Гликогенозы

Гликогенозы — это наследственные заболевания, при которых дефект фермента в синтезе или расщеплении гликогена приводит к аномальному количеству или структуре гликогена в тканях, главным образом в печени и мышцах. Они классически нумеруются по типу (например, тип I / болезнь фон Гирке, тип II / болезнь Помпе, тип V / болезнь Мак-Ардла) в соответствии с вовлеченным ферментом и широко делятся на печеночные формы, нарушающие гомеостаз глюкозы в крови, и мышечные формы, нарушающие энергоснабжение работающих мышц.

Definition

Гликогеноз — это наследственное заболевание, вызванное дефицитом фермента синтеза, деградации или гликолитической регуляции гликогена, что приводит к избыточному или структурно аномальному накоплению гликогена, чаще всего в печени, скелетных мышцах или в обоих органах.

Scope

Статья охватывает общую концепцию нарушения метаболизма гликогена, различие между печеночными и мышечными фенотипами, основные ферментные дефекты и биохимические обоснования, используемые для их локализации. Отдельные подтипы заболеваний описываются только для иллюстрации категорий. Это справочный обзор, а не руководство по лечению какой-либо конкретной гликогенозы.

Key concepts

• Синтез гликогена и гликогенолиз
• Дефицит глюкозо-6-фосфатазы (тип I, болезнь фон Гирке)
• Дефицит кислой альфа-глюкозидазы (тип II, болезнь Помпе)
• Дефицит миофосфорилазы (тип V, болезнь Мак-Ардла)
• Печеночные и мышечные фенотипы
• Гипогликемия натощак и гепатомегалия
• Непереносимость физической нагрузки и феномен «второго дыхания»
• Лизосомальное и цитозольное накопление гликогена

Mechanisms

Гликоген представляет собой разветвленный запасной полимер глюкозы; его синтез и расщепление контролируются цепью ферментов, и дефект на любом этапе приводит к развитию отдельного заболевания. При печеночных формах, таких как тип I, дефицит глюкозо-6-фосфатазы препятствует высвобождению свободной глюкозы печенью во время голодания, вызывая гепатомегалию и гипогликемию натощак с лактат-ацидозом; демонстрация Кори и Кори отсутствия активности глюкозо-6-фосфатазы в печени впервые связала клиническую гликогенозу с конкретным ферментным дефектом. При мышечных формах, таких как тип V, дефицит миофосфорилазы блокирует мобилизацию гликогена во время физической нагрузки, вызывая непереносимость физической нагрузки и характерный феномен «второго дыхания». Тип II (болезнь Помпе) отличается тем, что гликоген накапливается в лизосомах из-за дефицита кислой альфа-глюкозидазы, что делает его как гликогенозом, так и лизосомной болезнью накопления.

Clinical relevance

Гликогенозы связывают единичный ферментный дефект с узнаваемыми паттернами — гипогликемией натощак с гепатомегалией или мышечными симптомами при нагрузке — и таким образом иллюстрируют, как логика метаболических путей направляет классификацию. Практические рекомендации, такие как рекомендации Американского колледжа медицинской генетики и геномики, определяют, как диагностируется и контролируется тип I. Эта статья обобщает эту информацию для справки и не предоставляет индивидуальных диагностических или лечебных рекомендаций.

Epidemiology

Гликогенозы по отдельности редки; тип I и тип II являются одними из наиболее часто описываемых форм, и некоторые из них теперь могут быть обнаружены с помощью ферментного анализа, биохимического тестирования или, для болезни Помпе, неонатального скрининга в некоторых программах. Точная частота варьируется в зависимости от популяции и методов выявления.

History

Гликогенозы были одними из первых метаболических расстройств, определенных ферментативно. Фон Гирке описал гепаторенальный гликогеноз, носящий его имя, в 1920-х годах, а идентификация Герти и Карлом Кори в 1952 году отсутствия активности глюкозо-6-фосфатазы в печени стала одной из самых ранних прямых связей между клиническим расстройством и конкретным отсутствующим ферментом, закрепив классификацию типа I. В последующие десятилетия были добавлены дефект мышечной фосфорилазы при болезни Мак-Ардла и лизосомальный дефект при болезни Помпе, и современные рекомендации теперь кодифицируют диагностику и последующее наблюдение.

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

Почему некоторые гликогенозы вызывают гипогликемию, а другие — мышечные симптомы?

Печеночные формы (такие как тип I) нарушают способность печени высвобождать глюкозу во время голодания, что приводит к низкому уровню сахара в крови и увеличению печени, тогда как мышечные формы (такие как тип V) блокируют расщепление гликогена в мышцах, что приводит к непереносимости физической нагрузки, а не к гипогликемии.

Почему болезнь Помпе относится как к гликогенозам, так и к лизосомным болезням накопления?

При болезни Помпе отсутствующий фермент, кислая альфа-глюкозидаза, обычно работает внутри лизосом, поэтому гликоген накапливается в этих органеллах. Это делает ее как гликогенозом, так и лизосомной болезнью накопления.