Các bệnh dự trữ glycogen

Các bệnh dự trữ glycogen là những rối loạn di truyền trong đó một khiếm khuyết enzyme trong quá trình tổng hợp hoặc phân giải glycogen dẫn đến số lượng hoặc cấu trúc glycogen bất thường trong các mô, chủ yếu là gan và cơ. Chúng thường được phân loại theo loại (ví dụ loại I / von Gierke, loại II / Pompe, loại V / McArdle) tùy theo enzyme liên quan, và chúng được chia rộng rãi thành các dạng ở gan gây rối loạn cân bằng nội môi glucose máu và các dạng ở cơ làm suy giảm cung cấp năng lượng cho cơ hoạt động.

Definition

Bệnh dự trữ glycogen là một rối loạn di truyền do thiếu hụt enzyme tổng hợp, phân giải glycogen hoặc điều hòa đường phân, dẫn đến tích tụ glycogen quá mức hoặc có cấu trúc bất thường, thường gặp nhất ở gan, cơ xương hoặc cả hai.

Scope

Mục này bao gồm khái niệm chung về sự tắc nghẽn trong chuyển hóa glycogen, sự phân biệt giữa kiểu hình ở gan và cơ, các khiếm khuyết enzyme chính và lý do sinh hóa được sử dụng để xác định vị trí của chúng. Các phân nhóm bệnh riêng lẻ chỉ được mô tả để minh họa các loại. Đây là một tổng quan tham khảo chứ không phải là hướng dẫn quản lý bất kỳ bệnh glycogenosis cụ thể nào.

Key concepts

• Tổng hợp glycogen và glycogenolysis
• Thiếu hụt Glucose-6-phosphatase (loại I, von Gierke)
• Thiếu hụt Acid alpha-glucosidase (loại II, Pompe)
• Thiếu hụt Myophosphorylase (loại V, McArdle)
• Kiểu hình ở gan so với ở cơ
• Hạ đường huyết lúc đói và gan to
• Không dung nạp vận động và hiện tượng "second-wind"
• Tích tụ glycogen trong lysosome so với trong bào tương

Mechanisms

Glycogen là polymer dự trữ glucose phân nhánh; quá trình tổng hợp và phân giải của nó được kiểm soát bởi một chuỗi enzyme, và một khiếm khuyết ở bất kỳ bước nào cũng tạo ra một rối loạn riêng biệt. Trong các dạng ở gan như loại I, thiếu hụt glucose-6-phosphatase ngăn gan giải phóng glucose tự do trong thời gian nhịn ăn, gây ra gan to và hạ đường huyết lúc đói kèm nhiễm toan lactic; việc Cori và Cori chứng minh không có hoạt động glucose-6-phosphatase ở gan lần đầu tiên đã liên kết một bệnh glycogenosis lâm sàng với một khiếm khuyết enzyme cụ thể. Trong các dạng ở cơ như loại V, thiếu hụt myophosphorylase ngăn chặn huy động glycogen trong khi tập thể dục, gây ra không dung nạp vận động và hiện tượng "second-wind" đặc trưng. Loại II (Pompe) đặc biệt ở chỗ glycogen tích tụ trong lysosome do thiếu hụt acid alpha-glucosidase, khiến nó vừa là một bệnh glycogenosis vừa là một rối loạn dự trữ lysosome.

Clinical relevance

Các bệnh dự trữ glycogen liên kết một khiếm khuyết enzyme duy nhất với các kiểu hình dễ nhận biết – hạ đường huyết lúc đói kèm gan to, hoặc các triệu chứng cơ khi gắng sức – và do đó minh họa cách logic con đường hướng dẫn phân loại. Các hướng dẫn thực hành như của American College of Medical Genetics and Genomics tổ chức cách chẩn đoán và theo dõi loại I. Mục này tóm tắt bối cảnh đó để tham khảo và không cung cấp các khuyến nghị chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân hóa.

Epidemiology

Các bệnh dự trữ glycogen riêng lẻ rất hiếm; loại I và loại II là một trong những dạng được mô tả thường xuyên hơn, và một số hiện có thể được phát hiện thông qua xét nghiệm enzyme, xét nghiệm sinh hóa, hoặc, đối với bệnh Pompe, sàng lọc sơ sinh trong một số chương trình. Tỷ lệ mắc chính xác thay đổi tùy theo quần thể và khả năng phát hiện.

History

Các bệnh dự trữ glycogen là một trong những rối loạn chuyển hóa đầu tiên được xác định bằng enzyme. Von Gierke đã mô tả bệnh glycogenosis gan thận mang tên ông vào những năm 1920, và việc Gerty và Carl Cori xác định không có hoạt động glucose-6-phosphatase ở gan vào năm 1952 đã cung cấp một trong những liên kết trực tiếp sớm nhất giữa một rối loạn lâm sàng và một enzyme bị thiếu cụ thể, củng cố phân loại loại I. Các thập kỷ tiếp theo đã bổ sung khiếm khuyết phosphorylase cơ của bệnh McArdle và khiếm khuyết lysosome của bệnh Pompe, và các hướng dẫn hiện đại hiện nay đã hệ thống hóa chẩn đoán và theo dõi.

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

Tại sao một số bệnh dự trữ glycogen gây hạ đường huyết và một số khác gây ra các triệu chứng cơ?

Các dạng ở gan (như loại I) làm suy giảm khả năng giải phóng glucose của gan trong thời gian nhịn ăn, dẫn đến lượng đường trong máu thấp và gan to, trong khi các dạng ở cơ (như loại V) ngăn chặn sự phân giải glycogen trong cơ, dẫn đến không dung nạp vận động thay vì hạ đường huyết.

Tại sao bệnh Pompe được xếp vào cả nhóm bệnh dự trữ glycogen và rối loạn lysosome?

Trong bệnh Pompe, enzyme bị thiếu, acid alpha-glucosidase, thường hoạt động bên trong lysosome, vì vậy glycogen tích tụ bên trong các bào quan này. Điều này khiến nó vừa là một bệnh glycogenosis vừa là một bệnh dự trữ lysosome.