IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Энзимопатии (энзим[ы] + греч. pathos страдание, болезнь; синоним ферментопатии) - общее название болезней, в основе которых лежит молекулярная обусловленная патология, развивающихся вследствие отсутствия или снижения активности тех или иных ферментов - белков, которые выполняют функцию специфических катализаторов превращения веществ в организме. [8]

Среди них различают два класса:

1. Ферментопатии, обусловленные мутациями структурных генов, при которых генная мутация ведёт к изменению первичной структуры молекулы фермента и его активности;

2. Ферментопатии, вызываемые мутациями регуляторных ферментов, при которых нарушаются скорость синтеза фермента или условия его функционирования. [5]

Изучение явлений наследственности на молекулярном уровне с применением биохимических и физических методик позволило раскрыть первичные механизм действия генов. Одним из наиболее важных обобщений в этой области стала теория, согласно которой первичное действие генов состоит в том, что они программируют биосинтез ферментов по принципу «один ген - один фермент». При этом предполагается, что ферментные системы контролируются соответствующими комплексами генов изменение гена, влечёт за собой цепь процессов, а именно: изменяется или выпадает фермент, что приводит к выпадению соответствующей ступени метаболической реакции и затем, как следствие, к изменению или нарушению развития отдельных признаков организма. [5]

Особенностью течения наследственных ферментопатий является наличие скрытого периода, когда болезнь не имеет выраженных клинических симптомов, но может быть заподозрена или установлена на основании биохимических исследований крови, мочи или кала. Со временем в связи с ферментативным дефектом в организме накапливаются промежуточные продукты обмена веществ, нарушающие функцию тех или иных органов, что обусловливает появление клинических признаков болезни. Обычно первые клинические симптомы наследственных энзимапатий. обнаруживаются в раннем детском возрасте, однако в ряде случаев болезнь клинически проявляется у детей более старшего возраста или у взрослых.[2] Проявления зависят от характера нарушения того или иного вида обмена веществ.

На основании особенностей нарушений обмена веществ условно выделяют несколько групп наследственных энзимопатий. Нарушения аминокислотного обмена составляют самую большую группу. Патогенез обусловлен недостаточностью того или иного фермента, участвующего в обмене аминокислот. Общими нарушениями для всей этой группы являются аминоацидурия (выделение аминокислот с мочой) и ацидоз тканей. Аминокислотные ферментопатии делят на два класса:

1. Истинные, обусловленные дефицитом определённого специфического фермента (феникетонурия, тирозиноз, гомоциснурия, гистидинемия и др.);

2. Транспортные, в основе которых лежит патология клеточных мембран (цистинурия, пролинурия, синдром Лоу, болезнь Гартнера и др.). [5]

К наследственным болезням углеводного обмена относят гликогенозы, галактоземию, некоторые формы диабета сахарного и др. Среди них можно выделить болезни, обусловленные мутациями генов, кодирующих ферменты, которые учувствуют в расщеплении моно- и дисахаридов (галактоземия, фруктозурия). Гликогенозы – группы заболеваний, обусловленных отсутствием или недостаточностью одного из ферментов, катализирующих разрушение депонированного гликогена. Гликоген наиболее интенсивно накапливается в тех органах, в которых он синтезируются, то есть в печени, почках и мышцах. В зависимости от того, какой орган наиболее вовлечён в патологический процесс, различают формы гликогеноза (сердечная форма, мышечный синдром, цирроз печени). Преобладание симптомов гипогликемии может привести к развитию синдрома «смерть в колыбели». [5]

Наследственные дефекты обмена липидов делят на две группы: липидозы или сфинголипидозы – болезни нарушенного катаболизма структурных липидов, приводящего к накоплению сфинголипидов клетках разных тканей; болезни с нарушением обмена липопротеидов содержащихся в крови. Клиническая картина характеризуется прогрессирующим слабоумием, двигательными расстройства, поражение костей, внутренних органов, (печени, селезёнки, почек), кожи сетчатки глаза. К липидозам относят болезнь Тея – Сакса (ранняя детская амавротическая идиотия, проявляющаяся на первом году жизни прогрессирующим снижением зрения вплоть до слепоты, задержкой психического развития, центральными параличами, повышенной чувствительностью к звуковым раздражителям). [4]

Наследственные болезни пуринового и пиримидинового обмена могут включать в себя некоторые формы подагры, синдром Леша-Найхана (возникает при недостаточности гипоксантин фосфорибозилтрансферазы и характеризуется накоплением мочевой кислоты в тканях, повышенным выведением ее с мочой, развитием умственной отсталости) и др.[6]

Приобретенные энзимопатиимогут быть связаны с недостаточной продукцией как одного (моноэнзимопатии), так и нескольких (полиэнзимопатии) ферментов кишечного сока. Они сопровождаются вздутием кишечника (метеоризм), диареей и ведут к другим проявлениям синдрома малдигестии.

Развитие болезни всегда связано с нарушением функции определённых клеток организма. На сегодняшний день достаточно подробно можно описать то, что происходит при «поломке» в клетке, но, к сожалению, не всегда можно выяснить, по какой именно причине произошёл данный сбой.

Галактеземия встречается с частотой 1:100 000. В основе этого заболевания лежит недостаточность фермента галактозо-1-фосфатуридилтрасфераза (ГТФ), переводящего галктозо-1-фосфат в уридин-дифосфогалактозу. Галактоза поступает в организм с молочными продуктами (лактозой). В результате недостаточности фермента ГТФ происходит накопление галактозы и галктозо-1-фосфата в крови и разных тканях, выделение их с мочой, накопление в хрусталике галактитола (производные галактозы). Позже происходит нарушение обмена глюкозы в печени, почках, головном мозге вследствие угнетения активности фермента фосфоглюкомутазы. В крови снижается содержание глюкозы, а моче появляются аминокислоты (метионин, цистеин и др.). [1]

Заболевание развивается после рождения при вскармливании младенца молоком, с которым поступает лактоза – источник неметаболируемой галактозы. В 90% случаев выявляется гепатомегалия, в 78% - желтуха, в 54% - анорексия и снижение массы тела, в 42% - катаракта, а также рвота, вздутие живота, летаргия, асцит, бледность кожных покровов, диарея. Иногда наблюдаются формы, когда лишь гепатомегалия, катаракта и задержка психомоторного развития и позволяют заподозрить галактоземию.

При несвоевременном лечении пациенты обычно погибают в первые месяцы жизни от сопутствующих инфекциях или печёночной недостаточности, у выживших развивается ядерная катаракта и умственная отсталость. При рано начатом лечении диетой дети могут развиваться нормально. С этой целью разработаны специальные наборы продуктов для вскармливания. [5]

Алкаптонурия – наследственное заболевание, характеризующееся расстройством обмена тирозина и экскрецией с мочой большого количества (до 4 – 8 г и более в сутки) гомогентизиновой кислоты – встречается довольно редко (3 - 5: 100 000). Заболевание является следствие генетического дефекта оксидазы, катализирующей превращение гомогентизиновой кислоты в ацетоуксусную и фумаровую кислоту.

Для данного заболевание характерно изменение цвета мочи через некоторое время: она чернеет вследствие окисления содержащейся в ней гомогентизиновую кислоту. [1]

Фенилкеторнурия –описана в 1934 году под названием «Фенилпировинограднаяимбецильность». Редкое наследственное заболевание группы ферментопатий, связанное с нарушением метаболизма аминокислот. Фенилаланин принадлежит к числу незаменимых аминокислот. Только часть используется для синтеза белков; основное количество этой аминокислоты окисляется до тирозина. Если фермент фенилаланингидроксилаза неактивен, то фенилаланин не превращается в тирозин, а накапливается в сыворотке крови в больших количествах в виде фенилпировиноградной кислоты (ФПВК), которая выделяется с мочой и потом, вследствие чего от больных исходит «мышиный запах. [1]

У всех детей заболевание проявляется на первом году жизни, в возрасте 1 - 9 месяцев, отставанием нервно-психического развития. ФПВК является нейротропным ядом, в результате чего повышается возбудимость и тонус мышц, развивается гиперрефлексия. Умственная отсталость выявляется почти у всех больных ФКУ уже к возрасту одного года. Слабоумие достигает степени имбецильности или идиотии и ведёт к тяжёлой инвалидизации. Другим частым признаком заболевания является судорожный синдром. Судороги начинаются в возрасте 6-10 месяцев, с возрастом они спонтанно уходят. Позже присоединяются нарушения высшей нервной деятельность, умственная отсталость, микроцефалия, для ребёнка характерна поза «портного». У 80-90% больных наблюдается дефект пигментации: светлые волосы, голубой цвет радужной оболочки глаз, не редки экземы, дерматиты. [6]

Фруктоземия относится к генетически обусловленным ферментопатиям. Заболевание связано с наследственной недостаточностью фруктозо-1-фосфатальдолазы, накопление в тканях фруктозо-1-фосфата, нарушением распада и синтеза глюкозы. Данные ферменты располагаются в клетках печени и принимающие непосредственное участие в обмене фруктозы. [4]

Основные симптомы заболевания – отвращение к пищи, содержащие фруктозу, рвота, гепатомегалия, желтуха, судороги, обусловленные глипогликемией. Фруктоземия проявляется в период введения в пищу грудным детям фруктовых соков и пюре; при раннем искусственном вскармливании. Без лечения дети погибают на 2-6 месяце жизни вследствие кахексии, дигидратации и печёночной недостаточности. [7]

Для выявления наследственной патологии обмена веществ необходимо целенаправленное, углубленное клинико-лабораторное обследование. Важным методом диагностики ферментопатий является исследование ферментативной активности клеток. Генетический дефект обнаруживается при её снижении или отсутствии. В практике медицинской генетике непосредственного исследования ферментативной активности клеток ограничиваются необходимостью биопсии тканей. Но при некоторых энзимопатиях производится биопсия печени или других органов.

Эффективность лечения определяется главным образом двумя факторами: сведениями об изменениях обмена веществ при наследственных заболеваниях и наличием средств, способных корригировать нарушенные процессы метаболизма. Изучаемые заболевания могут быть условно разделены на две группы: заболевания, при которых возможна патогенетическая терапия, и заболевания, терапевтические мероприятия ограничены симптоматическими средствами. [6]

Также важное значение приобретают вопросы профилактики и медико – генетического консультирования при наследственных заболеваниях обмена веществ. Для этого в каждом конкретном случае необходимо проводить тщательный генеалогический анализ, выявление гетерозиготных носителей мутантного гена и раннюю диагностику заболевания.важную роль в выявление гетерозиготного носительства отводится биохимическим методам, показанием для использования которых служит клинические симптомы болезни у больного и данные генеалогического исследования.

Таким образом, биохимическая этика открыла широкие возможности для изучения патогенеза наследственных болезней и физиология развития аномальных признаков. Их первичные механизмы должны проявляться, как прекращение синтеза или изменение отдельных ферментов. Установление нарушенного звена метаболической реакции позволило во многих случаях раскрыть первичные званья патогенеза наследственных болезней и для некоторых из них найти эффективные методы лечения. [5]

Список литературы

1. Р.Г. Заяц // Медицинская биология и общая генетика [Электронный ресурс] — Электрон.текстовые данные.— Минск: Вышэйшая школа, 2012.— 188c.

2. Битуева А.В., Мангутова Е.В.// Методические рекомендации Современные методы исследований в биохимии, 2006, - С. 401

3. Барашнев Ю.И., Шилов А.В., Новиков П.В.//Вопросы охраны материнства – 1980, №12 –3- 7 с.

4. Ершов Ю.А. // Основы молекулярной диагностики. Метаболомика[Электронный ресурс] - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2016.- 40с.

5.Лильин Е.Т., Богомазов Е. А., Гофман – Кардошников П. Б.// Генетика для врачей. – 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Медицина, 1990. – 142-156с

6. Калинина Л. В., Гусев Е. И. // Наследственные болезни метаболизма и акоматозы с поражением нервной системы. – М.: Медицина, 1981 – 120-131с.

7. Козлова С. И., Семанова Е., Демикова Н. С., Блинникова Щ. Е. // Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование – 1987. – 145-163с.

8. Цыганенко А.Я., В.И. Жуков, В.В. Мясоедов, И.В. Завгородний. Клиническая биохи-мия (Учебное пособие для студентов медицинских вузов)- М.:ТриадаХ-2002, 503с

Код для цитирования: Скопировать