Наследственные аномалии обмена веществ, молекулярные болезни у детей

При мутации генов, управляющих синтезом специфических белков, могут появиться белки, отличающиеся по своему строению от нормальных, более того, синтез некоторых белков может вообще прекратиться. Все эти генетически детерминированные заболевания, связанные с неправильной молекулярной структурой некоторых белков, называют, по предложению Pauling, молекулярными заболеваниями.

В зависимости от структурных изменений белка можно выделить три типа подобных заболеваний:

1. заболевания, обусловленные синтезом белковых молекул с неправильной структурой, отличающейся от нормальной;

2. болезни, в основе которых лежит выпадение синтеза молекул белка;

3. болезни, обусловленные неправильной или недостаточной функцией белковых молекул (энзимопатии).

Заболевания, обусловленные синтезом белковых молекул с неправильной структурой. В результате наследуемого изменения последовательности оснований ДНК синтезируются белковые молекулы, отличающиеся по своей структуре от нормальных, обладающие вследствие измененной структуры особыми качествами. К этой группе заболеваний относятся гемоглобинозы, при которых синтезируются гемоглобины, отличающиеся от нормального по структуре и функции.

Болезни, связанные с выпадением синтеза молекул белка. В результате неправильного строения и функции гена становится невозможным синтез некоторых белковых молекул, выполняющих определенные функции. Характер и значение появляющейся вследствие этого аномалии зависит от той физиологической роли, которую играют в обмене веществ отсутствующие белковые молекулы. К этой группе относится, например, гемофилия, причиной которой является выпадение синтеза антигемофильного глобулина. Сюда же относятся некоторые формы гипогаммаглобулинемии, афибриногенемия, анальбуминемия и другие аналогичные заболевания.

Болезни, обусловленные нарушениями функций белковых молекул (энзимопатии). Большой группой наследственных аномалий обмена веществ являются энзимопатии. Вследствие отсутствия соответствующего гена может выпасть синтез какого-либо специфического энзима, либо в результате изменения кода нарушается нормальная последовательность аминокислот, и тогда синтезируются такие энзимы, которые не в состоянии обеспечить нормальные реакции обмена. В связи с отсутствием энзима некоторые процессы обмена веществ, например расщепление молочного сахара при алактазии, не доходят до конца. Более сложным образом обстоит дело в таких случаях, когда для нормального течения многоступенчатого процесса химических превращений необходим целый ряд энзимов. В таких случаях процесс идет до некоторого момента, а затем - вследствие отсутствия энзима - останавливается (энзиматический блок). При этом происходит накопление продуктов обмена, образовавшихся до блока: увеличивается их концентрация в крови и выведение с мочой, однако выпадает синтез продуктов обмена за энзиматический блоком.

Возможны такие случаи, когда превращение этих продуктов все же происходит, но осуществляется необычным, побочным или факультативным путем.

Метаболические и клинические последствия энзиматического блока определяются двумя обстоятельствами: 1. возможным токсическим действием накапливающихся промежуточных продуктов обмена, 2. физиологическим значением отсутствующих вследствие энзиматического блока (либо образующихся в незначительном количестве) веществ - продуктов дальнейшего обмена.

Аномалию, иллюстрирующую первый механизм, представляет, например, фенилкетонурия: накапливающиеся промежуточные продукты обмена оказывают токсическое действие на мозг. Примером второго механизма служит гликогеноз: вследствие энзиматического блока нарушено расщепление гликогена, при голодании не производится достаточного количества сахара; возникающая вследствие этого гипогликемия становится одним из существенных повреждающих факторов.

Так как энзимы являются белками, то перечисленные энзимопатии представляют собою болезни белкового обмена. Однако более целесообразно классифицировать аномалии, вызванные отдельными энзиматическими дефектами, по характеру возникающих нарушений обмена веществ.

Педиатрическое значение молекулярных заболеваний велико. Число вновь распознанных аномалий постоянно увеличивается. Когда Garrod 60 лет назад ввел понятие врожденных аномалий обмена веществ, было известно только 4 заболевания, в настоящее время их число составляет около 200. Частота отдельных аномалий в разных странах различна. Если какой-либо мутантный ген получил широкое распространение на каких-либо континентах или в каких-то странах, то отдельные аномалии обмена веществ могут стать массовым заболеванием. Например, серповидноклеточная анемия или желтуха вследствие отсутствия глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы часты в Африке и в странах средиземноморского бассейна, в то время как в Центральной Европе эти заболевания не встречаются.

Большинство наследственных аномалий встречается редко, однако в целом их значение велико: 1. они опасны для жизни и могут протекать с необратимыми изменениями; 2. природа целого ряда этих заболеваний такова, что с помощью генетической консультации можно способствовать их предотвращению; 3. раннее распознавание отдельных заболеваний дает возможность предотвратить тяжелые последствия с помощью простых диетических приемов: например, исключение лактозы при алактозии, галактозы при галактоземии, фруктозы при фруктоземии, фенилаланина при фенилкетонурии одним «ударом» устраняет опасность поражения; 4. изучение большинства аномалий дает возможность изучить фундаментальные генетические и биохимические закономерности. С другой стороны, безусловно, детальное знакомство с этими многочисленными, в том числе редко встречающимися заболеваниями превышает потребности практического врача, поэтому в данной работе мы отвели место не всем известным заболеваниям.

Женский журнал www.BlackPantera.ru:  Эрик Керпель