 1953r – nazwana

• Częstość występowania:

  • 1:10 000

  • 1:7000 w Polsce

1. Objawy:

   • Upośledzenie umysłowe

   • Wysoki poziom fenyloalaniny

• Dziedziczenie autosomalne recesywne

1. KLASYFIKACJA FENYLOKETONURII:

• Klasyczna PKU:

  • 1,2 mM fenyloalaniny we krwi

  • < 1% aktywność PAH

• Łagodna PKU:

  • 0,6 – 1,2 mM fenyloalaniny we krwi

  • 1 – 3% aktywności PAH

• Łagodna HPA:

  • <0,6 mM fenyloalaniny we krwi

  • 3 – 6% aktywności PAH

1. TYPY DZIEDZICZENIA

• Autosomalne recesywne

  • A – zdrowa osoba

  • a – chora

  • Aa x Aa urodzenie chorego dziecka 25%

• Autosomalne dominujące

• Sprzężone z płcią

• Dziedziczenie mitochondrialne

1. PODŁOŻE BIOCHEMICZNE FENYLOKETONURII

Fenyloketonurgia – mutacja enzymu hydroksylazy fenyloalaninowej

• Oba allele są zmutowane powstaje enzym nieaktywny nie może przeprowadzać reakcji przemiany fenyloalaniny do tyrozyny

1. POŁOŻENIE BIOCHEMICZNE FENYLOKETONURII

1. TETRAHYDROBIOPTERYNA (BH4) – kofaktor

• Hydroksylazy fenyoalaninowej

• Hydroksylazy 3 – tyrozynowej

• Hydroksylazy 5 – tryptofanowej

• Kluczowe enzymy szlaków biosyntezy neurotransmiterów (dopaminy i serotoniny)

• Defekt enzymów związanych z utrzymywaniem właściwego poziomu BH4 prowadzi do hiperfenyloalaninemii której towarzyszy deficyt amin biogennych

1. FENYLOKETONURIA OBJAWY

• Znaczonego stopnia upośledzenie rozwoju umysłowego i motorycznego

• Niedobór melaniny jest przyczyną bardzo jasnej skóry, włosów i tęczówek (bielactwo wrodzone)

• Mogą występować drgawki (padaczka), zaburzenia chodu, postawy, ruchy atetotyczne, zesztywnienie stawów

1. ZAPOBIEGANIE OBJAWOM CHOROBY

• Stosowani diety niskofenyloalaninowej o różnym zakresie (deficyt PAH)

• Doustne podawanie BH4 (deficyt GTP-CH lub PTPS)

• Łączne stosowanie diety i uzupełnianie kofaktora (defekt reduktazy tetrahdrobiopterynowej, DHPR)

• W deficytach BH4, w celu przywróceni równowagi neurotransmiterów podaje się również prekursory dopaminy i serotoniny

1. PODŁOŻE MOLEKULARNE FENYLOKETONURII

• Gen PAH długie ramię chromosomu 12

• Znanych ponad 400 mutacji

• 70% mutacji – ekson 5 – 11

• 20% mutacji – ekson 7

• Najczęstsza mutacja – R408W – 59%

• Sustytucja – Arginina Tryptofan

1. RODZAJE MUTACJI

• Mutacje genowe:

  • Delecje

  • Insercje

• Mutacje punktowe

  • Susbstycja (podstawienie)

  • Tranzycie – puryna – puryna

  • Traswersje – puryna – pirymidyna

• Neutralne (inny kodon ten sam aminokwas)

• Zmiany sensu (zamiana aminokwasu)

  • Jeden aminokwas zostaje zastąpiony innym i taka zmiana powoduje że białko traci swoją aktywność

• Nonsens (kodon stop)

• Zmiany ramki odczytu (delecja lub insercja)

  • Zmiana ramki odczytu w przypadku mutacji i wstawienia nowego nukleotydu

  • Powodują powstanie zupełnie innego białka niż to które miało powstać w normalnej komórce

  • Mutacje te są w skutkach bolesne – najczęściej powodują utratę aktywności danego białka

1. DiIAGNOSTYKA

• Badanie poziomu fenyloalaniny we krwi i moczu

• Badanie przesiewowe noworodków (test Guthriego), w Polsce od 1965r

  • Badanie poziomu fenyloalaniny we krwi

  • Początkowo wprowadzony w postaci badania na teście bakteriologicznym

    • Szalka Perttiego z bakteriami na to zapuszcza się kroplę krwi

  • Aktualnie pomiar fluometryczny (inna metoda)

• Badanie aktywności enzymu

  • 0 lub b. niski poziom – prawdopodobnie jest nosicielem

• Analiza znanych mutacji – metodą PCR

• Poszukiwanie nowych mutacji – sekwencjonowanie

1. INSTRUKCJA POBIERANIA KRWI NA BADANIA PRZESIEWOWE NOWORODKÓW

• Krew pobrać w 4 – 5 dniu życia (po 72h życia)

• Pobrać krew włośniczkową z pięty lub palca wyjątkowo z żyły. Pierwszą kroplę odrzucić

• Przygotowanie dziecka: ogrzać stopę ciepłym ręcznikiem (40⁰ = 42⁰C) przez 3 – 5min, zdezynfekować alkoholem, wytrzeć suchą gazą, nakłuć skalpelem

• Nie dotykać palcami krążków zakreślonych na bibule

• Bibułę przykłada się stroną zadrukowaną. Krew powinna przesiąknąć i przekroczyć granicę krążka

• Bibułę wysuszyć w temp. Pok. Bez działania słońca i grzania

• Dzieci z niską wagą urodzeniową (poniżej 1500g) powinny mieć pobraną drugą próbkę w wieku 14 – 21)

1. LECZENIE PKU

• Dieta eliminacyjna

  • Uboga w fenyloalaninę i bogata w tyrozynę

  • Stosowana przez całe życie w klasycznej PKU mniej restrykcyjna w dorosłych

  • Kobiety z PKU w czasie ciąży muszą przestrzegać diety

• Oznakowanie produktów spożywczych

  • Aspartam – ester metylowy dipeptydu

    • Fenyloalanina + kwas asparaginowy

    • 1965 wynaleziony w ramach badań nad lekiem antywrzodowym

    • 180 x słodszy od cukrów

    • 1981 – sprzedaż

    • E – 951 = NutraSweet, Egual, Sugar Free…

    • W śniadaniach błyskawicznych, pastylkach miętowych poprawiających zapach oddechu, płatkach, gumie do żucia bez cukru

1. GALAKTOZEMIA – zaburzenia przemiany węglowodanów

• Opisana w 1908r przez Von Reussa (u dziecka zmarłego we wczesnym niemowlęctwie z powodu niewydolności wątroby)

• Częstość występowania 1:60000 urodzeń

• Dziedziczenie autosomalne recesywne

• Gen GALK – sklenowany w 1995r

1. OBJAWY GALAKTOZEMII KLASYCZNEJ:

   • Wymioty, biegunka

   • Pogorszenie stanu ogólnego

   • Powiększenie wątroby i śledziony

   • Żółtaczka, zaburzenia krzepnięcia krwi

   • Do odległych powikłań choroby należą:

     • Zaćma

     • Niedobór wzrostu

     • Zaburzenia w rozwoju intelektualnym oraz rozwoju mowy

     • U dziewczynek dochodzi niewydolność hormonalna jajników

2. Podłoże biochemiczne galaktozemii

   • Galaktoza glikoliza

1. PODŁOŻE MOLEKULARNE GALAKTOZEMII

   • GALK1 – galaktokinaza – chromosom 17p24, 8 eksonów, 7 intronów

   • GALAK2 – izoforma glaktokinazy – chromosom 15

   • GALT – urudililotrasferaza – chromosom 9p13, 11eksonów, 10 intronów – klasyczna galaktozemia

   • GALE – 4’-epimeraza UDP-galaktozowa – chromosom 1p36

2. DIAGNOSTYKA

   • Oznaczenie aktywności enzymu (urydylilotransferazy galaktozo-1-fosforanu) w erytrocytach

   • Brak aktywności enzymu – rozpoznanie galaktozemii

   • Galaktozemię sugerują

     • Podwyższenie stężenia galaktozy w surowicy i moczu

     • Hipoglikemia, kwasica metaboliczna

     • Wzrost transaminaz w surowicy

3. LECZENIE

   • Eliminacja galaktozy z diety

     • Pokarm kobiety, mleko krowie oraz przetwory mleczne należy zastąpić preparatami mlekozastępczymi

   • Leczenie dietetyczne chorego dziecka wymaga edukacji i zaangażowania całej rodziny. O znaczeniu diety i następstwach jej nieprzestrzegania należy dokładnie poinformować dziadków, którym (jak wskazują obserwacje) najtrudniej jest zrozumieć, że dziecko może wychować się bez mleka, czekolady, lodów itp.

   • W galaktozemii nie ma miejsca na „od czasu do czasu”, czy tylko jestem raz. Każda porcja mleka lub jego pochodnym jest szkodliwa, pomimo że bezpośrednio po spożyciu tego nie widać. Kumulacja błędów dietetycznych prowadzi przede wszystkim do upośledzenia umysłowego

4. METABOLIZM GALAKTOZY W KLASYCZNEJ GALAKTOZEMII

1. PRODUKTY NIEDOZWOLONE DO SPOŻYCIA:

   • Produkty mleczne i pochodne produkty w których jest stosowane mleko

   • Podroby – pasztety, pasztetowa, parówki

   • Jarzyny strączkowe – fasola, groch, bób, soczewica

   • Produkty sojowe powstałe w procesie fermentacji (sos sojowy)

   • Owoce o dużej zawartości galaktozy – figi, winogrona, papaja, melon miodowy

2. PRODUKTY DOZWOLONE DO SPOŻYCIA:

   • Mieszanki mlekozastępcze

   • Mięso: wieprzowe, wołowe, cielęce, królicze, drób, jaja

   • Tłuszcze: oleje roślinne, smalec, margaryny roślinne

   • Produkty mączne: mąka, makaroy, kasze, pieczywo bezmleczne

   • Cukier

   • Owoce o małej zawartości galaktozy: morele, grejpfruty, pomarańcze, jabłka, banany, kiwi, gruszki

   • Warzywa o małej zawartości galaktozy: ziemniaki, marchew, kalafior, brokuły, kapusta

   • Orzechy

3. LECZENIE GALAKTOZEMII – LEKI

   • Laktoza – szerokie zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym

   • Zawierają ją leki – tabletki, drażetki i syropy. Nieaktywny składnik leku – często nie wymieniony w składzie umieszczonym na ulocie

   • Przed zakupem leku zawsze sprawdzić czy w jego skład wchodzi laktoza. Jeśli tk, to czy istnieje on w innej formie, nie zawierającej tego cukru (np. w kroplach, czopkach)

   • Jeśli zalecany lek występuje wyłącznie w postaci zawierającej laktozę, a leczenie jest krótkotrwałe, dopuszczalne jest jego zastosowanie (wybór „wyższej konieczności”)

   • Antybiotyki w postaci zawiesin nie zawierają laktozy

1. CHOROBY LIZOSOMALNE

   • Mukopolisaharydozy (MPS)

   • Glikoproteinozy (oligosachardozy)

   • Sfingolipidozy

   • Inne lipidozy

   • Glikogenozy spichrzowe

   • Mnogie niedobory enzymatyczne

   • Zaburzenia transportu lizosomalnego

   • Inne choroby wywołane defektami białek lizosomów

1. CHOROBY LIZOSOMALNE SPICHRZENIOWE (LChS)

• Zaburzenia kwaśnej hydrolizy endogennych substancji wielkocząsteczkowych w lizosomach

• Choroby monogenowe autosomalne recesywne

• Z wyjątkiem trzech: choroby Huntera, Fabry’ego i Danona – dominujące sprzężone z płcią

• Od czasu identyfikacji pierwszego niedoboru enzymu lizosomalnego (choroba Pompego, 1963r) opisano ponad 40 LChS

• Lizosom zawiera wiele enzymów hydrolitycznych i jest otoczony błoną posiadającą system transportujący cząsteczki między światłem lizosomu a cytozolem oraz pompę protonową (wodniczkową)

• każda komórka eukariotyczna, z wyjątkiem erytrocytów ma lizosomy

• najbogatsze w lizosomy są komórki fagocytujące znajdujące się w dużych ilościach w śledzionie i wątrobie

1. PRZEMIANY LIZOSOMÓW W KOMÓRCE

1. PATOFIZJOLOGIA

• Synteza i „obróbka” hydrolaz lizosomalnych jest wieloetapowa, dlatego upośledzenie ich funkcji może mieć wiele przyczyn

• Mogą to być wrodzone zaburzenia syntezy lub fałdowania enzymów, ich aktywacji (np. przy braku sapozyn) lub przemieszczania enzymów; ten ostatni defekt stwierdza się w 2 mukolipizodach:

  • Mukolipizozie II, czyli chorobie wtrętów wewnątrzkomórkowych

  • Mukolipidozie III

• Ponadto choroby te mogą być skutkiem zaburzeń białek błonowych, tak jak w cystynozie, chorobie Niemanna i Picka typu C oraz w niemowlęcym spichrzaniu kwasu sialowego

1. OBJAWY:

   • Powiększenie organów wątroby i śledziony

   • Postępujące zaburzenia neurologiczne

   • Zaburzenia kostnienia szkieletu

   • Praktyczne we wszystkich mukopolisacharydozach występuje uogólnione zajęcie tkanek pochodzenia mezenchymalnego

CHOROBA	NIEDOBOROWY ENZYM	GŁÓWNY NARZĄD ZAJĘTY CHOROBĄ	PODSTAWOWE OBJAWY KLINICZNE
Choroba Gauchera	Kwaśna beta – glukozydaza	Układ siateczkowo – śródbłonkowy	Powiększenie wątroby i śledziony, objawy kostne, pancytopenia
Choroba Fabry’ego	Alfa – galaktozydaza A	Komórki śródbłonka naczyń, mięsień sercowy	Niewydolność nerek, ból kończyn i głowy, zmiany skórne, kardiomiopatia, powiększenie serca, zaburzenia rytmu, niewydolność serca
Choroba Pompego	Alfa – glukozydaza	Mięsień sercowy, komórki mięśni szkieletowych	Powiększenie serca, osłabienie siły mięśni szkieletowych
Mukopolisacharydoza VII (Sly’a)	Beta – glukuronidaza	Komórki tkanki łącznej, układu siateczkowo – śródbłonkowego, neurony	Wady szkieletowe, powięszkenei wątroby i śledziony, opóźnienie umysłowe
Choroba Niemanna i Picka typ B	Kwaśna sfingomielinaza	Układ siateczkowo – śródbłonkowy	Powiększenie wątroby i śledziony, niewydolność oddechowa, dyslipidemia
Choroba Wolmana	Kwaśna lipaza	Wątroba	Powiększenie wątroby i śledziony, biegunka tłuszczowa, zaburzenia wchłaniania, przebieg śmiertelny jeżeli początek przed 1 rokiem życia
Choroba spichrzania estrów cholesterolu	Kwaśna lipaza	Wątroba	Powiększenie wątroby, zaburzenia wchłaniania, żółtaki skóry

1. CZĘSTOŚĆ WYSTĘPOWANIA

   • Wszystkie LChS charakteryzują się znaczną zmiennością fenotypu

   • Częstość występowania wszystkich chorób lizosomalnych łącznie szacuje się na 1:7000 do 1:8000

   • W Polsce wynosi ona 1:23000 żywych urodzeń

2. DIAGNOSTYKA

   • W praktyce klinicznej rozpoznawanie chorób lizosomalnych, w zależności od rodzaju choroby, opiera się:

     • na badaniu aktywności określonych enzymów lizosomalnych

     • chemicznym wykazaniu obecności nierozłożonego substratu

     • badaniu histochemicznym wykrywającym białka błonowe

     • analiza molekularnej

     • i pomocniczo na badaniu mikroskopowym

3. ENZYMATYCZNA TERAPIA ZASTĘPCZA

   • Pierwsze skuteczne leczenie w chorobach lizosomalnych

   • Choroba Gauchera – poprzez enzymatyczną terapię zastępczą – Brady’ego i wsp. W USA w 1991r

   • Beta – glukozydaza, enzym niedoborowy w tej chorobie, nie jest pobierany przez receptory M6 – P

   • Potrzebna była jego modyfikacja, polegająca na usunięciu glikozylacji, co spowodowało ujawnienie reszty M6-P i dzięki temu pobieranie enzymu

4. LECZENIE SUBSTYTUCYJNE CHORYCH NA CHOROBĘ GAUCHERA

   • W Polsce chorzy są leczeni od 1995r

   • Aktualnie wszyscy chorzy z potwierdzoną enzymatycznie chorobą otrzymują lek