Vrozené chyby metabolismu sacharidů - Inborn errors of carbohydrate metabolism
| Vrozené chyby metabolismu sacharidů | |
|---|---|
| Specialita | Lékařská genetika |
Vrozené chyby metabolismu sacharidů jsou vrozená chyba metabolismu které ovlivňují katabolismus a anabolismus sacharidy.
Příkladem je laktózová intolerance.
Sacharidy tvoří hlavní část lidské stravy. Tyto sacharidy se skládají ze tří hlavních monosacharidů: glukóza, fruktóza a galaktóza; navíc glykogen je forma ukládání sacharidů u lidí. Neschopnost účinně využívat tyto molekuly představuje většinu vrozených chyb lidských sacharidů metabolismus.
Podle sacharidů
Glykogen a glukóza
Nemoci ukládání glykogenu jsou nedostatky enzymů, které zhoršují syntéza glykogenu, degradace glykogenu nebo glykolýza. Dva nejčastěji postižené orgány jsou játra a kosterní sval. Nemoci skladování glykogenu, které postihují játra, obvykle způsobují hepatomegalie a hypoglykémie; ty, které ovlivňují kosterní svalstvo, způsobují nesnášenlivost cvičení, progresivní slabost a křeče.[1]
Glukóza-6-fosfát izomeráza nedostatek ovlivňuje krok 2 glykolýzy. Nedostatek triosefosfát izomerázy ovlivňuje krok 5 glykolýzy. Nedostatek fosfoglycerátkinázy ovlivňuje krok 7 glykolýzy. Nedostatek pyruvátkinázy ovlivňuje 10. a poslední krok glykolýzy.
Nedostatek glukóza-6-fosfát dehydrogenázy ovlivňuje degradaci glukózy v pentózo-fosfátové dráze, což je zvláště důležité v červených krvinkách.
Další informace o vrozené chyby metabolismu glukózy a vrozené poruchy metabolismu glykogenu viz. níže.
Laktóza
Laktóza je disacharid cukr složený z galaktóza a glukóza, která se nachází v mléce. Laktóza nemůže být absorbována střevem a je třeba ji rozdělit v tenkém střevě na galaktózu a glukózu pomocí enzymu zvaného laktáza; neabsorbovaná laktóza může způsobit bolesti břicha, nadýmání, průjem, plynatost a nevolnost.
U většiny savců produkce laktázy klesá po odstavení kojenců z mateřského mléka. Avšak 5% až 90% lidské populace má výhodnou autosomální mutaci, při které produkce laktázy přetrvává po kojeneckém věku. Geografické rozložení perzistence laktázy je v souladu s oblastmi vysokého příjmu mléka. Netrvání laktázy je běžné v tropických a subtropických zemích. U jedinců s neperzistencí laktázy se mohou po požití mléčných výrobků objevit nevolnost, nadýmání a průjem.
Galaktóza
Galaktosemie, neschopnost metabolizovat galaktóza v jaterních buňkách je nejčastější monogenní porucha metabolismu sacharidů, která postihuje 1 z každých 55 000 novorozenců.[Citace je zapotřebí ] Když se galaktóza v těle nerozkládá, hromadí se ve tkáních. Nejběžnější znaky jsou selhání prosperovat, jaterní nedostatečnost, katarakta a opoždění vývoje. Dlouhodobá postižení zahrnují špatný růst, mentální retardace a selhání vaječníků u žen.[2]
Galaktosemie je způsobena mutace v gen to dělá enzym galaktóza-1-fosfát uridylyltransferáza. Přibližně 70% alel způsobujících galaktosémii má jednu missense mutace v exonu 6. Mírnější forma galaktosémie, tzv Nedostatek galaktokinázy, je způsoben nedostatkem enzymu uridin difosfát galaktosa-4-epimeráza který rozkládá vedlejší produkt galaktózy. Tento typ je spojen se šedým zákalem, ale nezpůsobuje poruchu růstu, mentální retardaci ani onemocnění jater. Léčba je také léčbou redukcí galaktózy, ale není tak přísná jako u pacientů s klasickou galaktosemií. Tento nedostatek může být systémový nebo omezený na červené krvinky a leukocyty.
Screening se provádí měřením aktivity GAL-1-P urydil transferázy. Včasná identifikace poskytuje rychlou léčbu, která spočívá převážně v eliminaci galaktózy ve stravě.
Fruktóza
Malabsorpce fruktózy je porucha trávení, při které vstřebávání fruktóza je narušen nedostatečnými nosiči fruktózy v enterocytech tenkého střeva.
Tři autozomálně recesivní poruchy se zhoršují metabolismus fruktózy v jaterních buňkách. Nejběžnější je způsobena mutacemi v kódujícím genu jaterní fruktokináza Enzym, který katalyzuje první krok metabolismu dietní fruktózy. Inaktivace jaterní fruktokinázy vede k asymptomatice fruktosurie.
Dědičná intolerance fruktózy (HFI) má za následek špatné krmení, neprospívání, chronické onemocnění jater a chronické onemocnění ledvin a smrt. HFI je způsoben nedostatkem fruktózy 1,6-bifosfát aldolázy v játrech, kůře ledvin a tenkém střevě. Kojenci a dospělí jsou bez příznaků, pokud nepijí fruktózu nebo sacharózu.
Nedostatek 1,6-bifosfátu jaterní fruktózy (FBPáza) způsobuje zhoršenou glukoneogenezi, hypoglykemii a těžkou metabolickou acidemii. Pokud jsou pacienti po dětství adekvátně podporováni, růst a vývoj se jeví jako normální.
Esenciální fruktosurie je klinicky benigní stav charakterizovaný neúplným metabolizmem fruktózy v játrech, který vede k jeho vylučování močí.
Dotčeným systémem
Metabolismus glukózy
Glykolýza
The metabolická cesta glykolýza je používán buňkami k štěpení sacharidů, jako je glukóza (a různé další jednoduché cukry ) za účelem získání energie z nich. Během glykolýzy ATP, NADH (používá se forma přenosu energie uvnitř buněk ) stejně jako pyruvát jsou produkovány.
V Glykolýze probíhá cytosol a vytvořený pyruvát je třeba transportovat do mitochondrie, kde lze další energii extrahovat přes přeměna pyruvátu na laktát a prostřednictvím cyklus kyseliny citronové (CAC) (viz níže, srov. bioenergetické systémy ).
Játra mohou také vytvářet glukózu (glukoneogeneze, viz. níže); v době nízkého přísunu sacharidů z trávicího systému vytváří játra glukózu a dodává ji do dalších orgánů.[3] Většina enzymů glykolýzy se také podílí na glukoneogenezi, protože jde většinou o reverzní metabolickou cestu glykolýzy; nedostatek těchto jaterních enzymů proto ovlivní jak glykolýzu, tak glukoneogenezi. (Poznámka: glukoneogeneze probíhá pouze v játrech a nikoli v jiných buňkách, jako jsou např. Svalové buňky.)
| Glykolytický krok Enzym | Gen: Orgány) Choroba (Synonyma) | Hlášené příznaky. Formuláře (pokud existují) Poznámka: Ne všichni pacienti mají všechny příznaky; závažnost a prezentace se mohou lišit. | Diagnostické testy | Řízení a léčba | Reference a odkazy |
|---|---|---|---|---|---|
| Krok 1 glykolýzy Glukokináza | GCK: Pankreatické beta buňky Hyperinzulinemická hypoglykemie, rodinný, 3 (HHF3, hyperinzulinismus způsobený nedostatkem glukokinázy) | Hypoglykemie způsobená hyperinzulinemií. | NLM / GHR:GCK OMIM:GCK OMIM:HHF3 ZAHRADA:HHF3 ORPHA:HHF3 | ||
| Krok 1 glykolýzy Glukokináza | GCK: Pankreatické beta buňky Zralost s nástupem cukrovky mladého typu II (MODY2, GCK-MODY) | Cukrovka. Hyperglykémie způsobená hypoinzulinemií nalačno, ale určitá tolerance glukózy při konzumaci sacharidů. | NLM / GHR:GCK OMIM:GCK OMIM:MODY2 ZAHRADA:MODY2 ORPHA:MODY2 | ||
| Krok 2 glykolýzy Glukóza-6-fosfát izomeráza | GPI: RBC Nedostatek glukózo-6-fosfát izomerázy (Nedostatek GPI, GPID, hemolytická anémie způsobená nedostatkem glukofosfát izomerázy) | Hemolytická anémie. | NLM / GHR:GPI OMIM:GPI NLM / GHR:GPID OMIM:GPID ORPHA:GPID | ||
| Krok 3 glykolýzy Fosfofruktokináza 1 (Nezúčastňuje se glykonogeneze) | PFKM: Sval, také RBC PFKL: Játra, také červené krvinky GSD typ VII (GSD 7, Tarui's Disease, Nedostatek fosfofruktokinázy ) | Klasická forma: Příznaky se obvykle objevují v raném dětství. Myopatie. Cvičení vyvolané svalové křeče, slabost a někdy rhabdomyolýza. Nevolnost a zvracení po namáhavém cvičení. Myoglobinurie, hemolytická anémie, hyperurikémie jsou běžné. Je možné vysoké hladiny bilirubinu a žloutenka. Forma s pozdním nástupem: Představuje později v životě. Myopatie, slabost a únava. Nesnášenlivost cvičení (více než v GSD 5). Závažné příznaky klasického typu chybí. Infantilní forma: Vzácné. Často syndrom kojenců (hypotonie), artrogrypóza, encefalopatie, kardiomyopatie a dýchací potíže. Možné jsou také projevy centrálního nervového systému, obvykle záchvaty. Hemolytická forma: Definující charakteristikou je hemolytická anémie. Myopatie není tak častá. Rabdomyolýza / myoglobinurie může způsobit akutní selhání ledvin. | Zátěžový test: Pozdní asi trojnásobné zvýšení laktátu (vyšší než u GSD 5 a nižší než u zdravých). Zvýšený vzestup amoniaku.[4] | Žádné zvláštní zacházení. Obecně se doporučuje vyhýbat se intenzivnímu cvičení a jídlům s vysokým obsahem sacharidů. | NLM / GHR:PFKM OMIM:PFKM OMIM:PFKL NLM / GHR:GSD VII OMIM:GSD VII ZAHRADA:GSD VII ORPHA:GSD VII |
| Krok 4 glykolýzy Aldoláza A | ALDOA: Sval, také játra a červené krvinky GSD typ XII (GSD 12, nedostatek aldolázy A, nedostatek ALDOA, nedostatek aldolázy červených krvinek) | Příznaky svalů: Myopatie. Nesnášenlivost cvičení, křeče. U některých rhabdomyolýzy a myoglobinurie. Příznaky jater: V nějaké hepatomegalii Příznaky RBC: Hemolytická anémie. Rabdomyolýza / myoglobinurie může způsobit akutní selhání ledvin. | Zátěžový test: ? | V referencích nejsou uvedeny žádné informace o léčbě. | NLM / GHR:ALDOA OMIM:ALDOA OMIM:GSD XII ZAHRADA:GSD XII ORPHA:GSD XII |
| Krok 4 glykolýzy Aldoláza B | ALDOB: Játra Dědičná intolerance fruktózy (Nedostatek aldolázy B, nedostatek ALDOB) | Hypoglykémie. Porucha funkce jater a ledvin. | NLM / GHR:ALDOB OMIM:ALDOB NLM / GHR:ALDOB D OMIM:ALDOB D ZAHRADA:ALDOB D ORPHA:ALDOB D | ||
| Krok 4 glykolýzy Aldoláza C. | ALDOC: Mozek Nejasná role v: | Neurodegenerace, nejasná role. | Viz příslušné podmínky | Viz příslušné podmínky | OMIM:ALDOC |
| Krok 5 glykolýzy Triosefosfát izomeráza | TPI1: RBC Nedostatek triosefosfát izomerázy (TPID) | Hemolytická anémie. Retikulocytóza a hyperbilirubinémie jsou běžné. Klasická zobecněná forma: Progresivní neurologická dysfunkce s dystonií, třesem, dyskinezí, příznaky pyramidového traktu, kardiomyopatií a postižením spinálních motorických neuronů s progresivním neuromuskulárním poškozením (těžká slabost a úbytek svalové hmoty). | NLM / GHR:TPI1 OMIM:TPI1 NLM / GHR:TPID OMIM:TPID ZAHRADA:TPID ORPHA:TPID | ||
| Krok 6 glykolýzy Glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza | GAPDH: Mozek Nejasná role v: | Neurodegenerace, nejasná role. | Viz příslušné podmínky | Viz příslušné podmínky | OMIM:GAPDH |
| Krok 7 glykolýzy Fosfoglycerátkináza | PGK1: Sval, červené krvinky Nedostatek fosfoglycerátkinázy (PGK1D, nedostatek PGK, GSD kvůli nedostatku fosfoglycerátkinázy 1) | Myopatická forma: Progresivní svalová slabost, bolest a křeče, zejména při cvičení. Myoglobinurie možná. Myoglobinurie může způsobit akutní selhání ledvin. Hemolytická forma: Hemolytická anémie. Neurologická forma: V některých projevech centrálního nervového systému, včetně hemiplegických migrén, epilepsie, ataxie a třesu. Progresivní neurologické poškození u některých. Byly hlášeny kombinace 1, 2 nebo všech 3 forem. | Zátěžový test: ? | Pravidelné krevní transfuze pro těžkou chronickou anémii; splenektomie se v některých případech ukázala jako prospěšná. | NLM / GHR:PGK1 OMIM:PGK1 NLM / GHR:PGK1D OMIM:PGK1D ZAHRADA:PGK1D ORPHA:PGK1D |
| Krok 8 glykolýzy Fosfoglycerát mutáza | PGAM2: Sval GSD typ X (GSD 10, nedostatek svalové fosfoglycerátové mutázy, myopatie způsobená nedostatkem PGAM, PGAMD) | Myopatie, nesnášenlivost cvičení. Křeče vyvolané cvičením, myoglobinurie a myalgie. Rabdomyolýza možná. Rabdomyolýza / myoglobinurie může způsobit akutní selhání ledvin. | Zátěžový test: ? | V referencích nejsou uvedeny žádné informace o léčbě. | NLM / GHR:PGAM2 OMIM:PGAM2 NLM / GHR:GSD X OMIM:GSD X ZAHRADA:GSD X ORPHA:GSD X |
| Krok 9 glykolýzy Enoláza 1 (Alfa-enoláza, α-enoláza) | ENO1: RBC Nedostatek enolázy (nedostatek α-enolázy, nedostatek alfa-enolázy) | Hemolytická anémie. | OMIM:ENO1 | ||
| Krok 9 glykolýzy Enoláza 1 (Alfa-enoláza, α-enoláza) | ENO1 Nejasná role v: | Autoimunita, nejasná role. | Viz příslušné podmínky | Viz příslušné podmínky | OMIM:ENO1 |
| Krok 9 glykolýzy Enoláza 3 (Beta-enoláza, β-enoláza) | ENO3: Sval GSD typ XIII (GSD 13, nedostatek β-enolázy, nedostatek beta-enolázy, nedostatek enolázy 3, nedostatek svalové enolázy) | Myopatie. Cvičení vyvolané myalgie, celková svalová slabost a únava. | Zátěžový test: Žádný vzestup laktátu. Biopsie: Fokální sarkoplazmatická akumulace částic glykogenu-beta. Imunohistochemie a imunoblotování ukazují snížený protein beta-enolázy. | V referencích nejsou uvedeny žádné informace o léčbě. | NLM / GHR:ENO3 OMIM:ENO3 OMIM:GSD XIII ZAHRADA:GSD XIII ORPHA:GSD XIII |
| Krok 10 glykolýzy Pyruvátkináza | PKLR: RBC, játra Nedostatek pyruvátkinázy (Nedostatek PK, PKD) | Hemolytická anémie. | NLM / GHR:PKLR OMIM:PKLR NLM / GHR:PKD OMIM:PKD ZAHRADA:PKD ORPHA:PKD |
Souvisí s glykolýzou
The pyruvát vytvořený glykolýzou (v cytosol ) je transportován (spolu s protonem) do mitochondrie pro další těžbu energie.
Pod anaerobní podmínky (bez použití kyslíku) většina, ne-li všechny pyruvát se převede na laktát (dále současně produkující NADH).
Pod aerobní podmínky (za použití kyslíku) se pouze část pyruvátu přemění na laktát; nepřevedený pyruvát napájí cyklus kyseliny citronové (CAC); oba přes pyruvátdehydrogenáza (PDC, s Acetyl-CoA jako meziprodukt) a prostřednictvím dekarboxylace pyruvátu - tím se vytvoří další ATP a NADH pro použití buňky.
(Viz také bioenergetické systémy.)
| Související enzymatická funkce – Enzym (Vztah) | Gen: Orgány) Choroba (Synonyma) | Hlášené příznaky. Formuláře (pokud existují) Poznámka: Ne všichni pacienti mají všechny příznaky; závažnost a prezentace se mohou lišit. | Diagnostické testy | Řízení a léčba | Reference a odkazy |
|---|---|---|---|---|---|
| Dehydrogenace / dekarboxylace pyruvátu. – Komplex pyruvátdehydrogenázy | PDHA1, PDHX, PDHB, DLAT, PDP1 Systémové / různé Nedostatek pyruvátdehydrogenázy (Nedostatek PDHA, PDHAD, ataxie s laktátovou acidózou, přerušovaná ataxie s nedostatkem pyruvátdehydrogenázy, nedostatek komplexu pyruvátdehydrogenázy, nedostatek pyruvát dekarboxylázy) | 2 hlavní prezentace: metabolická a neurologická. Široké klinické spektrum: Od fatální laktátové acidózy u novorozence po chronickou neurologickou dysfunkci se strukturálními abnormalitami v centrálním nervovém systému bez systémové acidózy. Nejčastější příčina primární laktátové acidózy u dětí. | NLM / GHR:PDHA1 OMIM:PDHA1 NLM / GHR:PDHAD OMIM:PDHAD ZAHRADA:PDHAD ZAHRADA:PDHAD ORPHA:PDHAD ORPHA:PDHAD | ||
| Interkonverze pyruvát a laktát. – Laktát dehydrogenáza A | LDHA: Sval GSD typ XI (GSD 11, nedostatek laktátdehydrogenázy, nedostatek LDH) | Myopatie. Nesnášenlivost cvičení. Poznámka: Nedostatek dehydrogenázy-B (LDHB) byl pozorován jako asymptomatický. | Zátěžový test: Zvýšený pyruvát, ale žádný vzestup laktátu. | V referencích nejsou uvedeny žádné informace o léčbě. | NLM / GHR:LDHA OMIM:LDHA NLM / GHR:GSD 11 OMIM:GSD 11 ORPHA:GSD 11 ORPHA:GSD 11 |
Nedostatek mitochondriálního nosiče pyruvátu (MPYCD) je metabolická porucha, při které je ovlivněn transport pyruvátu z cystolu do mitochondrií (gen BRP44L / MPC1[5]); nedostatek je charakterizován opožděným psychomotorickým vývojem a laktátovou acidózou s normálním poměrem laktát / pyruvát v důsledku zhoršené oxidace mitochondriální pyruvát.[6]
Glukoneogeneze
| Glukoneogeneze krok – Enzym | Gen: Orgány) Choroba (Synonyma) | Hlášené příznaky. Formuláře (pokud existují) Poznámka: Ne všichni pacienti mají všechny příznaky; závažnost a prezentace se mohou lišit. | Diagnostické testy | Léčba | Reference a odkazy |
|---|---|---|---|---|---|
| Glukoneogeneze krok 8 – Fruktóza 1,6-bisfosfatáza | FBP1: Játra Nedostatek bisfosfatázy fruktózy (FBP1, Baker-Winegradova choroba) | Hypoglykemie nalačno s laktátovou acidózou. Epizody hyperventilace, apnoe a ketózy. Příznaky zhoršené konzumací fruktózy, sacharózy a glycerolu. | NLM / GHR:FBP1 OMIM:FBP1 OMIM:FBP1D ZAHRADA:FBP1D ORPHA:FBP1D | ||
| Krok 10 glukoneogeneze (poslední krok): Konverze G-1-P na glukózu – Glukóza 6-fosfatáza | G6PC: Játra SLC37A4 (G6PT1): Játra GSD typu I. (GSD 1, von Gierkeova choroba, hepatorenální glykogenóza, nedostatek glukóza-6-fosfátu, porucha přenosu glukózy-6-fosfátu) | Hypoglykemie a hepatomegalie. Zpomalení růstu, opožděná puberta, laktátová acidémie, hyperlipidémie, hyperurikémie. U dospělých je pravděpodobné jaterní adenomy. | Zátěžový test: Normální vzestup laktátu a amoniaku.[7] | NLM / GHR:G6PC OMIM:G6PC NLM / GHR:SLC37A4 OMIM:SLC37A4 NLM / GHR:GSD 1 ORPHA:GSD 1 OMIM:GSD 1a ZAHRADA:GSD 1a ORPHA:GSD 1a OMIM:GSD 1b ZAHRADA:GSD 1b ORPHA:GSD 1b OMIM:GSD 1c / 1d | |
| Krok 10 glukoneogeneze (poslední krok): Konverze G-1-P na glukózu – Glukóza 6-fosfatáza | G6PC3: WBC, srdce, ostatní Těžké vrozené neutropenie typ 4 (SCN4, vrozená agranulocytóza, vrozená neutropenie, Kostmannova choroba, těžká vrozená neutropenie - plicní hypertenze - povrchová žilní angiektáza) Dursunův syndrom (DURSS, syndrom plicní arteriální hypertenze-leukopenie-defekt síňového septa) | SCN4Porucha krvetvorby. Zastavení dozrávání granulopoézy na úrovni promyelocytů. Neutropenie. Osteopenie může vést k osteoporóze. Náchylný k opakujícím se infekcím. U některých abnormalit srdce a genitálií, rakovinových stavů krve, záchvatů, opoždění vývoje. Dursunův syndrom: Plicní arteriální hypertenze, srdeční abnormality (včetně defektu síňového septa typu secundum), přerušovaná neutropenie, lymfopenie, monocytóza a anémie. | NLM / GHR:G6PC3 OMIM:G6PC3 NLM / GHR:SCN4 OMIM:SCN4 ORPHA:SCN4 ORPHA:DURSS |
Metabolismus glykogenu
Glykogeneze
Glykogeneze je metabolická cesta ve kterém glykogen je vytvořen. Glykogen, který se skládá z rozvětvených dlouhé řetězy vyrobeno z jednoduchý cukr glukóza, je forma skladování energie pro sacharidy v mnoha lidských buňkách; to je nejdůležitější v játra, sval a určité mozkové buňky.
Monosacharid glukóza-6-fosfát (G-6-P) je obvykle vstupní látka pro glykogenezi. G-6-P se nejčastěji vytváří z glukózy působením enzymy glukokináza (viz krok glykolýzy 1) nebo hexokináza.
Působením několika enzymů se vytváří glykogen:
- G-6-P se převádí na glukóza-1-fosfát (G-1-P) působením fosfoglukomutáza (PGM), procházející povinným meziproduktem glukóza-1,6-bisfosfát.
- G-1-P se převede na UDP-glukóza působením enzymu UDP-glukóza pyrofosforyláza (UGP).
- Enzym glykogenin (GYG) je potřebný k vytvoření počátečních krátkých glykogenových řetězců, které jsou prodlouženy a rozvětveny dalšími enzymy glykogeneze.
- Poté bylo do glykogenového řetězce přidáno osm glukózy glykogen syntáza (GYS) se může vázat na rostoucí glykogenový řetězec a přidat UDP-glukózu k prodloužení glukogenového řetězce.
- Větve vyrábí enzym rozvětvující glykogen (GBE), který přenáší konec řetězu na dřívější část a tvoří větve; tyto rostou dále rostou přidáním dalších jednotek.
Na alternativní metabolické cestě jednoduchý cukr galaktóza (Gal, který je obvykle odvozen od laktóza ) se převádí enzymem galaktokináza (GALK) do galaktóza-1-fosfát (Gal-1-P), který se zase převádí enzymem galaktóza-1-fosfát uridylyltransferáza (GALT) do glukóza-1-fosfát (G-1-P), který může také sloužit jako vstup pro glykogenezi - obchází to první krok glykogeneze (enzym fosfoglukomutáza PGM).
Chyby v glykogenezi mohou mít na buněčné úrovni různé důsledky:
- Produkuje se příliš málo glykogenu, např. v GSD 0
- Glykogen je špatně vytvořený a nepřístupný, obvykle se hromadí v postižených buňkách (např. Polyglukosanová tělíska).
V závislosti na postižených buňkách a rozsahu nedostatku je výsledkem široká škála příznaků a závažností.
| Glykogeneze krok – Enzym | Gen: Orgány) Choroba (Synonyma) | Hlášené příznaky. Formuláře (pokud existují) Poznámka: Ne všichni pacienti mají všechny příznaky; závažnost a prezentace se mohou lišit. | Diagnostické testy | Léčba | Reference a odkazy |
|---|---|---|---|---|---|
| Glykogeneze krok: Interkonverze G-1-P a G-6-P – Fosfoglukomutáza 1 (Také poslední krok glykogenolýzy) | PGM1: Játra, svaly, jiné CDG syndrom napiš to (CDG1T, PGM1-CDG, nedostatek fosfoglukomutázy 1, nedostatek PGM1) dříve: GSD typ XIV (GSD 14) | Široká škála projevů a závažnosti. Běžně rozštěp rtu a bifidní čípku, hepatopatie, občasná hypoglykemie, nízký vzrůst a nesnášenlivost cvičení. | NLM / GHR:PGM1 OMIM:PGM1 OMIM:CDG 1T ORPHA:CDG 1T | ||
| Glykogeneze krok: UDP-glukóza syntéza – UDP-glukóza pyrofosforyláza | UGP2 Barakat-Perenthalerův syndrom, EPILEPTICKÁ ENCEFALOPATIE, VČASNĚ INFANTILNÍ, 83; EIEE83 | těžká autozomálně recesivní neurověvojová porucha, která se v raném věku projevuje neřešitelnými záchvaty, absence prakticky všech vývojových milníků, porucha zraku, progresivní mikrocefalie a drobné dysmorfické rysy[8] | - | - | OMIM:UGP2 |
| Glykogeneze krok: Syntéza glykogenového primeru – Glykogenin | GYG1: Sval GSD typ XV (GSD 15, nedostatek glykogeninu) Myopatie polyglukosanového těla typ 2 (PGBM2) | GSD 15: Myopatie, kardiomyopatie. Vzácný. Svalová slabost. PGBM2: Myopatie. Proximální svalová slabost dolních končetin, poruchy chůze. Horní končetiny a / nebo distální svalová slabost u některých. Nástupní věk je velmi variabilní, pomalu progresivní. | Zátěžový test: ? Biopsie kosterního svalstva: deficit glykogenu, převaha pomalého škubání, oxidační svalová vlákna a mitochondriální proliferace. Endomyokardiální biopsie: hypertrofické kardiomyocyty, zvětšená jádra a velké centrálně umístěné vakuoly obsahující materiál pozitivního na periodickou kyselinu Schiffovou (PAS) (ale ultrastrukturálně odlišný od glykogenu). Vyčerpání glykogenu ve zbytku cytoplazmy. | V referencích nejsou uvedeny žádné informace o léčbě. | NLM / GHR:GYG1 OMIM:GYG1 OMIM:GSD 15 ORPHA:GSD 15 |
| Glykogeneze krok: Prodloužení řetězce glukogenu – Glykogensyntáza | GYS1: Sval GSD typ 0b (GSD 0b, nedostatek glykogen syntetázy) | Myopatie, kardiomyopatie, nesnášenlivost cvičení. | Zátěžový test: ? | NLM / GHR:GYS2 OMIM:GYS2 OMIM:GSD 0B ORPHA:GSD 0B | |
| Glykogeneze krok: Prodloužení řetězce glukogenu – Glykogensyntáza | GYS2: Játra GSD typ 0a (GSD 0a, nedostatek glykogen syntetázy) | Dětství nebo v raném dětství. Ranní únava a nalačno hypoglykémie, hyperketonémie. Bez hepatomegalie, hyperalaninémie nebo hyperlaktacidémie. Po jídle se zvyšuje velká hyperglykémie spojená s laktátem a alaninem a hyperlipidemie. | NLM / GHR:GYS2 OMIM:GYS2 NLM / GHR:GSD 0 OMIM:GSD 0A ORPHA:GSD 0A | ||
| Glykogeneze krok: Větvení řetězce glukogenu – Enzym rozvětvující glykogen | GBE1: Játra, svaly GSD typu IV (GSD 4, Andersenova choroba, amylopektinóza, nedostatek větví, nedostatek enzymů větvících glykogen, familiární cirhóza s ukládáním abnormálního glykogenu) | Byly popsány různé formy: | Aktivita větvícího se enzymu v erytrocytech. | Dieta s vysokým obsahem bílkovin. Transplantace jater pro progresivní onemocnění jater. Kardiomyopatie může vyžadovat určité léky. | NLM / GHR:GBE1 OMIM:GBE1 NLM / GHR:GSD 4 OMIM:GSD 4 ZAHRADA:GSD 4 ORPHA:GSD 4 |
| Glykogeneze krok: Větvení řetězce glukogenu – Enzym rozvětvující glykogen | GBE1: Nervové buňky Onemocnění těla polyglukosanu u dospělých (APBD) | Neuropatie ovlivňující centrální a periferní nervový systém. Kognitivní porucha, pyramidová tetraparéza, periferní neuropatie a neurogenní močový měchýř. Periferní neuropatie a progresivní svalová slabost a ztuhlost (spasticita). Cerebelární dysfunkce a extrapyramidové příznaky u některých. Pozdní nástup, pomalu progresivní. | NLM / GHR:GBE1 OMIM:GBE1 NLM / GHR:APBD OMIM:APBD ZAHRADA:APBD ORPHA:APBD |
Glykogenolýza
Pro přístup k energii uložené jako glykogen, buňky používají metabolická cesta glykogenolýza (rozpad glykogenu); toto produkuje jednoduchý cukr glukóza-6-fosfát (G-6-P), ze kterého mohou buňky extrahovat energii nebo budovat jiné látky (např. ribózy ).
G-6-P (který se také vyrábí z glukózy) působí jako vstupní látka pro:
- Glykolýza (viz výše)
- The Cesta fosfátu pentózy (PPP)
(Viz také bioenergetické systémy.)
Alternativou ke glykolýze je Cesta fosfátu pentózy (PPP): V závislosti na celulárních podmínkách, které PPP může produkovat NADPH (další forma přenosu energie v cele ) nebo syntetizovat ribózy (důležité pro látky na bázi ribózy jako např. RNA ) - PPP je například důležitý v červené krvinky.
Pokud glykogenolýza probíhá v játrech, může to být G-6-P převedeno na glukózu enzymem glukóza 6-fosfatáza (G6Pase); glukóza produkovaná v játrech je poté uvolněna do krevního řečiště pro použití v jiných orgánech. Naproti tomu svalové buňky nemají enzym glukóza 6-fosfatázu, takže nemohou sdílet své zásoby glykogenu se zbytkem těla.
Kromě štěpení glykogenu enzymem rozvětvujícím glykogen a enzymem glykogenfosforyláza buňky také používají enzym kyselá alfa-glukosidáza v lysozomy degradovat glykogen.
Nedostatek zúčastněného enzymu má za následek:
- Akumulace glykogenu v buňkách
- Nedostatek buněčné energie negativně ovlivňuje zapojené orgány
| Glykogenolýza krok – Enzym | Gen: Orgány) Choroba (Synonyma) | Hlášené příznaky. Formuláře (pokud existují) Poznámka: Ne všichni pacienti mají všechny příznaky; závažnost a prezentace se mohou lišit. | Diagnostické testy | Léčba | Reference a odkazy |
|---|---|---|---|---|---|
| Glykogenolýza krok: Uvolnění G-1-P – Glykogen fosforyláza | PYGL: Játra GSD typu VI (GSD 6, Hersova choroba, nedostatek jaterní glykogen fosforylázy, syndrom nedostatku jaterní fosforylázy) | Hepatomegalie, neprospívání, zpomalení růstu. Žádné další vývojové zpoždění, žádné zapojení svalů. Hypoglykemie, laktátová acidóza, hyperlipidemie a ketóza během dlouhodobého hladovění. V dětství nebo v dětství se příznaky s věkem obvykle zlepšují. | NLM / GHR:PYGL OMIM:PYGL NLM / GHR:GSD 6 OMIM:GSD 6 ZAHRADA:GSD 6 ORPHA:GSD 6 | ||
| Glykogenolýza krok: Uvolnění G-1-P – Glykogen fosforyláza | PYGM: Sval GSD typu V (GSD 5, McArdleova choroba, nedostatek svalové fosforylázy, nedostatek myofosforylázy, nedostatek PYGM) | Myopatie: Nesnášenlivost cvičení, příznaky mají tendenci se zlepšovat s odpočinkem. Ve většině případů fenomén „druhého větru“. Možná rabdomyolýza a myoglobinurie. Progresivní svalová slabost se zhoršuje u dvou třetin postižených jedinců, avšak u některých je svalová slabost stabilní. Počáteční formy: kojenec, dítě, dospělý. Nejzávažnější kojenecká forma (např. Progresivní respirační selhání), nástup v dospělosti může být velmi mírný (např. Hlavně špatná výdrž). | Zátěžový test: Silně narušený vzestup laktátu. Normální nebo zesílený amoniak.[7][4][9] | NLM / GHR:PYGM OMIM:PYGM NLM / GHR:GSD 5 OMIM:GSD 5 ZAHRADA:GSD 5 ORPHA:GSD 5 | |
| Glykogenolýza krok: Debranching PLD – Glykogenový odvětvující enzym (GDE) | AGL: Játra, svaly GSD typ III (GSD 3, Forbesova choroba, Coriho choroba, limitní dextrinóza, nedostatek glykogenového debrancheru, nedostatek GDE, nedostatek AGL) | Kojenec nebo dítě, často v pubertě se některé příznaky zlepšují. Játra: Hepatomegalie, zpomalení růstu, hyperlipidémie, hypoglykémie. Příležitostné záchvaty související s hypoglykemií. U některých cirhóza dospělých. Sval: Myopatie, svalová hypotonie, ztráta svalové hmoty (distální, část končetinového pásu, jiná proximální), hypertrofická kardiomyopatie. Pomalu postupující svalová slabost. GSD IIIa / IIIc: Játra a svaly GSD IIIb / IIId: Pouze játra | Zátěžový test: Těžce poškozená reakce laktátu (zapojení svalů). Normální nebo zesílený amoniak.[7] | NLM / GHR:AGL OMIM:AGL NLM / GHR:GSD 3 OMIM:GSD 3 ZAHRADA:GSD 3 ORPHA:GSD 3 |
Souvisí s glykogenolýzou
| Ovlivněná enzymatická funkce – Enzym (Vztah k glykogenolýze) | Gen: Orgány) Choroba (Synonyma) | Hlášené příznaky. Formuláře (pokud existují) Poznámka: Ne všichni pacienti mají všechny příznaky; závažnost a prezentace se mohou lišit. | Diagnostické testy | Léčba | Reference a odkazy |
|---|---|---|---|---|---|
| Poslední krok glykogenolýzy: Uvolnění G-1-P – Fosforylázová kináza, alfa 1 (Aktivace jaterní glykogenfosforylázy, srov. GSD 6) | PHKA2: Játra (GSD 9a) PHKB: Játra, svaly (GSD 9b) PHKG2: Játra (GSD 9c) GSD typu IX | GSD 9a: Játrová forma. Hepatomegalie, zpomalení růstu, zvýšení glutamát-pyruvát-transaminázy a glutamát-oxaloacetát-transaminázy, hypercholesterolemie, hypertriglyceridemie a hyperketóza nalačno. Zlepšuje se s věkem, většina dospělých pacientů je bez příznaků. GSD 9a1: Nedostatek PhK v erytrocytech. GSD 9a2: Normální aktivita PhK v erytrocytech. GSD 9b: Játra a svaly. Navíc mírná myopatie jako GSD 9d. Vzácný. GSD 9c: Podobně jako GSD 9a, ale má tendenci být závažnější. U některých jaterních fibróz nebo cirhóz. | Zátěžový test: Zapojení svalů viz GSD 9d. | NLM / GHR:PHKA2 OMIM:PHKA2 NLM / GHR:PHKB OMIM:PHKB NLM / GHR:PHKG2 OMIM:PHKG2 NLM / GHR:GSD 9 ORPHA:GSD 9 OMIM:GSD 9a1 / 9a2 ORPHA:GSD 9a / 9c OMIM:GSD 9b ORPHA:GSD 9b OMIM:GSD 9c | |
| Poslední krok glykogenolýzy: Uvolnění G-1-P – Fosforylázová kináza, alfa 1 (Aktivace svalové glykogenfosforylázy, srov. GSD 5) | PHKA1: Sval GSD typu IXd (GSD 9d, nedostatek kinázy fosforylázy b, nedostatek PhK, svalová glykogenóza) Dříve GSD typu VIII (GSD 8) Dříve GSD typ Vb (GSD 5b)[10] | Myopatie. Svalová slabost nebo ztuhlost způsobená cvičením. Relativně mírné ve srovnání s jinými metabolickými myopatiemi. Typicky pro dospělé, některé bez příznaků v pozdní dospělosti. Žádné postižení jater. | Zátěžový test: Pozorován jak poškozený, tak normální laktát; možné submaximální / maximální nebo aerobní / anaerobní nesrovnalosti. Normální nebo přehnaná reakce amoniaku.[11] | NLM / GHR:PHKA1 OMIM:PHKA1 NLM / GHR:GSD 9 OMIM:GSD 9d ORPHA:GSD 9d / 9e | |
| Degradace glykogenu na glukózu v lysozomy – Kyselinová alfa-glukosidáza (Alternativní cesta ke glykogenolýze) | GAA: Myopatie GSD typu II (GSD 2, Pompeho choroba, nedostatek kyselé maltázy, nedostatek lysozomální alfa-glukosidázy, cardiomegalia glycogenica) | Klasická infantilní forma (Pompeho choroba): Kardiomyopatie a svalová hypotonie. V některých respiračních postižení. Juvenilní a dospělá forma: Myopatie kosterních svalů. Nějaká podobnost s dystrofií končetinového pletence. V některých respiračních postižení. Neklasická infantilní forma: Méně závažné. | NLM / GHR:GAA OMIM:GAA NLM / GHR:GSD 2 OMIM:GSD 2 ZAHRADA:GSD 2 ORPHA:GSD 2 |
Mutace v genu PRKAG2 byly vysledovány k fatální vrozené nelyzozomální srdeční glykogenóze; PRKAG2 je nekatalytická gama podjednotka AMP-aktivovaná protein kináza (AMPK), který ovlivňuje uvolňování G-1-P fosforylázovou kinázou během nelysozomální glykogenolýzy.[12]
Reference
- ^ Jorde a kol. 2006. Metabolismus sacharidů. Lékařská genetika. 3. vydání. Kapitola 7. Biochemická genetika: Poruchy metabolismu. pp139-142.
- ^ Frederick J. Suchy, Ronald J. Sokol, William F. Balistreri (2007), Onemocnění jater u dětí, Cambridge University Press, str. 598, ISBN 9781139464031CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
- ^ Webster, Christopher Charles; Smith, James (2016). „Glukoneogeneze během vytrvalostního cvičení u cyklistů zvyklých na dlouhodobou dietu s nízkým obsahem sacharidů a vysokým obsahem tuků“. The Journal of Physiology. 594 (15): 4389–4405. doi:10.1113 / JP271934. PMC 4967730. PMID 26918583.
- ^ A b Piirilä, Päivi; Auranen, Mari (2016). „Unikátní cvičební laktátový profil při deficitu svalové fosfofruktokinázy (Taruiho choroba); rozdíl ve srovnání s McArdleovou chorobou“. Přední Neurol. 7: 82. doi:10.3389 / fneur.2016.00082. PMC 4885106. PMID 27303362.
- ^ OMIM:BRP44L
- ^ OMIM:MPYCD
- ^ A b C Livingstone, Callum; Chinnery, Patrick F .; Turnbull, Douglass M. (2001). "Ischemický test na laktát-amoniak". Ann Clin Biochem. 38 (4): 304–310. doi:10.1258/0004563011900786. PMID 11471870. S2CID 23496022.
- ^ Perenthaler, E., Nikoncuk, A., Yousefi, S. a kol. Ztráta UGP2 v mozku vede k těžké epileptické encefalopatii, což zdůrazňuje, že b-alelické izoformní specifické start-loss mutace základních genů mohou způsobit genetická onemocnění. Acta Neuropathol 139, 415–442 (2020). https://doi.org/10.1007/s00401-019-02109-6
- ^ Delaney, Nigel F .; Mootha, Vamsi K. (2017). „Metabolické profily cvičení u pacientů s McArdleovou chorobou nebo mitochondriální myopatií“. PNAS. 114 (31): 8402–8407. doi:10.1073 / pnas.1703338114. PMC 5547614. PMID 28716914.
- ^ GeneReviews: Nedostatek fosforylázy kinázy
- ^ OMIM:GSD 9d
- ^ OMIM:PRKAG2
externí odkazy
Média související s Poruchy metabolismu sacharidů na Wikimedia Commons
Média související s | Klasifikace |
|---|
| Klasifikace |
|---|