A 20. század elején Archibald E. Garrod brit orvos és egyetemi tanár megpróbálta egyesíteni két tudományos tudományág, nevezetesen a genetika és a biokémia ismereteit, és ezeket felhasználva elmagyarázni szakértőknek és laikusoknak, hogy az anyagcsere veleszületett rendellenességei/betegségei felmerülhet.
A. F. Garrod interdiszciplináris megközelítésének köszönhetően elsőként feltételezte, hogy az anyagcsere folyamatok genetikai kontroll alatt állnak. Az anyagcserezavarok súlyos következményekkel járhatnak az érintett egyének számára. Sikertelenek a kémiai változások biokémiai átalakulása során organizmusaikban végbemenő kémiai változások sorozatának bizonyos lépései. A genetikai és biokémiai ismeretek ötletes kombinációja ötletet adott Dr. Garrodnak, hogy a gének akár az egyének kémiai "összetételére" is hatással lehetnek. Garrod professzor a négy genetikailag meghatározott anyagcsere-betegség természetének tisztázására összpontosított, nevezetesen albinizmus, alkaptonuria, cystinuria és pentosuria, amely 1909-ben "Az anyagcsere veleszületett hibái" című munkájában leírja, feltételezve az anyagcserében genetikailag meghatározott blokkok létezését.
Albinizmus, alkaptonuria és más örökletes anyagcsere-betegségek - fenilketonuria két bázikus aromás aminosav metabolizmusához kapcsolódó biokémiai utak blokkolása okozza, nevezetesen fenilalanin és tirozin, amelyet az ember az étellel elfogyasztott fehérjékből nyer. Míg az albinizmust az jellemzi, hogy az érintett egyén képtelen szintetizálni a melanint, az alkaptonuria, a cystinuria és a pentozuria jellemzője egy közös tulajdonság, nevezetesen bizonyos anyagok vizelettel történő kiválasztása. Alkaptonuriában homogentisav, cisztinuriában a cisztein aminosav, pentosuriában pedig a cukor xilulóz ürül a vizelettel. Meglepő módon az alkaptonuriától és a cystinuriától eltérően a pentosuria nem orvosilag súlyos anyagcsere-rendellenesség, amely különleges kezelést igényel.
Mi az albinizmus és hogyan nyilvánul meg?
Az albinizmus örökletes betegség, ezért egy család több tagját is érintheti. Minden faj egyénét érinti, és tipikus tünetei születésüktől kezdve nyilvánulnak meg. Az "albinizmus" szó a latin "albus" szóból származik, ami fehéret jelent. Egészségügyi szervezetek szerint világszerte minden 20.000 ember egy ritka veleszületett rendellenességben szenved, például albinizmusban. Ennek a betegségnek a lényege a funkcionális tirozináz enzim hiánya, amely elengedhetetlen a termeléshez melanin. (Az inaktív tirozináz enzim miatt a metabolikus út blokkolva van, amelyben a tirozin aminosav melaninná változik).
Mi is pontosan a melanin? A melanin sötétbarna-fekete pigment, amely természetesen nemcsak az emberi testben, hanem a protozoonokban, a növényekben és az állatokban is előfordul. Az emberi testben ez a pigment a bőr bőrében, hajában és a szem retinájában található meg. Fontos szerepe van az egészséges egyéneknél - felelős az UV sugárzás elleni védelemért. A fogyatékkal élők esetében az ún. albínó, A melaninhiány nemcsak enyhébb bőrszínt okoz (ami sokkal érzékenyebb az UV sugárzásra, mint egészséges egyének bőrén), hanem szőke és fehér színű hajat és hajat is okoz. Mivel az albínóknak az íriszben nincs pigmentje, a szemük vörös, amelyet a kis erek áttetszősége okoz. Az albinok érzékenyek a fényre, azaz. j. könnyű öblítés. Ezért kerülniük kell a közvetlen napfényt és napszemüveget kell viselniük. Sajnos a modern orvostudomány fejlődése ellenére nincs hatékony terápia az albinizmus számára. Az albinizmusban szenvedők azonban sokáig, többé-kevésbé egészségesen élhetnek, akárcsak bárki más. Az albínóra a legnagyobb veszélyt a bőrrák magas kockázata jelenti, amely sokkal könnyebben és gyorsabban fejlődik ki ezeknél az egyéneknél, mint kellően pigmentált egyéneknél.
Az albinizmus az egyik veleszületett ún. autoszomális recesszív betegségek, ami azt jelenti, hogy csak akkor nyilvánul meg, ha a gyermek mindkét szülőtől recesszív alléleket szerez (vagyis a melaninszintézisért felelős gén mutáns/nem funkcionális formái). Ha a gyermek az egyik szülőtől örökölte a normál melaninszintézisért felelős domináns allélt és a másik mutáns-recesszív allélt, az egészséges lesz, és a betegség egyáltalán nem jelentkezik. Ennek a betegségnek (pontosabban ennek a mutáns allélnek) hordozójaként azonban kockázatot jelent utódai számára, ha ugyanabban a házasságban házasodik ugyanazzal a hordozóval.
Milyen hatással van az albinizmus az állatokra?
Az albinizmus csak az ember nem kívánt "kiváltsága"? Ha más élő organizmusokban keresünk melanint, akkor a melanin megtalálható a madarak tollában, a rovarok csontvázában, a hüllők bőrében, az állatok bőrében és szőrében és hasonlókban. Ha hiányzik belőlük, az albínók az állatvilágban is megjelennek. Az albinizmust gyakran látásromlás kíséri, amely a szem és az agy közötti idegkapcsolat zavara miatt következik be. Amikor egy vadállat albínóként születik, gyakran „halálra ítélik”. Az erős fehér szín és a látási problémák ideális prédává teszik a ragadozók számára. Becslések szerint minden 10 000 született emlősre egy albínó tartozik. Ez azt jelenti, hogy az albínó állatok viszonylag ritkák. A sarkvidéken a pigmentvesztés még biztonságosabb életet biztosít az állati albínó állatok számára. Az emberek gyakran szépnek tartják őket, mert sok közülük egyedülálló. Nem meglepő, hogy egyes nemzetek még imádták is őket. Az indiánok számára például a fehér bölény a hatalom és a boldogság szimbóluma volt. A legtöbb művészetkedvelő számára a fehér galamb, Pablo Piccassus - a béke hírnöke - műveinek köszönhetően.
Tudja az albinizmus ellentétét?
Az elégtelen melanin festéktermeléssel járó rendellenességeket albinizmusnak nevezzük, de mik azok az állapotok, amikor a melanin túltermelése bekövetkezik? Az ilyen rendellenességeket, amelyek a bőr sötét elszíneződését vagy sötét foltok megjelenését okozzák, nevezzük melanizmus és ellentétesek az albinizmussal. Állítólag nemcsak a genetika felelős a melanizmusért, hanem a természet is, amely "elrendezte" a legtöbb sötét állat jobb életét. Azoknak az állatoknak, amelyekben feleslegben van sötét pigment, és így a fekete, általában vastagabb kabátok, ellenállóbbnak bizonyultak a külső hőmérséklet változásai és a "szeszélyes" időjárás. A sötét állatok másik előnye a könnyebb "álcázás", különösen éjszaka, amikor jobban beleolvadnak a környezetükbe. Az egyik legismertebb faj, amelyben a melanizmus gyakran előfordul, a "fekete párduc" néven ismert foltos leopárd.
Alkaptonuria - ochronosis és gyakori előfordulása Szlovákiában
Az alkaptonuria az első olyan emberi betegség, amelyet Dr. A. E. Garrod "veleszületett anyagcserezavarként" ír le, amely az öröklődő autoszomális recesszív betegségek egyike. Az ókori Egyiptomban azonban már ismert volt. 1500 körül találtak sérült csontokkal rendelkező múmiát. Ezek azt jelezték, hogy ezek az anyagcserét befolyásoló örökletes betegségre jellemző megnyilvánulások. 1859-ben Bodeker bevezette az orvosi gyakorlatba az "alkaptonuria" nevet. Az ismert német patológus, R. Virchov 1866-ban részletesen leírta az esetet ochronosis - morbid szövetfeketedés, ill. népi nevén fekete csontbetegség. A kinyilatkoztatás alapvető koncepciójával okoz veleszületett anyagcserezavarok azonban a zseniális Sir Alchibald E. Garrod következményei.
Az alkaltonuria az aromás aminosavak, a fenilalanin és a tirozin metabolizmusának örökletes rendellenessége, amelyben a homogentisav nem hasad el a homogentisinsav-oxidáz enzim aktivitásának hiánya miatt. Vagy a vizelettel ürül, ezzel elsötétedik, vagy oxidációs terméke, az úgynevezett. ochronotikus pigment különféle kötőszövetekbe (porc, szalagok, csontok), kisebb mértékben a belső membránba (endocardium), a vesékbe, a tüdőbe és a dobhártyába. A csontok azonban leginkább érintettek. Az alkaptonurikumok szövődménye a vesekő megállapítása, még gyermekkorban is. Sajnos csak a tünetek kezelhetők, nem maga az anyagcserezavar. Egy patogén/mutáns humán gén lokalizációja autoszómába. 3.
Az alkaptonuriát a laikusok is feltárják
Nem csak szakértők, hanem laikusok is felfigyeltek arra a homogentisavra, amelyet a Garrod-korszakban hívtak alkapton, feketévé válik a levegőben, így a betegséget viszonylag könnyen felismerhetik a nem szakértők. Csecsemőknél például a fekete pelenka és a sötét fülzsír megbízható mutatója ennek az anyagcserezavarnak.
Miért tartozik Szlovákia azon országok közé, ahol a legtöbb az alkaptonuria előfordulása?
Az alkaptonuria ritka betegség, amelynek globális előfordulása alacsony (250 000–1 millió lakosra 1 eset fordul elő). Érdekes, hogy korábban előfordult, de Szlovákiában még mindig sokkal gyakrabban fordul elő, mint a világ más országaiban, nevezetesen 19 000 újszülöttre 1 fogyatékos gyermek. Mi volt az oka annak, hogy ez az anyagcserezavar különösen a Kysuce felső részén, az Árva és a Horehronie területén született gyermekeknél jelentkezett? Hozzájárult ehhez az a tény, hogy e területek lakossága az 1950-es évekig nagyrészt elszigetelt volt. (Ezeken a területeken úgynevezett genetikai izolátumokat hoztak létre). Elszigetelt enklávékban gyakori volt az együttélés (pl. Unokatestvér és unokatestvér között), lehetővé téve mindkét szülőnek, hogy akaratlanul "biztosítsa" utódainak a homogén sav-oxidáz enzim gén mutáns, recesszív alléljait, ezáltal "komoly genetikai állapotot" adva nekik. rendellenesség.
Cystinuria - olyan betegség, amelyben a kövek fájdalmat okoznak
A cystinuria egy örökletes autoszomális recesszív betegség, amelyet a vese tubulusok képtelenek a vizeletből a vérbe visszaszívni (visszaszívni) a cisztein aminosavat (pontosabban annak oxidált formáját - cisztint), ami fehér cisztin kövek ismételt képződéséhez vezet. (hatszög alakú) főleg a vesékben, de az ureterben és a hólyagban is. A kövek jelenléte nagyon fájdalmas.
A cystinuria az egyik eset az ún. aminosav, amelyet a magas aminosavszint és a fokozott vizeletürítés jellemez. A cystinuriát az SLC3A1 és SLC7A9 gének mutációi okozzák, kódolva az ún. transzporterfehérjék, amelyek mutáns formája megakadályozza az aminosavak (cisztein, lizin, ornitin, arginin) megfelelő visszaszívódását. Egészséges egyéneknél a transzporterfehérje lehetővé teszi bizonyos aminosavak - köztük a cisztein - újrafelnyelődését - a vizeletből a vérbe szállítását. Ezeknek a géneknek a mutációi károsítják a transzporter fehérje azon képességét, hogy visszaszívja az aminosavakat, amelyek aztán a vizeletben koncentrálódnak.
Néprajzi és nemi különbségek
Jelentős néprajzi különbségek vannak a cystinuria előfordulásában. Például elég magas a líbiai zsidó lakosság körében. 1 500 fogyatékos gyermek van 2500 újszülött számára. Svédországban az előfordulási arány nagyon alacsony, csak 1: 100 000, a globális átlag pedig 1: 7 000 körül van. Cystinuria minden életkorú betegnél előfordul, de vese/vese kólika (hirtelen, súlyos, görcsös és ingadozó hasi fájdalom) általában 15 éves kor körül nyilvánul meg. Az érintett férfi egyéneknél a betegség súlyosabb lefolyású. A cystinuriában szenvedő személyeket krónikus vesekárosodás fenyegeti, amelyet gyakran kellemetlen fájdalom kísér. A betegség tüneteinek "kezelése" inkább megelőzésből áll, pl. a cisztein/cisztin koncentrációjának célzott csökkentése a vizeletben, amely megnövekedett folyadékbevitel, a vizelet lúgosításával (lúgosra/bázissá váltás) érhető el a cisztein oldhatóságának növelése érdekében vagy farmakoterápia ciszteint kötő készítmények alkalmazásával.
Pentosuria - anyagcsere-rendellenesség, amelyet nem kell kezelni
A fenilketonuria szintén veleszületett anyagcsere-betegség
Hogyan keressük meg az anyagcserezavarokban szenvedő potenciális betegeket?
Az örökletes anyagcserezavarok a ritka betegségek klinikailag, biokémiailag és genetikailag heterogén csoportját jelentik. Mivel négyük előfordulásának okát Garrod professzor tisztázta, számuk több mint 900-ra nőtt. A metabolikus rendellenességek diagnosztizálásakor a biokémiai, hematológiai elemzések, valamint a speciális anyagcsere- és képalkotó vizsgálatok eredményeit össze kell kapcsolni. A potenciális betegek felkutatásakor országos újszülött laboratóriumi szűrést végeznek a metabolitok vizeletben történő koncentrációjának (pl. Cisztein, homogenátum stb.), Valamint az enzimek és a transzportfehérjék aktivitásának meghatározására. A szűrés részét képezik a szövetbiopszia szövettani vizsgálata és a DNS-elemzés is. Ha egy gyermeket örökletes anyagcserezavarral gyanúsítanak, és annak klinikai tüneteit megtalálják, akkor célzott vizsgálaton esik át az ún. szelektív szűrés.
Az anyagcserezavarok tüneteinek kezelése
A tudomány fejlődésével és új ismeretek hozzáadásával összefüggésben bebizonyosodott, hogy több tünet, de nem e ritka veleszületett anyagcserezavarok jellege, szándékosan befolyásolható és módosítható. A tünetek kezelésének eljárásai az adott patogenetikai (a betegség kialakulásához fontos) mechanizmustól függenek, és magukban foglalhatják bizonyos étrendben lévő anyagok, pl. alacsony fehérjetartalmú étrend alkalmazása kiválasztott aminosavak keverékének adagolásával, egyrészt szubsztitúciós kezelés, amely a nem funkcionális enzimek funkcionálisakkal történő helyettesítését vagy aktivitásuk helyreállítását jelenti kofaktorok (nem fehérjés alacsony molekulájú anyagok) alkalmazásával komplex enzimek részét képező természet), pl piridoxin homocisztinuriában, de "mutáns"/nem funkcionális enzimeket stabilizáló anyagok, pl. szapropterin fenilketonuriában stb. Sajnos a veleszületett anyagcserezavarok génterápiája még mindig "csak a jövő zenéje".
Szerző: prof. RNDr. Eva Miadoková, dr. a pozsonyi Comenius Egyetem Természettudományi Karának Reach-en belüli Science Reach szerkesztőségének
Fotó: prof. Archívumából RNDr. Eva Miadoková, dr.