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.
Оглавление
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