بیماری های مادرزادی متابولیسم

بیماری های مادرزادی متابولیسم

زندگی ارتباط بین مولکولهاست

Linus Pauling

در این نوشته سعی نموده ایم تا خلاصه ای از تمامی انواع بیماری های متابولیک و گروه بندی این بیماری های ارائه نماییم. در ابتدای قرن بیستم دکتر آرچیبالد گارود (Archibald Garrod) موضوع هویت شیمیایی انسان را مطرح نمود که ادامه این بحث در نهایت به موضوع خطاهای مادرزادی متابولیسم یا Inborn Error of Metabolism انجامید. در نظر آرچیبالد گارود هر انسان یک هویت شیمیایی مختص به خودش را دارا است که با دیگر انسان ها متفاوت است، در ادامه دانشمندانی همانند بیدل و تاتوم فرضیه بسیار مهم یک ژن - یک انزیم را مطرح نمودند. در این فرضیه اعتقاد بر این بود که تمامی آنزیم ها و پروتئین هایی موجود در بدن هر کدام محصول یک ژن واحد هستند. امروزهخ کلیات این نظریه مورد قبول است البته تفاوت های زیادی در جزییات وجود دارد، از جمله اینکه برخی از ژنها بیش از یک آنزیم یا پروتئین می سازند و یا اینکه بر خی از آنزیم ها محصول فعالیت چند ژن هستند. در نهایت اوایل قرن بیستم با کشف آرچیبالد گرود در خصوص بیماری آلکاپتونوریا مفهوم بیماری های متابولیک شکل گرفت. در بیماری آلکاپتونوری فرد بیمار هیچ نسخه سالمی از ژن سازنده آنزیم مسئول تجزیه ماده ای به نام اسید هموجنتیسیک را که در ادرار انسان دیده می شود ندارد و لذا فرد بیمار نمی تواند این ماده را تجزیه نماید و در نتیجه اسید هموجنتیسیک در ادرار فرد تجمع کرده و در نهایت باعث تغییر رنگ ادرار در معرض نور خورشید به رنگ سیاه می شود. بیماری آلکاپتونوری توانست به سادگی مفهوم بیماری متابولیک را ترسیم نماید.

در تمامی بیماری های متابولیک همانند آنچه در مورد آلکاپتونوریا گفته شد در اثر نقایص ژنتیکی در ژنهایی ایجاد می شوند که محصول این ژنها مسئول ساخته شدن آنزیم هایی است که در چرخه ها و مسیر های متابولیکی بدن نقش دارند. هر گاه در هر یک از چرخه ها و مسیر های متابولیسم به دلیل نبود یک آنزیم خاص بلاک ایجاد شود در نتیجه آن ماده قبل از آن آنزیم در بدن افزایش می یابد و ماده محصول آن واکنش (ماده بعد از آنزیم) در بدن دچار کمبود خواهد شد. بسته به اینکه این تجمع و کمبود در چه مسیری و در چه اندامی رخ می دهد بیماری های مختلفی ایجاد می شود. امروزه بیش از 600 بیماری متابولیک شناسایی شده است که تمامی آنها در آزمایشگاه مندل قابل بررسی هستند. در تصویر زیر نحوه از کار افتادن یک مسیر متابولیک دیده می شود. در مجموع این 600 بیماری با فراوانی حدود 40 مورد در هر 100.000 تولد گزارش شده اند. البته به دلیل فراوانی بالای ازدواج های فامیلی در ایران متاسفانه شاهد آمار بیشتی از این گونه بیماری ها هستیم و متاسفانه آمار دقیقی از میزان بروز آنها در دست نیست.

تصویر- نحوه بروز اختلال در یک مسیر متابولیکی

بر اساس اینکه نقص متابولیک در کدام یک از مسیر های بیوشیمیایی بدن رخ می دهد گروه های مختلفی از بیماری های متابولیک را شاهد هستیم که شامل موارد زیر می شوند:

بیماری های متابولیسم اسید های آمینه و پپتیدها

در این گروه از بیماری ها نقایص آنزیمی در مسیر های ساخت و تجزیه اسید های آمینه منجر به ازدیاد یک اسید آمینه (یا محصول فرعی آن) و کمبود یک یا چند اسید آمینه دیگر خواهد شد. تجمع این مواد بیولوژیک باعث می شود تا آنها وارد چرخه های فرعی دیگر شوند و عمدتا در نهایت موادی همانند اوره و آمونیاک زیادی در نتیجه تجزیه آنها ایجاد می شود که این مقادیر زیاد آمونیاک و سایر مواد فرعی حاصله در بسیاری از موارد به بافت مغز در حال رشد نوزاد آسیب وارد کرده و منجر به ایجاد عقب افتادگی های ذهنی خفیف تا شدید در بیماران می شود. بسیاری از بیماری های این گروه در صورت انجام غربالگری نوزادان  قابل شناسایی زودرس و ممانعت از ایجاد آسیب به مغز و سایر اندامهای حیاتی خواهد شد. در راس بیماری های این گروه فنیل کتونوری یا اختلال متابولیسم اسید آمینه فنیل آلانین قرار دارد که در کشور ما نسبتا شایع می باشد. از طریق این لینک می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص این گروه از بیماری ها کسب نمایید.

بیماری های متابولیسم کربوهیدرات ها

اختلالات مادرزادی متابولیسم کربوهیدرات ها به زیر مجموعه های زیادی تقسیم می شود که شامل بیماری های عدم تحمل همانند عدم تحمل لاکتوز و بیماری نادر تر عدم تحمل دی ساکارید ها و همچنین گروه بزرگ بیماری های ذخیره ای گلیکوژن می باشد. از طریق این لینک می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص این گروه از بیماری ها کسب نمایید.

بیماری های متابولیسم استروئیدها

اختلالات متابولیسم استروئید ها شامل تعدادی اختلالات مادرزادی اتوزومی مغلوب مربوط به مسیرهای بیوسنتز کورتیزول می باشد. این اختلالات می توانند سبب نرینگی (تغییر حالت اندام تناسلی جنین مونث به مذکر، Virilization) همراه با از دست دادن املاح در هر دو جنس بیماران مونث و مذکر به علت نقص در هورمون آلدوسترون می شود. همچنین در این گروه نقایص گیرنده آندروژن منجر به عدم ایجاد اندام های تناسلی مذکر در جنین های با کاریوتایپ 46,XY شده و ظاهر آنها مونث خواهد شد. از طریق این لینک می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص این گروه از بیماری ها کسب نمایید.

بیماریهای متابولیسم لیپید ها (چربی ها) و لیپوپروتئین ها

این گروه طیف وسیعی از از بیماری ها را در بر می گیرد که در آنها متابولیسم کلسترول، تری گلیسیرید ها و لیپوپروتئین ها تحت تاثیر قرار می گیرند و از این جنبه که پیامد آنها مرتبط با بیماری های قلبی و عروقی می باشد، مهم هستند. از طریق این لینک می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص این گروه از بیماری ها کسب نمایید.

بیماری های متابولیسم اسید چرب و کتوبادی ها و لیپید ها

این گروه از بیماری ها عمدتا شامل نقایص مختلفی در انتقال و چرخه متابولیسم کارنیتین (مولکولی که در انتقال اسید های چرب با زنجیره بلند به درونو یا بیرون میتوکندری ها نقش دارد) می باشد. بیماری های بسیار زیاد و مهمی در این گروه قرار دارند که متعاقبا در سایر قسمت های همین وب سایت مورد بررسی قرار گرفته اند.

بیماری های متابولیسم انرژی

دو واکنش مهم در بدن که مسئولتولید انرژی بوده و عمدتا در اندامک های میتوکندری رخ می دهد شامل کمپلکس پیرووات دهیدروژناز و همچنین زنجیره تنفسی میتوکندری می باشد که بروز هر گونه خللی در این دو مجموعه منجر به کاهش سطح تولید انرژی در سلولها خواهد شد. بخش عمده این از یماری های مختلف همانند برخی نابینایی ها، ناشنوایی، فلج و صرع و تشنج می تواند در اثر بیماری های این گروه ایجاد شود.

بیماری های متابولیسم پورین، پیریمیدین و نوکلئوتید ها

نوکلئوتید ها اجزای سازنده مولکول های DNA و RNA هستند که مسئول حفظ اطلاعات ژنتیکی در بدن انسان می باشند. در این گروه بیماری هایی همانند نقرس (اولیه و ثانویه) و سندروم لش - نیهان (Lesch-Nyhan) و تعداد دیگری از نقایص نوکلئوتید ها قرار دارند. از طریق این لینک می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص این گروه از بیماری ها کسب نمایید.

بیمارهای پورفیرین و متابولیسم هم

مولکول هم (Heme) جز اصلی سزنده هموگلوبین در گلوبول های قرمز خون و مسئول انتقال صحیح اکسیژن و دی اکسید کربن به داخل و خارج از بدن می باشد. اختلالات پورفیرین و هم  که در اثر نقص آنزیم های دخیل در مسیر ساخت این مولکول ها رخ می دهند می توانند انواع زیادی از بیماری های پورفیری مادرزادی را ایجاد کنند. از طریق این لینک می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص این گروه از بیماری ها کسب نمایید.

بیماری های لیزوزومی

لیزوزوم ها اندامک های درون سلولی هستند که در ذخیره و توزیع مواد غذایی و حیاتی مورد نیاز سلول نقش دارند و بخشی از فرآیند هضم مواد غذایی در آنها رخ می دهد. در بسیاری از بیماری های این گروه نقص در یکی از آنزیم های این اندامک نجر به تجمع مواد در لیزوزوم ها می شود که منجر به بروز طیف ئسیعی از بیماری های ذخیره ای لیزوزومی همانند سندروم هانتر، هولر و انواع موکوپلی ساکاریدوز ها می شود.

بیماری های پراکسیزومی

پراکسیزوم ها اندامک های درون سلولی هستند که دارای غشای لیپیدی (ساخته شده از چربی) دو لایه هستند و درون تمام سلول ها وجود دارند. حضور این اندامک ها به ویژه در سلول های کبدی و پارانشیم کلیه نقش بسزایی در واکنش های اکسیداسیون اسید های چرب و متابولیسم کلسترول دارند. دو دسته از اختلالات پراکسیزوم ها وجود دارد که شامل اختلالات بیوژنز (ساخت) پروکسی زوم ها نظیر سندروم زلویگر که در آن تعداد پروکسی زوم ها به شدت کاهش می یابد و نقایص آنزیم های درون پروکسی زوم ها همانند بیماری آدرنولوکودیستروفی می باشند.

بیماری های متابولیسم عناصر کمیاب و فلزات

عناصری همانند آهن و مس، منگنز، مولیبدن و سایر انواع فلزات و عناصر کمیاب نقشی بسیار حیاتی در برخی پروسه های زیستی دارند و طیف وسیعی از بیماری های مختلف می تواند در اثر نقص در متابولیسم این عناصر ایجاد شود که شایع ترین آنها بیماری ویلسون است که در اثر تجمع مس در بدن ایجاد می شود. از طریق این لینک می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص این گروه از بیماری ها کسب نمایید.

گروه های کمتر شایعی از بیماری های متابولیک نیز وجود دارند که در ادامه فقط به ذکر نام آنها اکتفا شده است:

• بیماری های متابولیسم زنوبیوتیک ها
• بیماری های متابولیسم نوروترانسمیتر
• بیماریهای متابولیسم ویتامین ها و کو فاکتورها
• بیمارهای متابولیسم گلیکولیزاسیون و اصلاح پروتئین ها

شرایط انجام آزمایش:

• بهترین نوع نمونه خون تام در لوله EDTA می باشد.
• انجام مشاوره ژنتیک قبل از آزمایش و تکمیل فرم های مربوطه الزامی است.
• مدت زمان انجام آزمایش از 2 تا 5 ماه متغییر است.
• برای انجام آزمایش نیازی به ناشتا بودن وجود ندارد.
• بعد انجام مرحله اولیه ممکن است نیاز به جلسات مجدد مشاوره ژنتیک وجود داشته باشد.
• نتیجه اولیه در یک بازه زمانی بین 15 الی 30 روز بعد از نتیجه اولیه مورد تایید نهایی قرار خواهد گرفت (بدون اخذ هزینه مازاد).
• بسته به نتایج حاصله ممکن است نیاز به نمونه گیری از سایر اعضای خانواده نیز وجود داشته باشد.
   

محدودیت آزمایش:

• در مواردی نتیجه به دست آمده از آزمایش ممکن است با اطلاعات علمی موجود قابل تفسیر نباشد و نیاز به مراحل تکمیلی بیشتری وجود داشته باشد.
• هزینه زیاد این آزمایش از دیگر محدودیت های آن می باشد.