НАРУШЕНИЯ АМИНОКИСЛОТНОГО ОБМЕНА: понятие, классификация

Полипептиды и белки представляют собой полимеры аминокислот. Почти все аминокислоты, за исключением восьми, называемых незаменимыми, могут синтезироваться в организме человека.

 

В организме аминокислоты содержатся в основном в составе белков, хотя в клетках, плазме, СМЖ, содержимом ЖКТ и почечных канальцев имеется небольшое количество свободных аминокислот. Аминокислоты — это не просто «строительный материал».

Некоторые из них (глицин, глутаминовая кислота, ГАМК) являются медиаторами. Другие (фенилаланин, тирозин, триптофан, глицин) — предшественники гормонов, коферментов, пигментов и азотистых оснований. Каждая аминокислота имеет свой путь катаболизма; ее азотистые и углеродные компоненты используются для синтеза других аминокислот, углеводов и липидов.

Известно более 70 видов нарушений аминокислотного обмена. Почти 60 из них представляют собой нарушения катаболизма аминокислот, которым и посвящена данная глава, а оставшиеся 10 — нарушения транспорта аминокислот.

Это редкие болезни: их распространенность колеблется от 1:10 000 (цистинурия, фенилкетонурия) до 1:200 000 (гомоцистинурия, алкаптонурия), хотя их общая частота не так уж и мала и составляет 1 на 500—1000 новорожденных.

 

Почти все болезни получили свое название от вещества, которое накапливается в крови или моче в наибольшей концентрации.

При одних болезнях накапливаются сами аминокислоты, а при других (органических ацидемиях) — продукты их распада, в зависимости от того, какая именно стадия обмена блокирована, обратимы ли предшествующие реакции и существуют ли альтернативные метаболические пути.

Для одних аминокислот, например серосодержащих или разветвленных, известно множество нарушений, практически на каждой стадии обмена, а для других описано лишь несколько нарушений.

Многие болезни биохимически и генетически неоднородны. Так, выделено четыре формы гиперфенилаланинемии, семь форм гомоцистинурии и семь форм метилмалоновой ацидемии.

Нарушения аминокислотного обмена проявляются по-разному. Некоторые из них, например саркозинемия или гиперпролинемия, протекают бессимптомно. Другие, такие, как полная недостаточность орнитинкарбамоилтрансферазы или дегидрогеназы разветвленных α-кетокислот, без лечения приводят к смерти новорожденного.

Большинство таких болезней проявляются неврологическими нарушениями: умственной отсталостью, эпилептическими припадками, нарушениями сознания и поведенческими расстройствами. Для нарушений цикла мочевины характерны рвота после приема белковой пищи, неврологические расстройства и гипераммониемия. Нарушения обмена разветвленных аминокислот могут проявляться метаболическим кетоацидозом, часто в сочетании с гипераммониемией. Некоторые болезни сопровождаются поражением печени, почечной недостаточностью, изменениями кожи и глаз.

Проявления многих болезней можно предотвратить или ослабить при условии своевременной диагностики и лечения (диеты с ограничением белка и отдельных аминокислот, витаминотерапия). С этой целью проводят массовые обследования новорожденных для выявления некоторых нарушений аминокислотного обмена с помощью химических и микробиологических (метод Гатри) анализов крови или мочи. Для подтверждения диагноза определяют активность ферментов в лейкоцитах, эритроцитах или культуре фибробластов.

Известные мутации при фенилкетонурии, недостаточности орнитинкарбамоилтрансферазы, цитруллинемии, гиперорнитинемии с кольцевидной атрофией сетчатки, пропионовой и метилмалоновой ацвдемиях выявляют молекулярно-генетическими методами. По мере выявления новых мутаций будет проводиться генодиагностика и других болезней.

При некоторых болезнях, таких, как болезнь кленового сиропа, изовалериановая ацидемия, пропионовая ацидемия, метилмалоновая ацидемия, гомоцистинурия, цистиноз, фенилкетонурия, недостаточность орнитинкарбамоилтрансферазы, цитруллинемия и аргининянтарная ацидурия, возможна пренатальная диагностика с помощью химического анализа околоплодных вод или исследования культуры амниоцитов химическими, биохимическими и молекулярногенетическими методами.

Пренатальная диагностика позволяет не только предсказать генотип плода и успокоить будущих родителей, но и успешно лечить больных новорожденных.

Классификация

Характеристика отдельных нарушений аминокислотного обмена.

Ароматические и гетероциклические аминокислоты

• Фенилкетонурия типа I (легкие и тяжелые формы). Симптомы: — Гипопигментация кожи и волос, зудящий дерматит
• Фенилкетонурия типа II
• Фенилкетонурия типа III
• Злокачественная гиперфенил аланинемия
• Тирозинемия типа I (гепаторенальная). Симптомы: — Цирроз печени, печеночная недостаточность, поражение почечных канальцев, рахит. Симптомы: — Кератодермия, болезненные эрозии роговицы, светобоязнь
• Тирозинемия типа II (кожно-глазная)
• Тирозинемия типа III
• Хокинсинурия. Симптомы: — Задержка физического развития, метаболический ацидоз у грудных детей, тонкие волосы
• Алкаптонурия. Симптомы: — Охроноз, артрит
• Полный альбинизм (кожно-глазной). Симптомы: — Гипопигментация волос, кожи, глазного дна
• Глазной альбинизм. Симптомы: — Гипопигментация глазного дна
• Триптофанурия с карликовостью. Симптомы: — Фотодерматоз, карликовость
• Ксантуреновая ацидурия
• Гистидинемия. Симптомы: — Тугоухость, нарушения речи
• Уроканатурия
• Формиминоглутаматурия

Глицин и иминокислоты

• Глицинемия без кетоза
• Саркозинемия
• Первичная оксалурия типа I. Симптомы: Оксалатные мочевые камни, ПН
• Первичная оксалурия типа II. Симптомы: Оксалатные мочевые камни, ПН
• Гиперпролинемия типа I
• Гиперпролинемия типа II
• Гидроксипролинемия
• Иминопептидурия

Серосодержащие аминокислоты

• Гиперметионинемия
• Гомоцистинурия. Симптомы: Подвывих хрусталиков, остеопороз, тромбозы
• Гомоцистинурия с метилмалоновой ацидемией типов cbl С и cbl D. Симптомы: Мегалобластная анемия
• Г омоцистинурия с метилмалоновой ацидемией типа сbl F
• Гомоцистинурия типа cbl Е. Симптомы: Мегалобластная анемия
• Гомоцистинурия типа cbl G. Симптомы: Мегалобластная анемия
• Цистатионинурия
• Цистиноз. Симптомы: Синдром Фанкони, ПН, светобоязнь
• Сульфоцистеинурия. Симптомы: Подвывих хрусталиков

Положительно заряженные аминокислоты

• Лизинемия
• Сахаропинурия
• Альфа-кетоадипиновая ацидурия
• Глутаровая ацидурия I типа. Симптомы: Прогрессирующая дистония и атетоз
• Глутаровая ацидурия II типа. Симптомы: Гипогликемия, ацидоз, запах «потных ног», мышечная гипотония, жировая дистрофия печени и почек
• Гиперорнитинемия, гипераммониемия, гомоцитруллинурия
• Гиперорнитинемия с кольцевидной атрофией сетчатки. Симптомы: Кольцевидная атрофия сетчатки

Цикл мочевины

• Недостаточность аммиакзависимой карбамоил фосфатсинтетазы (наследственная гипераммониемия типа I)
• Недостаточность N-ацетилтрансферазы аминокислот (наследственная гипераммониемия типа IA)
• Недостаточность орнитинкарбамоилтрансферазы (наследственная гипераммониемия типа II)
  Цитруллинемия
• Аргининянтарная ацидурия
• Аргининемия

Разветвленные аминокислоты

• Гйпервалинемия
• Лейцин-изолейцинемия
• Болезнь кленового сиропа (классическая). Симптомы: Моча с запахом «кленового сиропа»
• Болезнь кленового сиропа (перемежающаяся)
• Изовалериановая ацидемия. Симптомы: Запах «потных ног»
• Бета-метил кротонилглицинурия
• Бета-гидроксиметилглутаровая ацидурия
• Альфа-метилацетоуксусная ацидурия
• Пропионовая ацидемия типов I и II
• Множественная карбоксилазная недостаточность
• Метилмалоновая ацидемия
• Метилмалоновая ацидемия типа cbl А
• Метилмалоновая ацидемия типа cbl В