Метаболизм и нарушения обмена веществ
Термин «метаболизм» подразумевает под собой все процессы необходимые для функционирования и развития организма, в ходе которых образуется и расходуется энергия. Белки, жиры и углеводы - основные пищевые вещества, которые используются в качестве сырья для синтеза новых клеток или окисляются, доставляя организму энергию.
Процессы метаболизма происходят в человеческом организме ежесекундно. Даже в условиях полного покоя человек использует некоторое количество энергии. Она непрерывно тратится на физиологические процессы, которые не останавливаются ни на минуту. Метаболические процессы можно разделить на 2 группы: катаболизм – распад или расщепление определенных веществ и анаболизм – создание молекул, построение новых молекул и компонентов клеток.
Часть энергии необходима для построения новых тканевых компонентов, другая расходуется в процессе функционирования клеток: при сокращении мышц, передаче нервных импульсов. Остальная энергия освобождается в виде тепла. Для производства энергии мы используем продукты питания, а в их отсутствие резервные запасы питательных веществ, присутствующие в нашем организме. За каждый этап (биохимическую реакцию) в производстве энергии отвечает конкретный белок, фермент. У каждого из них есть своя функция. Это целый конвейер химических реакций. Если один фермент не работает, то вся цепочка останавливается, и организм не получает конечный продукт, что приводит к нарушению метаболизма, развитию заболеваний из группы наследственных нарушений обмена веществ (наследственные болезни обмена - НБО).
Что такое нарушения цикла мочевины?
Белки состоят из аминокислот. В случае нарушений цикла мочевины, при распаде аминокислот в организме (реакции катаболизма) образуется крайне токсичное вещество, которое называется аммоний. Для того, чтобы его сделать менее токсичным и вывести из организма, в клетках (прежде всего в клетках печени) действует особая цепочка биохимических превращений, которая называется цикл мочевины или цикл Кребса-Гензелейта или орнитинового цикла.
В ходе последовательных реакций превращения одной аминокислоты в другую, ионы аммония превращаются в мочевину – вещество совершенно не токсичное и быстро выводящееся почками.
Биосинтез мочевины является основным механизмом «обезвреживания аммиака» в организме. Мочевина выводится с мочой в качестве главного конечного продукта белкового, соответственно, аминокислотного, обмена. Основным местом синтеза мочевины является печень. Реакции синтеза мочевины представляют собой цикл, получивший в литературе название орнитинового цикла Кребса или цикла мочевины (Рис.1).
Нарушения в работе данного цикла на любом этапе, вследствие недостаточной активности ферментов, приводят к накоплению аммония в крови. Последний в свою очередь оказывает токсическое действие на центральную нервную систему, вызывая отек вещества головного мозга, что может привести к смерти пациента.
Известно 6 различных форм нарушений цикла мочевины и 2 заболевания, связанные с нарушением транспорта соединений, необходимых для осуществления этого метаболического процесса.
В чем причина нарушений цикла мочевины?
Все нарушения цикла мочевины – наследственные заболевания.
Все нарушения цикла мочевины наследуются по аутосомно-рецессивному типу, кроме недостаточности ОТС, которая имеет сцепленный с полом (Х-сцепленный) тип наследования.
При аутосомно-рецессивном типе наследования оба родителя являются носителями мутации, но не болеют, т.к. у них есть вторая копия здорового гена. Риск рождения больного ребенка в данном случае составляет 25% на каждый случай беременности. Больной ребенок наследует одну копию «больного» гена от отца и одну — от матери. Заболевание проявляется только в случае наличия двух копий поврежденного гена. Мальчики и девочки болеют с одинаковой частотой.
&hide_Cookie=yes)
При недостаточности ОТС - тип наследований Х-сцепленный. Это означает, что ген заболевания находится на Х-хромосоме. Каждый человек имеет двойной набор генов, один из которых он получает от матери, другой- от отца. Х и Y хромосомы определяют пол человека. Мужчины имеют одну Х хромосому, полученную от матери и одну Y хромосому, полученную от отца. У женщин в наличии две Х хромосомы (одна от матери, другая от отца).
При большинстве Х-сцепленных заболеваний, чаще болеют мальчики (так как у них отсутствует вторая Х хромосома с здоровым набором генов), но, в отличие от многих других Хсцепленных заболеваний, недостаточность ОТС может проявляться как у мальчиков, так и у девочек. Если женщина является носителем мутаций в гене ОТС, то существует 50%-ный риск, что она передаст заболевание своему сыну. Однако, если ребенок получит «здоровую» Х-хромосому, заболевание не возникнет. Также существует 50 % вероятность, что дочь женщины-носительницы будет носителем заболевания и в будущем сможет передать болезнь внуку. Носителями заболевания также могут быть и сестры матери, поэтому очень важно уточнить является ли мать ребенка носителем болезни и при необходимости - обследовать родственниц женского пола в семье матери. Носительницы болезни могут болеть, но иногда в очень мягкой форме и иногда девочкам достаточно ограничения белка в диете, чтобы симптомы заболевания не возникли.
В случае подтверждения носительства заболевания возможно проведение пренатальной диагностики – т.е. на ранних сроках беременности определить, будет ли ребенок болен или здоров.
Следует также отметить, что мать ребенка с НЦМ в ряде случаев может не являться носителем заболевания и риск повторного рождения в семье больного ребенка минимальный.
Все семьи, в которых есть пациентыс НЦМ должны обязательно пройти медико-генетическое консультирование и получить полную информацию от врача-генетика о риске повторного проявления данного заболевания в семье или обсудить другие вопросы, связанные с наследованием заболевания.