Аминоацидопатии и органические ацидемии

Аминоацидопатии и органические ацидемии — это врожденные нарушения метаболизма аминокислот. При аминоацидопатиях дефект фермента приводит к накоплению аминокислоты (или ее непосредственного производного), как при фенилкетонурии или болезни «кленового сиропа»; при органических ацидемиях дефект на более позднем этапе катаболического пути вызывает накопление неаминокислотных органических кислот, как при метилмалоновой и пропионовой ацидемии. Оба состояния являются классическими примерами метаболических заболеваний интоксикационного типа.

Definition

Аминоацидопатии и органические ацидемии — это наследственные нарушения катаболизма аминокислот, при которых дефицит фермента вызывает накопление аминокислоты или нижележащих промежуточных органических кислот, обычно приводя к заболеванию интоксикационного типа с метаболической декомпенсацией.

Scope

Статья охватывает общую логику блокировки катаболизма аминокислот, различие между аминоацидопатиями и органическими ацидемиями, биохимические маркеры, используемые для их выявления (аминокислоты плазмы, органические кислоты мочи, ацилкарнитины), и их место в неонатальном скрининге. Конкретные расстройства используются в качестве иллюстраций, а не рассматриваются индивидуально, и никаких рекомендаций по лечению не дается.

Key concepts

• Катаболические пути аминокислот
• Фенилкетонурия (дефицит фенилаланингидроксилазы)
• Болезнь «кленового сиропа» (дефицит дегидрогеназы кетокислот с разветвленной цепью)
• Метилмалоновая и пропионовая ацидемия
• Метаболическое заболевание интоксикационного типа
• Профилирование аминокислот плазмы и органических кислот мочи
• Гипераммониемия и метаболический ацидоз как вторичные признаки
• Концепции неонатального скрининга и диетических ограничений

Mechanisms

Аминокислоты расщепляются посредством упорядоченных ферментативных этапов; блокировка на раннем этапе такого пути приводит к накоплению самой аминокислоты (аминоацидопатия), в то время как блокировка на более позднем этапе, на уровне промежуточного продукта органической кислоты, приводит к органической ацидемии. При фенилкетонурии дефицит фенилаланингидроксилазы повышает уровень фенилаланина в крови, который в высоких концентрациях нейротоксичен — аномалия, впервые обнаруженная Фёллингом по фенилпировиноградной кислоте в моче. При органических ацидемиях, таких как метилмалоновая и пропионовая ацидемия, дефекты катаболизма аминокислот с разветвленной цепью и других предшественников вызывают накопление токсичных органических кислот, часто с вторичным метаболическим ацидозом, гипераммониемией и острой декомпенсацией, вызванной катаболическим стрессом. Эти отчетливые биохимические сигнатуры — измеряемые как аминокислоты плазмы, органические кислоты мочи и ацилкарнитины крови — позволяют проводить скрининг и сортировку целых групп расстройств и лежат в основе таких рекомендаций, как рекомендации Баумгартнера и его коллег.

Clinical relevance

Эти расстройства показывают, как дефект фермента в расщеплении аминокислот приводит к характерному биохимическому профилю и интоксикационному типу заболевания. Признание этих категорий объясняет, почему многие из них являются мишенями неонатального скрининга и почему диагностические исследования основаны на анализе аминокислот и органических кислот. Эта статья является справочным обзором и не содержит индивидуальных диагностических или лечебных рекомендаций.

Epidemiology

Индивидуально редкие, аминоацидопатии и органические ацидемии в совокупности важны и занимают видное место в расширенных панелях неонатального скрининга. Фенилкетонурия является одной из наиболее часто выявляемых; частота каждого расстройства варьируется в зависимости от популяции и практики скрининга.

History

Область открылась в 1934 году, когда Асбьёрн Фёллинг идентифицировал фенилпировиноградную кислоту в моче умственно отсталых братьев и сестер, связав измеряемый метаболит с наследственным заболеванием, позже названным фенилкетонурией. Последующее внедрение неонатального скрининга на фенилкетонурию и разработка хроматографического и масс-спектрометрического профилирования расширили обнаружение многих аминоацидопатий и органических ацидемий, а современные консенсусные рекомендации, такие как рекомендации Баумгартнера и его коллег по метилмалоновой и пропионовой ацидемии, теперь кодифицируют их оценку.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

В чем разница между аминоацидопатией и органической ацидемией?

При аминоацидопатии блокировка происходит на раннем этапе расщепления аминокислоты, поэтому накапливается сама аминокислота (как при фенилкетонурии). При органической ацидемии блокировка происходит на более позднем этапе, поэтому накапливаются неаминокислотные промежуточные органические кислоты (как при метилмалоновой или пропионовой ацидемии).

Почему эти расстройства часто выявляются при неонатальном скрининге?

Многие из них производят характерные аминокислотные или органические кислотные сигнатуры, обнаруживаемые в сухом пятне крови до появления симптомов, и некоторые из них могут вызвать необратимый вред, если не будут распознаны на ранней стадии, поэтому они включены в скрининговые панели.