Наследственные нарушения обмена аминокислот

Нарушение метаболизма отдельных аминокислот в большей части представляют наследственные энзимопатии.

У человека известно много различных наследственных нарушений аминокислотного обмена. В основе этих нарушений лежит мутация какого-нибудь гена, кодирующего определенный фермент, участвующий в превращении данной аминокислоты. В результате наследственно измененный фермент либо неактивен вообще, либо проявляет часть присущей ему активности.

Большинство врожденных нарушений аминокислотного обмена у человека сопряжено с накоплением тех или иных промежуточных продуктов этого обмена. При некоторых наследственных заболеваниях такого рода нарушается нормальное развитие нервной ткани, что приводит к умственной отсталости.

При нарушении фенилаланин-тирозинового пути могут возникать три вида врожденных нарушений обмена. Дефект фенилаланин-гидроксилазы, катализирующего гидроксилирование фенилаланина до тирозина может служить причиной фенилкетонурии (1: 10 000) (рис.22).

В результате на первый план выступает второстепенный путь обмена фенилаланина, в норме мало используемый. На этом пути фенилаланин претерпевает трансаминирование в реакции с α-кетоглутаратом, что приводит к образованию фенилпирувата. Фенилпируват и фенилаланин накапливаются в крови и тканях, а затем выводятся с мочой. Избыток фенилпирувата в крови у новорожденных нарушает нормальное развитие мозга и служит причиной умственной отсталости.

Рис. 22. Наследственные нарушения обмена аминокислот.

блок а (фенилкетонурия) – нарушается синтез фермента фенилаланингидроксилазы;

блок б (тирозиноз) – недостаточное превращение парагидроксифенилпировиноградной кислоты в гомогентизиновую;

блок в (алкаптонурия) – задержка окисления тирозина на этапе превращения гомогентизиновой кислоты в малеилацетоуксусную вследствие недостаточности оксидазы гомогентизиновой кислоты;

блок г - нарушение образования гормонов щитовидной железы вследствие дефицита фермента катализирующего процесс йодирования тирозина свободным йодом;

блок д (альбинизм) – уменьшение превращения тирозина в меланин вследствие недостаточности тирозиназы.

При достаточно раннем выявлении фенилкетонурии можно с помощью соответствующей диеты создать условия для нормального развития и избежать умственной отсталости. Из рациона должны быть исключены любые продукты, в состав которых входят белок с высоким содержанием фенилаланина. Затраты на подобную диету в США превышают 1000 долларов в год на одного ребенка. При отсутствии лечения многие больные фенилкетонурией не доживают до 25 лет, других приходится содержать в соответствующих учреждениях и тратить на это много средств (10 000 долларов в год на одного человека).

В некоторых случаях в результате генетической мутации дефектным оказывается четвертый фермент фенилаланинового пути – гомогентизат-1,2-диоксигеназа, вследствие чего не подвергается дальнейшему расщеплению один из промежуточных продуктов катаболизма – гомогентизат, который накапливается в жидкостях тела и выводится из организма с мочой. На воздухе такая моча темнеет из-за того, что гомогентизат на воздухе окисляется и превращается в темный пигмент. Это врожденное нарушение обмена носит название алкаптонурии.

Другими врожденными нарушениями обмена аминокислот являются:

• Альбинизм (дефицит тирозин-3-монооксигеназы);

• Аргининсукцинатацидемия (дефицит аргининсукцинатлиазы);

• Гомоцистинурия (дефицит цистатион-β-синтазы);

• Болезнь кленового сиропа (лейциноз) (дефицит дегидрогеназы α-кетокислот с разветвленной цепью);

• Гипервалинемия (дефицит валин-трансаминазы).

Таблица 24. Основные клинико-биохимические показатели крови, характеризующие состояние белкового обмена

Табл. 25. Биохимические показатели в сыворотке крови

у детей различного возраста