بیماری‌های ذخیره گلیکوژن

بیماری‌های ذخیره گلیکوژن اختلالات ارثی هستند که در آن‌ها نقص آنزیمی در سنتز یا تجزیه گلیکوژن منجر به مقدار یا ساختار غیرطبیعی گلیکوژن در بافت‌ها، عمدتاً کبد و عضله می‌شود. این بیماری‌ها به طور کلاسیک بر اساس نوع (به عنوان مثال نوع I / فون ژیرکه، نوع II / پومپه، نوع V / مک‌آردل) و بر اساس آنزیم درگیر شماره‌گذاری می‌شوند و به طور کلی به اشکال کبدی که هموستاز گلوکز خون را مختل می‌کنند و اشکال عضلانی که تأمین انرژی به عضلات در حال کار را مختل می‌کنند، تقسیم می‌شوند.

Definition

بیماری ذخیره گلیکوژن یک اختلال ارثی است که ناشی از کمبود آنزیمی در سنتز، تجزیه یا تنظیم گلیکولیتیک گلیکوژن است که منجر به تجمع بیش از حد یا ساختار غیرطبیعی گلیکوژن می‌شود، که اغلب در کبد، عضلات اسکلتی یا هر دو رخ می‌دهد.

Scope

این مدخل مفهوم مشترک انسداد در متابولیسم گلیکوژن، تمایز بین فنوتیپ‌های کبدی و عضلانی، نقص‌های آنزیمی اصلی، و استدلال بیوشیمیایی مورد استفاده برای مکان‌یابی آن‌ها را پوشش می‌دهد. زیرگروه‌های بیماری‌های فردی فقط برای توضیح دسته‌بندی‌ها توصیف شده‌اند. این یک مرور کلی مرجع است و راهنمایی برای مدیریت هیچ گلیکوژنوز خاصی نیست.

Key concepts

• سنتز گلیکوژن و گلیکوژنولیز
• کمبود گلوکز-۶-فسفاتاز (نوع I، فون ژیرکه)
• کمبود آلفا-گلوکوزیداز اسیدی (نوع II، پومپه)
• کمبود میوفسفریلاز (نوع V، مک‌آردل)
• فنوتیپ‌های کبدی در مقابل عضلانی
• هیپوگلیسمی ناشتایی و هپاتومگالی
• عدم تحمل ورزش و پدیده نفس دوم
• تجمع گلیکوژن لیزوزومی در مقابل سیتوزولی

Mechanisms

گلیکوژن پلیمر ذخیره‌ای شاخه‌دار گلوکز است؛ سنتز و تجزیه آن توسط زنجیره‌ای از آنزیم‌ها کنترل می‌شود و نقص در هر مرحله یک اختلال متمایز ایجاد می‌کند. در اشکال کبدی مانند نوع I، کمبود گلوکز-۶-فسفاتاز از آزاد شدن گلوکز آزاد توسط کبد در طول ناشتایی جلوگیری می‌کند و باعث هپاتومگالی و هیپوگلیسمی ناشتایی همراه با اسیدوز لاکتیک می‌شود؛ اثبات عدم فعالیت گلوکز-۶-فسفاتاز کبدی توسط کوری و کوری برای اولین بار یک گلیکوژنوز بالینی را به یک نقص آنزیمی خاص مرتبط کرد. در اشکال عضلانی مانند نوع V، کمبود میوفسفریلاز، بسیج گلیکوژن را در طول ورزش مسدود می‌کند و باعث عدم تحمل ورزش و پدیده مشخص «نفس دوم» می‌شود. نوع II (پومپه) متمایز است زیرا گلیکوژن به دلیل کمبود آلفا-گلوکوزیداز اسیدی در لیزوزوم‌ها تجمع می‌یابد، که آن را هم یک گلیکوژنوز و هم یک اختلال ذخیره لیزوزومی می‌سازد.

Clinical relevance

بیماری‌های ذخیره گلیکوژن یک نقص آنزیمی واحد را به الگوهای قابل تشخیص – هیپوگلیسمی ناشتایی همراه با هپاتومگالی، یا علائم عضلانی ناشی از فعالیت – مرتبط می‌کنند و بنابراین نشان می‌دهند که چگونه منطق مسیر، طبقه‌بندی را هدایت می‌کند. دستورالعمل‌های عملی مانند دستورالعمل‌های کالج آمریکایی ژنتیک پزشکی و ژنومیک نحوه تشخیص و نظارت بر نوع I را سازماندهی می‌کنند. این مدخل آن چشم‌انداز را برای مرجع خلاصه می‌کند و توصیه‌های تشخیصی یا درمانی فردی ارائه نمی‌دهد.

Epidemiology

بیماری‌های ذخیره گلیکوژن به صورت جداگانه نادر هستند؛ نوع I و نوع II از جمله اشکال شایع‌تر توصیف شده‌اند و چندین مورد اکنون از طریق آزمایش آنزیم، آزمایش بیوشیمیایی، یا برای بیماری پومپه، غربالگری نوزادان در برخی برنامه‌ها قابل تشخیص هستند. شیوع دقیق بر اساس جمعیت و تشخیص متفاوت است.

History

بیماری‌های ذخیره گلیکوژن از اولین اختلالات متابولیکی بودند که به صورت آنزیمی تعریف شدند. فون ژیرکه گلیکوژنوز هپاتورنال را که نام او را یدک می‌کشد در دهه ۱۹۲۰ توصیف کرد، و شناسایی عدم فعالیت گلوکز-۶-فسفاتاز کبدی توسط گرتی و کارل کوری در سال ۱۹۵۲ یکی از اولین ارتباطات مستقیم بین یک اختلال بالینی و یک آنزیم خاص از دست رفته را فراهم کرد و طبقه‌بندی نوع I را تثبیت نمود. دهه‌های بعدی نقص فسفریلاز عضلانی بیماری مک‌آردل و نقص لیزوزومی بیماری پومپه را اضافه کردند، و دستورالعمل‌های مدرن اکنون تشخیص و پیگیری را کدگذاری می‌کنند.

Key figures

• Gerty Cori
• Carl Cori
• Edgar von Gierke
• Joannes Pompe
• Brian McArdle
• Priya Kishnani

Seminal works

• cori-cori-1952
• kishnani-2014
• labrune-2002

Frequently asked questions

چرا برخی از بیماری‌های ذخیره گلیکوژن باعث هیپوگلیسمی و برخی دیگر باعث علائم عضلانی می‌شوند؟

اشکال کبدی (مانند نوع I) توانایی کبد را در آزاد کردن گلوکز در طول ناشتایی مختل می‌کنند که منجر به قند خون پایین و کبد بزرگ می‌شود، در حالی که اشکال عضلانی (مانند نوع V) تجزیه گلیکوژن را در عضله مسدود می‌کنند که منجر به عدم تحمل ورزش به جای هیپوگلیسمی می‌شود.

چرا بیماری پومپه هم با اختلالات ذخیره گلیکوژن و هم با اختلالات لیزوزومی گروه‌بندی می‌شود؟

در بیماری پومپه، آنزیم از دست رفته، آلفا-گلوکوزیداز اسیدی، به طور معمول در داخل لیزوزوم‌ها عمل می‌کند، بنابراین گلیکوژن در داخل این اندامک‌ها تجمع می‌یابد. این امر آن را هم یک گلیکوژنوز و هم یک بیماری ذخیره لیزوزومی می‌سازد.