ความผิดปกติของวงจรยูเรีย

ความผิดปกติของวงจรยูเรียเป็นความบกพร่องทางพันธุกรรมในกระบวนการที่เปลี่ยนแอมโมเนียที่เป็นพิษ ซึ่งเกิดจากการสลายตัวของโปรตีนและกรดอะมิโน ให้เป็นยูเรียเพื่อขับถ่ายออก การอุดตันที่เอนไซม์หรือตัวขนส่งใดๆ ในวงจรทำให้แอมโมเนียสะสม และภาวะแอมโมเนียในเลือดสูงเป็นพิษต่อระบบประสาท โดยทั่วไปแล้ว ความผิดปกติเหล่านี้เป็นความผิดปกติทางเมตาบอลิซึมแบบเป็นพิษ และภาวะขาดเอนไซม์ ornithine transcarbamylase เป็นชนิดที่พบบ่อยที่สุดและเป็นชนิดเดียวที่ถ่ายทอดทางโครโมโซม X

Definition

ความผิดปกติของวงจรยูเรียคือภาวะขาดเอนไซม์หรือตัวขนส่งของวงจรยูเรียในตับที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม ซึ่งทำให้การเปลี่ยนแอมโมเนียเป็นยูเรียบกพร่องและทำให้เกิดภาวะแอมโมเนียในเลือดสูง ซึ่งนำไปสู่โรคทางระบบประสาทเป็นหลักในลักษณะที่เป็นพิษ

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมชีวเคมีของการสร้างยูเรียและการล้างพิษแอมโมเนีย ความบกพร่องของเอนไซม์และตัวขนส่งหลัก ภาวะแอมโมเนียในเลือดสูงซึ่งเป็นกลไกการเป็นพิษร่วมกัน และเครื่องหมายวินิจฉัย (แอมโมเนีย กรดอะมิโนในพลาสมา กรดโอโรติกในปัสสาวะ) ที่ใช้ในการระบุตำแหน่งของการอุดตัน นี่คือภาพรวมอ้างอิง โดยความผิดปกติเฉพาะจะใช้เป็นตัวอย่างของประเภทต่างๆ และไม่มีคำแนะนำในการจัดการหรือการให้ยา

Key concepts

• วงจรยูเรียและการล้างพิษแอมโมเนีย
• ภาวะขาดเอนไซม์ carbamoyl phosphate synthetase I
• ภาวะขาดเอนไซม์ ornithine transcarbamylase (OTC) (ถ่ายทอดทางโครโมโซม X)
• ภาวะ citrullinemia และ argininosuccinic aciduria
• ภาวะแอมโมเนียในเลือดสูงและพิษต่อระบบประสาท
• กรดอะมิโนในพลาสมาและกรดโอโรติกในปัสสาวะในการวินิจฉัย
• การสลายโปรตีนเป็นความเครียดที่กระตุ้น
• วิกฤตการณ์เมตาบอลิซึมแบบเป็นพิษ

Mechanisms

ไนโตรเจนจากการสลายตัวของกรดอะมิโนจะถูกปล่อยออกมาในรูปของแอมโมเนีย ซึ่งตับจะล้างพิษผ่านวงจรยูเรีย ซึ่งเป็นชุดของขั้นตอนเอนไซม์ที่รวมแอมโมเนีย (และแอสปาร์เตต) เข้ากับยูเรียเพื่อขับถ่ายออกทางไต การขาดเอนไซม์ใดๆ ในวงจร ตั้งแต่ carbamoyl phosphate synthetase I และ ornithine transcarbamylase ไปจนถึงขั้นตอนที่ผลิต citrulline และ argininosuccinate จะขัดขวางการไหลนี้และทำให้แอมโมเนียสะสม ภาวะแอมโมเนียในเลือดสูงรบกวนการเผาผลาญพลังงานของสมองและการส่งสัญญาณประสาท และเป็นสาเหตุหลักของภาวะสมองผิดปกติที่พบในความผิดปกติเหล่านี้ ตำแหน่งของการอุดตันจะกำหนดรูปแบบทางชีวเคมีที่เฉพาะเจาะจง: ความเข้มข้นของกรดอะมิโนในพลาสมาและระดับของกรดโอโรติกในปัสสาวะช่วยแยกแยะ ตัวอย่างเช่น ภาวะขาดเอนไซม์ ornithine transcarbamylase ออกจากภาวะขาดเอนไซม์ carbamoyl phosphate synthetase เนื่องจากปริมาณโปรตีนที่ได้รับและความเครียดจากการสลายตัวของสารอาหารเพิ่มภาระไนโตรเจน วิกฤตการณ์มักจะถูกกระตุ้นโดยการเจ็บป่วย การอดอาหาร หรือการหมุนเวียนโปรตีนสูง ดังที่ Brusilow และ Maestri ได้อธิบายไว้ และตามแนวทางฉันทามติของ Haberle

Clinical relevance

ความผิดปกติของวงจรยูเรียแสดงให้เห็นว่าการหยุดชะงักเพียงครั้งเดียวในกระบวนการล้างพิษนำไปสู่การเป็นพิษทั่วร่างกาย โดยมีสมองเป็นเป้าหมายหลักของภาวะแอมโมเนียในเลือดสูง การทำความเข้าใจตรรกะของวงจรช่วยให้เข้าใจว่าเหตุใดการประเมินวินิจฉัยจึงมุ่งเน้นไปที่แอมโมเนีย กรดอะมิโนในพลาสมา และกรดโอโรติกในปัสสาวะ และเหตุใดวิกฤตการณ์ทางเมตาบอลิซึมจึงเกิดขึ้นหลังความเครียดจากการสลายตัวของสารอาหาร เนื้อหานี้เป็นภาพรวมอ้างอิงและไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัย อาหาร หรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

ความผิดปกติของวงจรยูเรียเป็นโรคที่หายากเป็นรายบุคคล แต่เมื่อรวมกันแล้วถือเป็นสาเหตุสำคัญของภาวะแอมโมเนียในเลือดสูงที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม ภาวะขาดเอนไซม์ ornithine transcarbamylase เป็นชนิดที่พบบ่อยที่สุด และเนื่องจากถ่ายทอดทางโครโมโซม X จึงอาจส่งผลกระทบต่อเพศชายอย่างรุนแรง และผู้หญิงที่เป็นพาหะอาจแสดงอาการที่แตกต่างกันไป การประมาณการอุบัติการณ์แตกต่างกันไปตามประชากรและการตรวจพบ ดังที่สรุปไว้ในแนวทางของ Haberle

History

วงจรยูเรียได้รับการอธิบายโดย Hans Krebs และ Kurt Henseleit ในปี 1932 ซึ่งเป็นกรอบชีวเคมีที่ใช้ในการทำความเข้าใจความผิดปกติเหล่านี้ในภายหลัง เมื่อเอนไซม์แต่ละชนิดได้รับการระบุลักษณะ ภาวะขาดเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องก็ได้รับการอธิบายในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 และ Brusilow และ Maestri ได้สังเคราะห์พยาธิสรีรวิทยาและการจัดการของโรคเหล่านี้ในทศวรรษ 1990 แนวทางฉันทามติระหว่างประเทศโดย Haberle และคณะ ซึ่งตีพิมพ์ครั้งแรกในปี 2012 และแก้ไขในปี 2019 ได้กำหนดหลักเกณฑ์ในการวินิจฉัยและการจัดการของกลุ่มโรคนี้

Key figures

• Saul Brusilow
• Johannes Haberle
• Vicente Rubio
• Hans Krebs
• Kurt Henseleit

Seminal works

• brusilow-1996
• haberle-2012
• haberle-2019

Frequently asked questions

เหตุใดความผิดปกติของวงจรยูเรียจึงทำให้เกิดอาการทางระบบประสาท?

เมื่อวงจรยูเรียไม่สามารถเปลี่ยนแอมโมเนียเป็นยูเรียได้ แอมโมเนียจะสะสมในเลือด แอมโมเนียเป็นพิษต่อระบบประสาทและรบกวนการเผาผลาญพลังงานของสมองและการส่งสัญญาณประสาท ดังนั้นอาการเด่นจึงเป็นอาการทางระบบประสาท เช่น ภาวะสมองผิดปกติ

เหตุใดภาวะขาดเอนไซม์ ornithine transcarbamylase จึงแตกต่างจากความผิดปกติของวงจรยูเรียอื่นๆ?

เป็นความผิดปกติของวงจรยูเรียที่พบบ่อยที่สุดและเป็นชนิดเดียวที่ถ่ายทอดทางโครโมโซม X ดังนั้นเพศชายที่ได้รับผลกระทบมักจะมีอาการรุนแรงกว่า ในขณะที่ผู้หญิงที่เป็นพาหะอาจแสดงอาการที่แตกต่างกันไป บางครั้งก็ไม่รุนแรง