Wrodzone choroby metaboliczne – jakie badania diagnostyczne wykonać?
Choroby metaboliczne są skutkiem mutacji w genach prowadzących do zablokowania jednego ze szlaków metabolizmu. W zależności od uszkodzonego genu niosą różne skutki kliniczne, od łagodnych i niemających wpływu na jakość życia, czego przykładem jest wcześnie wykryta i odpowiednio leczona fenyloketonuria, po bardzo ciężkie, skutkujące kalectwem, takie jak choroba Pompego. Z tego artykułu dowiesz się, jak dzielimy choroby metaboliczne, czym są one spowodowane oraz w jaki sposób można je zdiagnozować.
Co to jest metabolizm?
Metabolizm to bardzo złożony proces, w wyniku którego żywy organizm przyswaja niezbędne do prawidłowego funkcjonowania substancje odżywcze. Z prostych związków powstają związki złożone, takie jak białka, tłuszcze czy węglowodany. W momencie, gdy ulegają one rozpadowi, uwalniają energię niezbędną dla procesów życiowych. Wszystko to dzieje się za sprawą enzymów, witamin i hormonów kodowanych przez geny. Procesy te są ze sobą zsynchronizowane, a jakiekolwiek ich zaburzenie nie obywa się bez szkody dla naszego zdrowia. I może nieść konsekwencje w postaci chorób metabolicznych, takich jak cukrzyca, hiperlipidemia czy osteoporoza, które są nabytymi chorobami metabolicznymi. Zdecydowanie bardziej niebezpieczne dla zdrowia są jednak wrodzone choroby metaboliczne, które mogą prowadzić do poważnych powikłań, takich jak ciężkie upośledzenie a nawet śmierć dziecka.
Czym są wrodzone choroby metaboliczne i jak są dziedziczone?
Wrodzone choroby metaboliczne rozwijają się z powodu uszkodzeń w genach odpowiadających za prawidłowy przebieg procesów przemiany materii. Dotyczą one 1 na 2500 żywo urodzonych dzieci. Na skutek zablokowania jednego ze szlaków metabolicznych nie dochodzi do powstania potrzebnych dla funkcjonowania organizmu produktów. W zamian za to powstają produkty pośrednie, których nadmiar gromadzi się w tkankach, prowadząc do zaburzeń w funkcjonowaniu wielu narządów.
Większość chorób metabolicznych jest dziedziczona w sposób autosomalny recesywny. Oznacza to, że do ich ujawnienia się potrzebne są dwa uszkodzone geny odziedziczone od rodziców. Jeden uszkodzony gen nie skutkuje rozwinięciem się objawów choroby, ponieważ jego druga kopia zapewnia produkcję pełnowartościowego białka. Taka osoba jest wówczas jedynie nosicielem mutacji.
Przykłady chorób metabolicznych i ich przyczyn
Wrodzone choroby metaboliczne manifestują się różnymi objawami w zależności od uszkodzonego genu i miejsca zablokowania ścieżki metabolicznej. Zarówno leczenie, jak i diagnostyka w przypadku tego typu schorzeń są różne. Do najczęściej występujących wrodzonych chorób metabolicznych należą fenyloketonuria, alkaptonuria i hemochromatoza.
Fenyloketonuria
Jest to choroba metaboliczna spowodowana mutacją w genie PAH. Gen ten odpowiada za produkcję hydroksylazy fenyloalaninowej – enzymu, którego zadaniem jest przekształcenie aminokwasu – fenyloalaniny w tyrozynę. Brak tego enzymu prowadzi do kumulacji nieprzetworzonej fenyloalaniny w organizmie, głównie w układzie nerwowym. Obserwowany jest także niedobór tyrozyny. Nieleczona fenyloketonuria może opóźnić rozwój umysłowy i spowodować nieodwracalne zaburzenia neurologiczne. Odpowiednio wcześnie zdiagnozowana umożliwia jednak wprowadzenie diety ubogiej w fenyloalaninę, co chroni układ nerwowy przed poważnymi uszkodzeniami. Diagnostyka fenyloketonurii opiera się na badaniu genetycznym potwierdzającym obecność mutacji w genie PAH.
Alkaptonuria
Jest to choroba wynikająca z braku enzymu, jakim jest oksydaza kwasu homogentyzynowego. W przypadku tego schorzenia na skutek mutacji w genie HGD (zlokalizowanym na 3 chromosomie) nie dochodzi do produkcji oksydazy homogentyzynowej i kwas homogentyzynowy gromadzi się w tkankach, ponieważ nie jest przekształcany w fenyloalaninę i tyrozynę. Alkaptonuria jest przyczyną m. in. zwyrodnienia stawów i osłabienia układu sercowo-naczyniowego. Wczesna diagnostyka tej choroby umożliwia zastosowanie fizykoterapii w celu zwiększenia komfortu życia chorych.
Hemochromatoza
Jest to choroba dziedziczna, której objawy wynikają z nadmiernego wchłaniania i akumulacji żelaza w ogranizmie. Za jej powstanie odpowiada mutacja w genie HFE znajdującym się na chromosomie numer 6. W wyniku gromadzenia się żelaza w tkankach, u osób chorych na hemochromatozę może dojść do uszkodzenia narządów wewnętrznych, takich jak wątroba, żołądek, serce czy jelita. Badaniami umożliwiającymi rozpoznanie hemochromatozy są biopsja wątroby i oznaczenie poziomu żelaza w surowicy. Hemochromatozę można też potwierdzić, wykonując badanie genetyczne wykrywające najczęstsze mutacje w genie HFE metodami biologii molekularnej.
Jak wygląda diagnostyka chorób metabolicznych?
Objawy kliniczne wrodzonych chorób metabolicznych są bardzo zróżnicowane. Podczas ciąży nie są one widoczne, ponieważ dziecko jest zaopatrywane w substancje odżywcze przez matkę. U dzieci obarczonych chorobą metaboliczną, u których objawy jeszcze nie są widoczne lub jeszcze się nie rozwinęły, ważne jest wykonanie badań przesiewowych w poszukiwaniu podwyższonego poziomu metabolitów. Pozwala to szybko zareagować i ochronić dziecko przed nieodwracalnymi zmianami w organizmie.
W Polsce realizowany jest program badań przesiewowych, w ramach którego wykrywane są najczęściej występujące wrodzone choroby metaboliczne u noworodków. Na rynku dostępne są też rozszerzone testy genetyczne, wykrywające nawet kilkadziesiąt chorób genetycznych podczas pojedynczej analizy. Jednym z nich jest badanie przesiewowe INFANO, w ramach którego wykrywanie są wyłącznie te jednostki chorobowe, dla których istnieją metody terapii lub profilaktyki mogące zahamować przebieg choroby lub zapobiec jej powikłaniom.
Bibliografia
- L.B. Jorde i in., Genetyka medyczna, Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2012, s. 143–164.
- M. Ołtarzewski, Badania przesiewowe noworodków w Polsce, 2018 rok, „Postępy Neonatologii” 2018, nr 24(2), s. 111–122.
- J. Bal, Genetyka medyczna i molekularna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2019, s. 407–419.
