Choroby metaboliczne

2015-03-16 13:57

Choroby metaboliczne to rozległa grupa zaburzeń przemiany materii. Często są one kojarzone z wadami wrodzonymi i wielu przypadkach tak właśnie jest, jednak niektóre z tak zwanych chorób cywilizacyjnych również należą do zaburzeń metabolicznych. Warto dowiedzieć się, jaka jest przyczyna tych schorzeń oraz jakie grupy chorób do nich należą.

Spis treści

  1. Choroby metaboliczne u dzieci
  2. Objawy chorób metabolicznych
  3. Diagnostyka chorób metabolicznych
  4. Przykłady chorób metabolicznych
  5. Leczenie chorób metabolicznych
  6. Choroby metaboliczne u dorosłych

Choroby metaboliczne to grupa chorób, w przebiegu których dochodzi do zaburzenia metabolizmu białek, węglowodanów lub tłuszczów, co skutkuje nadmiarem lub niedoborem określonych związków chemicznych w organizmie i ma wpływ na zdrowie chorego.

Przyczyny chorób metabolicznych mogą być różne - począwszy od niewłaściwej diety po zaburzenia genetyczne. Do chorób metabolicznych należy m. in. cukrzyca, dna moczanowa, osteoporoza, ale też fenyloketonuria, mukopolisacharydoza, porfiria czy hiperlipidemia.

Choroby metaboliczne mogą być zarówno wrodzone jak i nabyte, a więc mogą wystąpić zarówno u noworodków, jak i u osób dorosłych.

Przyczyną całej tej grupy schorzeń są nieprawidłowości w zakresie przemian biochemicznych, które mają przeróżne konsekwencje – od śmiertelnych w niektórych wadach wrodzonych, po niedające objawów, ale powodujące groźne konsekwencje, chorobach ludzi dorosłych (np. cukrzyca).

W większości przypadków nie jesteśmy w stanie wyleczyć przyczyny choroby farmakologicznie, dzieci z zespołami genetycznymi często muszą przez całe życie przestrzegać specjalnej diety eliminacyjnej.

Choroby metaboliczne osób dorosłych mają najczęściej wieloczynnikową etiologię, bardzo często związane są one z otyłością, a zmiana nawyków żywieniowych i redukcja masy ciała znacznie łagodzi przebieg choroby lub nawet prowadzi do jej wyleczenia. Warto pamiętać, że wiele z chorób metabolicznych jest wykrywana podczas powszechnych badań przesiewowych (u dzieci) lub przypadkowo (u dorosłych).

Objawy genetycznie uwarunkowanych chorób metabolicznych pojawiają już w okresie niemowlęcym lub wczesnodziecięcym i zależą od rodzaju choroby, przy czym mogą być bardzo zróżnicowane: od podwyższonej temperatury poprzez zaburzenia gastryczne po zaburzenia świadomości czy opóźnienie rozwoju psychoruchowego.

Choroby metaboliczne u dzieci

Wrodzone wady metabolizmu są grupą ponad 2000 chorób spowodowanych nieprawidłowym funkcjonowaniem szlaków metabolicznych, pomimo tej mnogości to choroby rzadkie, ponieważ każda z nich zdarza się nie częściej niż u 5 na 10.000 noworodków.

Choroby metaboliczne są skutkiem mutacji genetycznych prowadzących do powstania nieprawidłowych białek, te z kolei pełnią różne funkcje w organizmie: są enzymami, katabolizatorami reakcji, transporterami cząstek.

Zmienione białka nie pełnią prawidłowo swoich funkcji, co prowadzi do kumulacji pewnych substancji (substratów reakcji), które w nadmiarze mogą być szkodliwe oraz niedoboru innych (produktów).

Schorzenia te są bardzo różnorodne zarówno pod względem dziedziczenia - w większości dziedziczą się autosomalnie recesywnie, ale możliwe są wszystkie typy dziedziczenia, podobnie różne są ciężkość choroby i rokowanie - od bezobjawowych, przez ujawniające się w dorosłym wieku, do powodujących śmierć dziecka niedługo po porodzie, co więcej zdarza się, że ta sama choroba w tej samej rodzinie objawia się inaczej u każdego chorego.

Objawy chorób metabolicznych

Niestety nie ma jednego objawu charakterystycznego dla wszystkich wad metabolizmu, nie istnieją także objawy typowe dla którejś z tych jednostek chorobowych, umożliwiające rozpoznanie bez dodatkowych badań.

Jest jednak pewna grupa dolegliwości, która wynika z nagromadzenia różnych substancji w organizmie, czy z zaburzeń różnych przemian, niekiedy na ich podstawie można podejrzewać chorobę metaboliczną, ale nie są one wystarczające do postawienia rozpoznania. Do objawów tych należą:

Pojawienie się któregokolwiek z nich u noworodka jest zawsze powodem do niepokoju i wymaga dokładnej diagnostyki nie tylko w kierunku wad metabolizmu, ale też np. chorób genetycznych.

Diagnostyka chorób metabolicznych

Wszystkie noworodki w Polsce objęte są tak zwanym skriningiem populacyjnym, są to badania przesiewowe umożliwiające przedobjawowe rozpoznanie choroby, jest to o tyle istotne, że pozwala natychmiast wdrożyć leczenie oraz postawić diagnozę zanim choroba się rozwinie.

Wczesna diagnoza jest niezbędna, ponieważ objawy często są niespecyficzne, a rokowanie nierzadko zależy od momentu wdrożenia leczenia.

Aktualnie skrining obejmuje wykrywanie:

Wszystkie te choroby wykrywa się badając obecność i stężenia różnych substancji we krwi noworodka, pobranej z pięty noworodka na specjalną bibułę.

Ponadto w Polsce funkcjonuje skrining w kierunku wrodzonej głuchoty. Dodatkowo w diagnostyce chorób metabolicznych funkcjonuje tak zwany skrining selektywny, on z kolei obejmuje rodzinę chorych oraz dzieci prezentujące objawy chorób metabolicznych.

Ostateczna diagnoza wymaga przeprowadzenia bardziej szczegółowych badań, w tym specjalistycznych badań biochemicznych, oznaczania aktywności enzymów w tkankach oraz analizy DNA, jeśli choroba spowodowana jest jedną, znaną mutacją.

Przykłady chorób metabolicznych

Poniżej wymieniono najczęstsze choroby metaboliczne, wraz z ogólnym omówieniem istoty nieprawidłowości w poszczególnych grupach.

1. Zaburzenia metabolizmu aminokwasów:

  • Acydurie: w tych chorobach dzieci wydalają zakwaszony mocz, w którym obecne są zwiększone ilości metabolitów białek, to od nich pochodzą nazwy chorób: acyduria metylomalonowa, acyduria propionow, acyduria izowalerianowa, acyduria 3-metyloglutakonowa, acyduria glutarowa
  • Hiperamonemie polegają na zaburzeniu cyklu mocznikowego, czyli przekształcania amoniaku w mocznik:
  • Defekty enzymów: CPS1 i NAGS, OTC
  • Cytrulinemia typu I
  • Argininemia
  • Acyduria argininobursztynianowa
  • Zanurzenia metabolizmu aminokwasów: fenyloalaniny i tyrozyny:
  • Fenyloketonuria – dochodzi w niej do kumulowania fenyloalaniny, która jest toksyczna szczególnie dla mózgu i powoduje głębokie upośledzenie umysłowe, charakterystyczny jest mysi zapach chorych dzieci. Jeśli fenyloketonurię wykryje się wcześnie i wyłączy z diety fenyloalaninę, rozwój dziecka jest prawidłowy;
  • Niedobór tetrahydrobiopteryny;
  • Tyrozynemia typu I i typu II;
  • Alkaptonuria;
  • Zaburzenie metabolizmu aminokwasów rozgałęzionych – choroba syropu klonowego (nazwa pochodzi od zapachu moczu pacjenta) oraz albinizm, choroba, w której brak tyrozynazy uniemożliwia wyprodukowanie barwnika – melaniny, co prowadzi do nienaturalnie jasnego koloru skóry, włosów oraz tęczówki;
  • Zaburzenia metabolizmu innych aminokwasów
  • Homocystynuria objawia się krótkowzrocznością, osteoporozą i padaczką, częste są także epizody zakrzepowo-zatorowe;
  • Hiperglcynemia nieketotyczna

2. Zaburzenia metabolizmu energetycznego

Choroby mitochondrialne, to defekty organelli komórkowych odpowiedzialnych za produkcję energii, dziedziczą się one wyłącznie od matki, ponieważ wszystkie mitochondria naszego organizmu pochodzą z mitochondriów komórki jajowej. Charakterystyczne jest zwiększenie ilości kwasu mlekowego we krwi, a o rozpoznaniu decyduje biopsja mięśnia. Do chorób tych należą:

  • zespół Leigha
  • zespół MELAS
  • zespół MERRF
  • zespół NARP
  • zespół DIDMOAD

3. Zaburzenia przemiany tłuszczów

W tych chorobach nieprawidłowo przebiega proces spalania tłuszczów, a więc niemożliwe jest uzyskanie z nich energii. Ich ujawnienie jest spowodowane głodzeniem, infekcją, intensywnym wysiłkiem fizycznym, stresem, charakterystyczne są spadki glikemii, a ponadto dolegliwości ze strony serca, wątroby i mięśni. Niestety choroby te mogą prowadzić do zgonu. Nazwy pochodzą od enzymów, których niedobór stwierdzono: deficyt LCHAD, SCAD, CPT1 i inne.

  • Sitosterolemia – nadmierne wchłanianie steroli roślinnych prowadzi do hiperlipidemii, a następnie do powstawania żółtaków i miażdżycy.

4. Zaburzenie przemiany węglowodanów

  • Galaktozemia - nietolerancja galaktozy, czyli jednego z cukrów obecnych w mleku matki, brak jego rozkładu prowadzi do uszkodzeń wątroby, nerek i oczu. Jest to jedno z niewielu przeciwwskazań do karmienia piersią, leczenie polega na stosowaniu diety bezlaktozowej.
  • Dziedziczna nietolerancja fruktozy, czyli głównego cukru zawartego w owocach;
  • Glikogenozy - wyróżnia się 16 typów (w tym tak zwana choroba Pompego - glikogenoza typu II), na skutek błędów metabolicznych nie dochodzi do spalania glikogenu, który jest bardzo ważnym źródłem energii dla mięśni i wątroby, to zaburzenia tych organów są przyczyną występowania objawów glikogenoz.

5. Zaburzenia glikolizy, cyklu Krebsa i glukoneogenezy

  • Deficyt komleksu dehydrogenzay pirogronianowej
  • Deficyt fumarazy

6. Zaburzenia metabolizmu liproprotein

Tłuszcze są transportowane we krwi w postaci lipoprotein: HDL (tak zwany "dobry cholesterol"), LDL (tak zwany "zły cholesterol"), VLDL i chylomikronów, choroby ich metabolizmu powodują zwiększone lub zmniejszone stężenie. To z kolei prowadzi do odkładania tłuszczów w tkankach i przedwczesnych zmian miażdżycowych lub zaburzeń układu nerwowego i pokarmowego.

Chorobami tymi są np.:

Ostatnia z nich jest jedną z częstszych chorób genetycznych, osoby chore mają bardzo wysokie stężenia cholesterolu LDL, a co za tym idzie bardzo wcześnie rozwija się u nich miażdżyca, która może mieć śmiertelne powikłania, ponadto na skórze nierzadko pojawiają się żółtaki.

7. Choroby lizosomalne

Lizosomy są niewielkimi organellami komórkowymi odpowiadającymi za rozkład substancji, zaburzenie ich funkcji powoduje nagromadzenie substratu, a to z kolei powiększenie narządów wewnętrznych i zaburzenie ich funkcji. Tempo postępu choroby jest różne, zależne od tak zwanej resztkowej aktywności enzymu. Przykładami chorób lizosomalnych są:

  • Mukopolisacharydozy charakteryzujące się zmianą rysów twarzy wraz z rozwojem dziecka, zniekształceniami kości, powiększeniem wątroby, opóźnieniem umysłowym i głuchotą. Opisano 7 typów mukopolisacharydoz, w tym zespół Huntera (typ 2)
  • Sfingolipidozy. Sfingolipidy budują błony komórkowe, szczególnie dużo występuje ich w układzie nerwowym, dlatego objawami są przede wszystkim: padaczka, opóźnienie rozwoju, wzmożenie napięcia mięśni. Wśród sfingolipidoz wyróżniamy: chorobę Gauchera (3 typy), chorobę Niemanna-Picka (typ A, B i C), Gangliozydaza (GM1 i GM2), leukodystrofia metachormatyczna, choroba Krabbego, choroba Fabry’ego.
  • Cystynoza, związana z gromadzeniem aminokwasu – cystyny w lizosomach
  • Mukolipidozy,
  • Oligosacharydozy

8. Choroby peroksysomalne

Peroksysomy to organelle odpowiedzialne za między innymi za przemiany tłuszczów i cholesterolu, ich uszkodzenia powodują ciężkie wielonarządowe choroby, nierzadko śmiertelne. Należą do nich:

9. Zaburzenia metabolizmu puryn i pirymidyn, czyli substancji, które budują DNA, patogenny dla człowieka jest nadmiar substancji, z których one powstają lub pewne produkty ich rozkładu. Objawami są: kamica układu moczowego, opóźnienie rozwoju, padaczka, zapalenia stawów, niedokrwistość, zaburzenia odporności. Chorobami ze spektrum zaburzeń metabolizmu puryn i pirymidyn są: zespół Lescha-Nyhana (bardzo ciężka schorzenie z głębokim upośledzeniem umysłowym) oraz defekt liazy adenylobursztynianowej.

10. Zaburzenia glikozylacji, czyli obróbki białek, której ulegają po zsyntetyzowaniu.

11. Zaburzenia neurotransmisji, czyli syntezy lub rozkładu substancji służących do komunikacji ze sobą komórkom nerwowym, są to choroby związane z nieprawidłowym metabolizmem amin biogennych (katecholamin, serotoniny), GABA i pirydoksyny.

12. Porfiria

Zaburzenie syntezy hemu (składnika hemoglobiny zawartej w krwinkach czerwonych), powoduje to zwiększenie ilości porfobilinogenu uszkadzającego nerwy oraz autonomiczny układ nerwowy. Choroba ta objawia się napadami silnego bólu brzucha, a następnie niedowładami i porażeniami. Przebieg choroby jest zmienny i indywidualny, leczenie polega na dostosowaniu diety oraz unikaniu zażywania pewnej grupy leków.

13. Choroba Wilsona

Spowodowana jest uszkodzeniem transportera miedzi, a co za tym idzie nadmiernym gromadzeniem tego pierwiastka w tkankach, głównie w wątrobie, ale także w mózgu nerkach i rogówce prowadząc do uszkodzenia tych narządów.

14. Hemochromatoza

W przebiegu tej choroby zaburzona jest produkcja hepcydyny, biała które hamuje wchłanianie żelaza, skutkiem tego jest odkładanie się złogów żelaza w wątrobie, trzustce, sercu i stawach. Choroba ma charakter postępujący i może doprowadzić do niewydolności tych narządów, czyli marskości wątroby, zapalenia trzustki i kardiomiopatii.

15. Rzekoma niedoczynność przytarczyc (zespół Albrighta)

Charakteryzuje się opornością tkanek na parathormon odpowiadający za gospodarkę wapniową. Obraz kliniczny jest zróżnicowany: spadek poziomu wapnia i wzrost poziomu potasu prowadzą do zaburzeń kostnych, ponadto uszkodzona może być tarczyca.

Leczenie chorób metabolicznych

Przyczyny chorób metabolicznych niestety nie są uleczalne, ponieważ dotyczą one zmian molekularnych i uszkodzeń szlaków biochemicznych, w które nie potrafimy ingerować. W związku z tym leczenie większości polega jedynie na redukcji objawów, a w przypadku stanów ostrych (zespole intoksykacji) odtruwaniu organizmu.

Terapia ma na celu przede wszystkim kontrolowanie przebiegu choroby, w tym celu konieczne jest jej wczesne wykrycie, by nie dopuścić do pojawienia się powikłań. Takie leczenie można przeprowadzać na różne sposoby:

  • eliminacji z diety substancji, których organizm nie jest w stanie metabolizować,
  • uzupełnianiu brakujących cząstek, których organizm nie jest w stanie wyprodukować,
  • hamowania przemian na etapie zanim szkodliwy produkt powstanie,
  • podawaniu witamin, które mogą przyspieszyć zachodzenie niektórych przemian,
  • innowacyjnymi metodami są: podawanie enzymów lizosomalnych, przeszczepianie komórek krwiotwórczych oraz zastępcza terapia enzymatyczna, czyli podawanie enzymów wyprodukowanych metodami inżynierii molekularnej, ze względu na niepewną skuteczność i bezpieczeństwo nie są to jeszcze powszechnie stosowane technologie.

Na etapie eksperymentów są metody związane z zastosowaniem terapii genowej i białek opiekuńczych (chaperonowych), wiąże się z nimi duże nadzieje, ponieważ terapia genowa daje szansę na wyleczenie przyczyn chorób metabolicznych, czyli nieprawidłowości z zakresie kodu genetycznego, a co za tym idzie nieprawidłowej budowy białek.

Terapia białkami opiekuńczymi natomiast umożliwiłaby "naprawienie" struktury wadliwych protein poprzez dołączenie odpowiedniego aminokwasu lub odpowiednią obróbkę zsyntetyzowanego białka.

Choroby metaboliczne u dorosłych

Na choroby metaboliczne chorować mogą nie tylko dzieci, ale mechanizm ich powstawania u osób dorosłych jest zupełnie inny. Tu nie występują ściśle określone pojedyncze mutacje genetyczne, a zaburzona jest raczej gospodarka hormonalna i procesy komunikacji międzykomórkowej, choroby te spowodowane są przez wiele czynników: geny, środowisko, w którym żyjemy, inne choroby, nieprawidłowy styl życia: otyłość, brak aktywności ruchowej, niewłaściwą dietę i palenie. Najczęstszymi chorobami metabolicznymi są:

1. Cukrzyca – jest to grupa chorób, w której zaburzone są przemiany nie tylko cukrów, ale również tłuszczów i niewielkim stopniu białek, co spowodowane jest brakiem działania lub wydzielania insuliny. To z kolei prowadzi do podwyższenia poziomu glukozy, co w dłuższej perspektywie czasowej ma katastrofalny wpływ na oczy, serce, nerki, nerwy i naczynia krwionośne. Najczęściej spotykanymi typami cukrzycy są:

  • Typ 1 – diagnozowana u młodszych osób, związana zwykle z autoagresją i uszkodzeniem komórek trzustkowych produkujących insulinę;
  • Typ 2 – najczęstszy typ cukrzycy, spowodowana jest otyłością i zbyt słabym działaniem insuliny. Tkanka tłuszczowa powoduje oporność organizmu na ten hormon, dlatego redukcja masy ciała wpływa pozytywnie na stężenie glukozy we krwi, a nawet może doprowadzić do wyleczenia cukrzycy;
  • MODY – dziedziczna o łagodnym przebiegu;
  • LADA – rodzaj cukrzycy typu 1, w której występują autoprzeciwciała, ale rozwija się ona latami;

2. Osteoporoza – nie jest chorobą wyłącznie kości, jak się powszechnie sądzi, ale całej gospodarki wapniowo-fosforanowej. Oczywiście najbardziej dotkliwe objawy dotyczą szkieletu właśnie i wynikają ze zmniejszenia gęstości mineralnej kości i ich osłabienia, prowadzi to do tak zwanych złamań niskoenergetycznych. Czynnikami zwiększającymi ryzyko osteoporozy są: uwarunkowania dziedziczne, odżywianie i styl życia, przebyte choroby, zażywane leki. Terapia polega przede wszystkim na ich modyfikacji, a dopiero kolejnym etapem jest włączenie terapii farmakologicznej. 3. Dna moczanowa – na skutek niewłaściwych przemian puryn dochodzi do wzrostu ilości kwasu moczowego, który następnie gromadzi się w tkankach, zwłaszcza w stawach, następnie wytrąca i wywołuje zapalenie. Podobnie jak w poprzednich chorobach leczenie polega na zmianie stylu życia: diety i masy ciała, terapię dny zarówno przewlekłej jak i napadów prowadzić można farmakologicznie, ale nie są one tak skuteczne, jak sposoby niefarmakologiczne. 4. Dyslipidemie – poza wspomnianymi wcześniej rodzajami rodzinnymi, istnieją także i są znacznie powszechniejsze dyslipidemie nabyte. Są to stany, w których notuje się nieprawidłowe stężenia cholesterolu we krwi, co prowadzi przede wszystkim do chorób sercowo-naczyniowych. Wyróżnia się: hipercholesterolemię, dyslipidemię aterogenną, ciężką hipertriglicerydemię. 5. Zespół metaboliczny – jest grupą schorzeń, w jego skład wchodzą: otyłość brzuszna, nadciśnienie, cukrzyca oraz zaburzenia lipidowe: hipertriglicerydemia lub niedobór cholesterolu HDL. Nieleczony zespół metaboliczny prowadzi do przedwczesnego rozwoju miażdżycy i jej powikłań z zawałem serca i udarem mózgu na czele.6. TOFI, czyli otyłość ukryta, a właściwie nagromadzenie tkanki tłuszczowej w narządach, tworząc tak zwaną tkankę wisceralną wokół narządów wewnętrznych, co prowadzić może do rozwoju innych chorób metabolicznych.