Metabolizm stanowi wszystkie procesy chemiczne toczące się w komórkach organizmu. Często przeciwstawne względem siebie procesy pozostają w równowadze, która umożliwia zaspokojenie podstawowych potrzeb, dostarczenie energii, tlenu, składników pokarmowych. Jak wykrywać choroby metaboliczne? Jakie są ich objawy? Czy można wyleczyć chorobę metaboliczną?
Co to są choroby metaboliczne?
O chorobie metabolicznej mówimy, gdy nieprawidłowo przebiegające reakcje chemiczne zaburzają naturalne procesy metaboliczne organizmu. Choroby metaboliczne doprowadzają do zachwiania kruchej równowagi i choć często winowajcą jest jeden mały enzym (specjalne białko odpowiedzialne za prawidłowy przebieg reakcji chemicznych) to ich konsekwencje mogą być ogromne dla całego ciała. Objawy są często mało specyficzne, mogą dotyczyć każdego organu i prowadzą do licznych efektów ubocznych.
Przyczyny chorób metabolicznych
Choroby metaboliczne można podzielić na wrodzone oraz nabyte. Wrodzone wady metaboliczne są schorzeniami dziedzicznymi, zwykle autosomalnie recesywnie. Oznacza to, że by doszło do manifestacji choroby dziecko musi odziedziczyć dwie kopie wadliwego genu, jeden od matki, a drugi od ojca. Powoduje to, że są to choroby występujące stosunkowo rzadko.
Czy wiesz że: wiele tych chorób charakteryzuje się heterogennością genetyczną, to znaczy, że nawet w obrębie rodziny, wada metaboliczna może objawiać się na różne sposoby u różnych członków rodziny dotkniętych taką samą wadą?
Nabyte choroby metaboliczne wywołane są zaburzeniem równowagi procesów metabolicznych. Niektóre choroby, jak np. przewlekła choroba nerek oraz inne schorzenia dotyczące tego narządu, w konsekwencji długotrwałego wpływu na organizm mogą powodować wtórne zaburzenia metabolizmu. Z drugiej strony, cukrzyca, czy też dna moczanowa, choć określane jako nabyte choroby metaboliczne z racji tego, że ujawniają się u osób dorosłych to w swojej etiologii mają znaczący komponent genetyczny.
Choroby metaboliczne u dzieci
Wrodzone wady metaboliczne stanowią grupę ok. 2 tysięcy, dziedziczonych genetycznie, wad metabolicznych zlokalizowanych w obrębie różnych ścieżek metabolizmu. Klinicznie mogą ujawnić się w każdym wieku, a ich objawy są zróżnicowane i mogą dotyczyć każdego narządu. Co więcej, brak charakterystycznych objawów mogących nasuwać silne podejrzenie wrodzonego błędu metabolicznego.
Obecnie, w Polsce i na świecie, dostępne są badania przesiewowe wykonywane u wszystkich noworodków w Polsce pod kątem diagnostyki wybranych, najczęściej występujących wrodzonych wad metabolizmu. Obecnie badania przesiewowe w Polsce obejmują 28 chorób:
- Wrodzona niedoczynność tarczycy WNT
- Wrodzony przerost nadnerczy WPN
- Mukowiscydoza CF
- Fenyloketonuria /hiperfenyloalaninemia PKU/HPA
- Choroba syropu klonowego MSUD
- Homocystynuria HCY
- Cytrulinemia typu I, typu II CIT I, CIT II
- Tyrozynemia (przejściowa noworodkowa, typuI, typu II, typu III) TYR I, TYR II
- Deficyt MCAD MCADD
- Deficyt LCHAD LCHADD
- Deficyt mitochondrialnego białka trójfunkcyjnego TFP
- Deficyt VLCAD VLCADD
- Aciduria glutarowa typu II (deficyt wielu dehydrogenaz acylo-Co GA II (MADD)
- Deficyt CPT I CPT I
- Deficyt CPT II CPT II
- Deficyt translokazy karnityny CACT
- Deficyt transportera karnityny (pierwotny deficyt karnityny) CTD/CUD
- Deficyt liazy 3-hydroksy-3-metyloglutarylo- -CoA HMG
- Acyduria glutarowa I GA I
- Acyduria propionowa PA
- Acyduria metylomalonowa MMA
- Acyduria izowalerianowa IVA
- 3-metylokrotonyloglicynuria MCC
- Deficyt wielu karboksylaz MCD
- Argininemia (ARG)
- Acyduria argininowo-bursztynianowa ASA
- Deficyt biotynidazy BIOT
- Galaktozemia GAL
Rodzaje chorób metabolicznych
Z racji skomplikowania oraz dużej ilości przeróżnych szlaków enzymatycznych w ludzkim ciele, podział chorób metabolicznych może nastręczać trudności. Wrodzone wady metaboliczne mają 4 możliwości rozwoju, uzależnione od rodzaju i miejsca wady w przebiegu reakcji chemicznej.
- Kumulacja metabolitu pośredniego, kiedy wada dotyczy enzymu, który rozkłada owy związek. Reakcja nie może dojść do skutku ponieważ uszkodzony jest enzym odpowiedzialny za przekształcanie związku chemicznego A w związek B. W konsekwencji nie może zajść do końca reakcja niezbędna do produkcji związku B, który powinien być wykorzystany w dalszych reakcjach i gromadzi się związek A, który jest niepotrzebny i nie jest w żaden sposób utylizowany przez organizm.
- Niedobór ostatecznego produktu szlaku metabolicznego, jest to sytuacja podobna do tej opisanej powyżej, w której wadliwa reakcja nie doprowadza do powstania potrzebnego produktu, z tą różnicą, że nie dochodzi do kumulacji zbędnych produktów reakcji chemicznej.
- Synteza nieprawidłowego lub mniej wydajnego produktu. Nieprawidłowy enzym funkcjonuje i jest w stanie przeprowadzić do końca reakcję chemiczną. W zależności od tego czy produkt końcowy funkcjonuje czy nie, objawy mogą być bardziej lub mniej nasilone.
- Brak możliwości transportu zsyntetyzowanego produktu. Niezależnie od tego czy produkt reakcji chemicznej został wytworzony prawidłowy, czy pełni swoją funkcję w 100% czy też nie, jeżeli niemożliwy jest jego transport do miejsca docelowego to nie będzie on pełnił swojej funkcji i brak ten spowoduje wystąpienie objawów.
Z racji dużej różnorodności procesów metabolicznych, spektrum chorób jest równie szerokie. Wyróżniamy następujące grupy chorób:
- Zaburzenia metabolizmu aminokwasów – aminokwasy stanowią materiał budulcowy dla białek.
- Zaburzenia metabolizmu energetycznego – całokształt reakcji chemicznych odpowiedzialnych za wytwarzanie energii potrzebnej do zasilania podstawowych procesów takich jak oddychanie, praca mięśni itp.
- Zaburzenia metabolizmu węglowodanów – węglowodany to cukry, m.in. glukoza, która stanowi podstawowe źródło energii dla większości komórek ciała.
- Zaburzenia metabolizmu pentoz – szlak pentozy jest niezbędny do produkcji rybozy, cukru będącego składnikiem budulcowym DNA.
- Zaburzenia metabolizmu tłuszczów.
- Choroby lizosomalne.
- Choroby perksysomalne.
- Zaburzenia metabolizmu puryn i pirimidyn – podobnie jak pentozy, puryny i pirymidyny stanowią niezbędne składniki budujące DNA.
Jak widać z powyższej listy, spektrum chorób może obejmować w zasadzie każdy proces chemiczny w organizmie. Pod każdym podpunktem kryją się dziesiątki, a czasem setki chorób, czasem ultrarzadkich. W zależności od stopnia i poziomu zaburzeń różniące się diametralnie obrazem klinicznym, tym niemniej zawsze wprowadzające duży zamęt w równowagę chemiczną ustroju.
Leczenie chorób metabolicznych
Leczenie wad metabolizmu zależy od choroby. W przypadku wrodzonych wad metabolizmu często leczeniem z wyboru bywa dieta eliminacyjna (np. w fenyloketonurii).
Zapamiętaj: Choroby metaboliczne zaburzają procesy metaboliczne oraz prawidłowe funkcjonowanie organizmu.
Do innowacyjnych terapii należy leczenie substytucyjne tz. substytucyjna terapia enzymatyczna, która polega na podawaniu wadliwego enzymu, oraz przeszczepienia komórek macierzystych. Prowadzone są badania naukowe nad terapią genową mającą na celu naprawę materiału genetycznego i tym samym niedopuszczenie do wystąpienia defektu na pierwszym miejscu.
Podsumowując, choroby metaboliczne stanowią dużą i różnorodną grupę. Duża ich liczba to rzadkie wrodzone wady metaboliczne, które występują głównie u dzieci. Ich objawy są mało specyficzne i mogą się bardzo różnić ale zwykle są poważne i mają znaczący wpływ na funkcjonowanie organizmu. Nabyte choroby metaboliczne ujawniają się u osób dorosłych, ale często u ich podstaw leży skłonność genetyczna. Ponadto, wiele chorób ogólnoustrojowych np. dotyczących nerek powoduje zaburzenia metabolizmu. Leczenie zawsze powinno być ukierunkowane na przyczynę. Obecnie wraz z postępem nauki lekarze mają coraz więcej możliwości leczenia wrodzonych chorób metabolizmu.