ภาวะพร่องเอนไซม์กลูโคส-6-ฟอสเฟต ดีไฮโดรจีเนส

ภาวะพร่องเอนไซม์กลูโคส-6-ฟอสเฟต ดีไฮโดรจีเนส (G6PD) เป็นความผิดปกติของเอนไซม์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในเซลล์เม็ดเลือดแดง และเป็นภาวะเอนไซม์ผิดปกติที่พบได้บ่อยที่สุดในมนุษย์ เอนไซม์นี้ช่วยปกป้องเซลล์เม็ดเลือดแดงจากภาวะเครียดออกซิเดชัน เมื่อเอนไซม์พร่องไป การสัมผัสกับยาออกซิแดนท์บางชนิด การติดเชื้อ หรือถั่วปากอ้า อาจกระตุ้นให้เกิดภาวะเม็ดเลือดแดงแตกเฉียบพลันได้ ยีนนี้อยู่บนโครโมโซม X ดังนั้นความผิดปกติจึงแสดงออกอย่างเต็มที่ในเพศชาย

Definition

ภาวะพร่องเอนไซม์ G6PD เป็นภาวะพร่องเอนไซม์กลูโคส-6-ฟอสเฟต ดีไฮโดรจีเนสในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ X-linked ซึ่งสร้างพลังงานรีดิวซ์ (NADPH) ที่ช่วยปกป้องเซลล์เม็ดเลือดแดงจากการบาดเจ็บจากออกซิเดชัน การพร่องเอนไซม์นี้ทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงมีแนวโน้มที่จะเกิดภาวะเม็ดเลือดแดงแตกจากออกซิเดชันเมื่อสัมผัสกับปัจจัยกระตุ้นออกซิแดนท์

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมบทบาททางชีวเคมีของ G6PD ในการปกป้องเซลล์เม็ดเลือดแดงจากความเสียหายจากออกซิเดชัน พันธุกรรมที่เชื่อมโยงกับโครโมโซม X ของภาวะพร่องเอนไซม์ ตัวกระตุ้นและรูปแบบของภาวะเม็ดเลือดแดงแตกเฉียบพลัน และการกระจายตัวของประชากรที่เกี่ยวข้องกับมาลาเรีย แม้ว่าจะจัดกลุ่มไว้ที่นี่ร่วมกับความผิดปกติของเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในกลุ่มฮีโมโกลบินผิดปกติ แต่เป็นภาวะเอนไซม์ผิดปกติมากกว่าความบกพร่องของฮีโมโกลบินเอง นี่คือข้อมูลอ้างอิงและไม่ได้ให้คำแนะนำทางคลินิกเฉพาะบุคคล รวมถึงคำแนะนำในการหลีกเลี่ยงยาสำหรับแต่ละบุคคล

Core questions

• G6PD สร้างพลังงานรีดิวซ์ที่ปกป้องเซลล์เม็ดเลือดแดงจากความเสียหายจากออกซิเดชันได้อย่างไร?
• เหตุใดภาวะพร่องเอนไซม์จึงทำให้เกิดภาวะเม็ดเลือดแดงแตกเป็นครั้งคราวมากกว่าที่จะเป็นอย่างต่อเนื่อง?
• การถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ X-linked มีผลต่อการกระจายตัวของโรคระหว่างเพศชายและเพศหญิงอย่างไร?

Key concepts

• วิถีเพนโทสฟอสเฟตและการสร้าง NADPH
• ภาวะเครียดออกซิเดชันและการสร้างกลูตาไธโอนใหม่
• ภาวะเม็ดเลือดแดงแตกจากออกซิเดชันเฉียบพลัน
• Heinz bodies และ bite cells
• การถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ X-linked
• Favism (ภาวะเม็ดเลือดแดงแตกหลังจากการบริโภคถั่วปากอ้า)
• เอนไซม์ชนิดต่างๆ ที่มีความรุนแรงแตกต่างกัน

Mechanisms

G6PD เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในขั้นตอนแรกของวิถีเพนโทสฟอสเฟต ซึ่งผลิต NADPH ซึ่งเป็นสารรีดิวซ์ที่รักษากลูตาไธโอนให้อยู่ในรูปรีดิวซ์ กลูตาไธโอนในรูปรีดิวซ์เป็นกลไกป้องกันหลักของเซลล์เม็ดเลือดแดงต่อความเสียหายจากออกซิเดชัน เนื่องจากเซลล์เม็ดเลือดแดงที่เจริญเต็มที่แล้วไม่สามารถสังเคราะห์เอนไซม์ใหม่ได้ เซลล์ที่พร่องเอนไซม์จึงมีความสามารถที่จำกัดและไม่สามารถสร้างใหม่ได้ในการต่อต้านภาวะเครียดออกซิแดนท์ ภายใต้สภาวะปกติ บุคคลที่พร่องเอนไซม์จำนวนมากไม่มีอาการ แต่การสัมผัสกับสิ่งกระตุ้นออกซิแดนท์ เช่น ยาบางชนิด การติดเชื้อ หรือถั่วปากอ้า จะทำให้กลไกป้องกันสารต้านอนุมูลอิสระที่ลดลงนั้นถูกทำลาย ฮีโมโกลบินจะถูกออกซิไดซ์และเสียสภาพ เกิดการตกตะกอนเป็น Heinz bodies ซึ่งม้ามจะกำจัดออกไป ทำให้เหลือเซลล์เม็ดเลือดแดงที่มีลักษณะเป็น bite cells และทำให้เกิดภาวะเม็ดเลือดแดงแตกเฉียบพลัน ซึ่งมักจะจำกัดตัวเอง ยีนนี้อยู่บนโครโมโซม X ดังนั้นเพศชายที่เป็น hemizygous จึงได้รับผลกระทบอย่างเต็มที่ที่สุด ในขณะที่เพศหญิงที่เป็น heterozygous จะแสดงออกแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการไม่ทำงานของโครโมโซม X

Clinical relevance

ภาวะพร่องเอนไซม์ G6PD เป็นสาเหตุที่พบบ่อยของภาวะเม็ดเลือดแดงแตกที่เกี่ยวข้องกับยาและการติดเชื้อ และภาวะดีซ่านในทารกแรกเกิด ทำให้การตระหนักถึงกลไกของภาวะเม็ดเลือดแดงแตกจากออกซิเดชันมีความเกี่ยวข้องกับการตีความภาวะโลหิตจางเป็นครั้งคราว ข้อมูลนี้สรุปความผิดปกติเพื่อการอ้างอิงและการศึกษา ไม่ได้ให้คำแนะนำเฉพาะบุคคลเกี่ยวกับการวินิจฉัย การสัมผัสยา หรือการจัดการ

Epidemiology

ภาวะพร่องเอนไซม์ G6PD ส่งผลกระทบต่อผู้คนหลายร้อยล้านคนทั่วโลก และพบได้บ่อยที่สุดในประชากรจากแถบแอฟริกาใต้สะฮารา เมดิเตอร์เรเนียน ตะวันออกกลาง และเอเชีย เช่นเดียวกับความผิดปกติของฮีโมโกลบิน ความถี่สูงในภูมิภาคเหล่านี้เกิดจากผลป้องกันของภาวะพร่องเอนไซม์ต่อมาลาเรียรุนแรง และ Williams และ Weatherall จัดให้เป็นหนึ่งในลักษณะของเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่ถูกคัดเลือกโดยมาลาเรียซึ่งมีการกระจายตัวทั่วโลกอย่างกว้างขวาง

History

ภาวะพร่องเอนไซม์ G6PD ได้รับการอธิบายอย่างชัดเจนในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เมื่อการสืบสวนภาวะเม็ดเลือดแดงแตกที่เกิดจากยาต้านมาลาเรียพรีมาควีนนำไปสู่การระบุความบกพร่องของเอนไซม์ที่เป็นสาเหตุ โดยมี Beutler เป็นหนึ่งในผู้มีส่วนร่วมสำคัญ การรับรู้การถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ X-linked การจัดหมวดหมู่เอนไซม์หลายชนิดที่มีความเสถียรแตกต่างกัน และความเชื่อมโยงกับการคัดเลือกโดยมาลาเรีย ทำให้เป็นแบบอย่างของภาวะเอนไซม์ผิดปกติที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม ซึ่ง Beutler ได้ทบทวนในภายหลัง

Key figures

• Ernest Beutler
• Maria Domenica Cappellini
• Lucio Luzzatto

Seminal works

• cappellini-2008
• beutler-2008
• williams-weatherall-2012

Frequently asked questions

ภาวะพร่องเอนไซม์ G6PD เป็นความผิดปกติของฮีโมโกลบินหรือไม่?

ไม่ใช่ เป็นภาวะพร่องเอนไซม์ในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ช่วยปกป้องจากภาวะเครียดออกซิเดชัน ไม่ใช่ความบกพร่องทางโครงสร้างหรือการสังเคราะห์ของฮีโมโกลบิน จัดอยู่ในกลุ่มความผิดปกติของเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม เนื่องจากเช่นเดียวกับฮีโมโกลบินผิดปกติ ทำให้เกิดภาวะโลหิตจางจากเม็ดเลือดแดงแตกที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมและมีการกระจายตัวที่เกี่ยวข้องกับมาลาเรีย

เหตุใดภาวะเม็ดเลือดแดงแตกในภาวะพร่องเอนไซม์ G6PD จึงเกิดขึ้นเป็นครั้งคราว?

บุคคลที่พร่องเอนไซม์จำนวนมากมีสุขภาพดีในภาวะปกติ ภาวะเม็ดเลือดแดงแตกมักจะถูกกระตุ้นเมื่อปัจจัยกระตุ้นออกซิแดนท์ เช่น ยาบางชนิด การติดเชื้อ หรือถั่วปากอ้า ทำให้ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของเซลล์เม็ดเลือดแดงลดลง จนเกิดภาวะเม็ดเลือดแดงแตกเฉียบพลัน ซึ่งมักจะจำกัดตัวเอง