اختلالات متابولیسم اسیدهای آمینه و اسیدمی‌های آلی

اختلالات متابولیسم اسیدهای آمینه (Aminoacidopathies) و اسیدمی‌های آلی (organic acidemias) خطاهای مادرزادی در متابولیسم اسیدهای آمینه هستند. در اختلالات متابولیسم اسیدهای آمینه، نقص آنزیمی باعث تجمع یک اسید آمینه (یا مشتق مستقیم آن) می‌شود، مانند فنیل‌کتونوری یا بیماری ادرار شربت افرا؛ در اسیدمی‌های آلی، نقصی در مسیر کاتابولیک باعث تجمع اسیدهای آلی غیر آمینه‌ای می‌شود، مانند متیل‌مالونیک اسیدمی و پروپیونیک اسیدمی. هر دو نمونه‌های کلاسیک بیماری‌های متابولیک از نوع مسمومیت (intoxication-type) هستند.

Definition

اختلالات متابولیسم اسیدهای آمینه و اسیدمی‌های آلی، اختلالات ارثی کاتابولیسم اسید آمینه هستند که در آنها کمبود آنزیم باعث تجمع یک اسید آمینه یا واسطه‌های اسید آلی پایین‌دستی می‌شود و معمولاً بیماری از نوع مسمومیت با عدم جبران متابولیک ایجاد می‌کند.

Scope

این مدخل به منطق مشترک انسداد در کاتابولیسم اسید آمینه، تمایز بین اختلالات متابولیسم اسیدهای آمینه و اسیدمی‌های آلی، نشانگرهای بیوشیمیایی مورد استفاده برای تشخیص آنها (اسیدهای آمینه پلاسما، اسیدهای آلی ادرار، آسیل‌کارنیتین‌ها) و جایگاه آنها در غربالگری نوزادان می‌پردازد. اختلالات خاص به عنوان نمونه‌های توضیحی استفاده می‌شوند و به صورت جداگانه مورد بررسی قرار نمی‌گیرند و هیچ توصیه مدیریتی ارائه نمی‌شود.

Key concepts

• مسیرهای کاتابولیک اسید آمینه
• فنیل‌کتونوری (کمبود فنیل‌آلانین هیدروکسیلاز)
• بیماری ادرار شربت افرا (کمبود کتواسید دهیدروژناز شاخه‌دار)
• متیل‌مالونیک اسیدمی و پروپیونیک اسیدمی
• بیماری متابولیک از نوع مسمومیت
• پروفایل‌سازی اسید آمینه پلاسما و اسید آلی ادرار
• هیپرآمونمی و اسیدوز متابولیک به عنوان ویژگی‌های ثانویه
• غربالگری نوزادان و مفاهیم محدودیت رژیم غذایی

Mechanisms

اسیدهای آمینه از طریق مراحل آنزیمی منظم تجزیه می‌شوند؛ انسداد در اوایل چنین مسیری باعث تجمع خود اسید آمینه می‌شود (یک اختلال متابولیسم اسید آمینه)، در حالی که انسداد در یک واسطه اسید آلی بعدی، یک اسیدمی آلی ایجاد می‌کند. در فنیل‌کتونوری، کمبود فنیل‌آلانین هیدروکسیلاز باعث افزایش فنیل‌آلانین خون می‌شود که در غلظت‌های بالا نوروتوکسیک است – ناهنجاری که فولینگ (Folling) ابتدا از طریق اسید فنیل‌پیرویک ادرار تشخیص داد. در اسیدمی‌های آلی مانند متیل‌مالونیک اسیدمی و پروپیونیک اسیدمی، نقص در کاتابولیسم اسیدهای آمینه شاخه‌دار و سایر پیش‌سازها باعث تجمع اسیدهای آلی سمی می‌شود که اغلب با اسیدوز متابولیک ثانویه، هیپرآمونمی و عدم جبران حاد ناشی از استرس کاتابولیک همراه است. این نشانه‌های بیوشیمیایی متمایز – قابل اندازه‌گیری به عنوان اسیدهای آمینه پلاسما، اسیدهای آلی ادرار و آسیل‌کارنیتین‌های خون – امکان غربالگری و اولویت‌بندی گروه‌های کامل اختلالات را فراهم می‌کند و مبنای دستورالعمل‌هایی مانند دستورالعمل‌های بومگارتنر (Baumgartner) و همکارانش را تشکیل می‌دهد.

Clinical relevance

این اختلالات نشان می‌دهند که چگونه نقص آنزیمی در تجزیه اسید آمینه به یک پروفایل بیوشیمیایی مشخص و الگوی بیماری از نوع مسمومیت تبدیل می‌شود. شناخت این دسته‌بندی‌ها توضیح می‌دهد که چرا بسیاری از آنها اهداف غربالگری نوزادان هستند و چرا بررسی‌های تشخیصی بر تجزیه و تحلیل اسید آمینه و اسید آلی متکی هستند. این مدخل یک مرور کلی مرجع است و توصیه‌های تشخیصی یا درمانی فردی ارائه نمی‌دهد.

Epidemiology

اختلالات متابولیسم اسیدهای آمینه و اسیدمی‌های آلی، اگرچه به صورت جداگانه نادر هستند، اما در مجموع از اهمیت بالایی برخوردارند و به طور برجسته‌ای در پانل‌های غربالگری گسترده نوزادان قرار می‌گیرند. فنیل‌کتونوری از جمله مواردی است که بیشتر تشخیص داده می‌شود؛ شیوع هر اختلال بسته به جمعیت و روش غربالگری متفاوت است.

History

این حوزه در سال ۱۹۳۴ زمانی آغاز شد که آس‌بیورن فولینگ (Asbjorn Folling) اسید فنیل‌پیرویک را در ادرار خواهر و برادرهای دارای ناتوانی ذهنی شناسایی کرد و یک متابولیت قابل اندازه‌گیری را به یک بیماری ارثی که بعدها فنیل‌کتونوری نام گرفت، مرتبط ساخت. معرفی بعدی غربالگری نوزادان برای فنیل‌کتونوری و توسعه پروفایل‌سازی کروماتوگرافی و طیف‌سنجی جرمی، تشخیص را به بسیاری از اختلالات متابولیسم اسیدهای آمینه و اسیدمی‌های آلی گسترش داد، و دستورالعمل‌های اجماع مدرن، مانند دستورالعمل‌های بومگارتنر و همکارانش برای متیل‌مالونیک اسیدمی و پروپیونیک اسیدمی، اکنون ارزیابی آنها را کدگذاری می‌کنند.

Key figures

• Asbjorn Folling
• Nenad Blau
• Matthias Baumgartner
• Jean-Marie Saudubray

Seminal works

• folling-1934
• blau-2010-pku
• baumgartner-2014

Frequently asked questions

تفاوت بین اختلال متابولیسم اسید آمینه و اسیدمی آلی چیست؟

در اختلال متابولیسم اسید آمینه، انسداد در اوایل تجزیه یک اسید آمینه است، بنابراین خود اسید آمینه تجمع می‌یابد (مانند فنیل‌کتونوری). در اسیدمی آلی، انسداد در مرحله بعدی است، بنابراین واسطه‌های اسید آلی غیر آمینه‌ای تجمع می‌یابند (مانند متیل‌مالونیک اسیدمی یا پروپیونیک اسیدمی).

چرا این اختلالات اغلب از طریق غربالگری نوزادان یافت می‌شوند؟

بسیاری از آنها نشانه‌های متمایز اسید آمینه یا اسید آلی تولید می‌کنند که قبل از بروز علائم در یک لکه خون خشک قابل تشخیص هستند، و برخی از آنها در صورت عدم تشخیص زودهنگام می‌توانند آسیب‌های جبران‌ناپذیری ایجاد کنند، به همین دلیل در پانل‌های غربالگری گنجانده شده‌اند.