Болезнь кленового сиропа — это заболевание, представляющее собой аминоацидопатию (нарушение обмена незаменимых аминокислот). Это состояние описывается как ферментный дефект катаболического пути аминокислот с разветвленной цепью: лейцина, изолейцина и валина.
Накопление этих 3-х аминокислот и их кетокислот (продуктов разрушения) приводит к энцефалопатии и прогрессивным нейродегенеративным расстройствам у детей. Заболевание является врожденным и может корректироваться путем ранней диагностики и изменения рациона питания. При отсутствии лечения неминуемо развитие интеллектуальных дефектов.
В настоящее время болезнь кленового сиропа входит в список расстройств, на которые новорожденных проверяют при скрининге. При обнаружении заболевания еще на бессимптомной стадии лечение дает лучший результат, чем когда болезнь диагностируется при первых симптомах.
В 1954 году в мировой медицине был зафиксирован случай смерти четырех детей в одной семье. Все дети погибли в течение трех месяцев с момента рождения из-за неизвестного нейродегенеративного расстройства. Отличительным признаком у всех детей являлся резкий запах кленового сиропа, усиливающийся при выделении мочи. Именно с того времени заболевание, известное сейчас под названием валинолейцинурия или кетонурия разветвленных аминокислот, стало называться болезнью кленового сиропа.
В последующие годы медиками были определены патогенетические соединения с разветвленной цепью аминокислот и их соответствующими альфа-кетокислотами. В 1960 году было установлено, что ферментативный дефект при болезни кленового сиропа присутствовал на уровне декарбоксилирования разветвленной цепи аминокислот. Пару лет спустя врачи инициировали первое диетическое лечение, оказавшееся успешным. В 1971 году было установлено, что организм пациента с болезнью кленового сиропа реагирует на тиамин.
Это заболевание является потенциально смертельным. Не удивительно, ведь в процессе болезни разрушаются три самых важных аминокислоты организма человека: лейцин, изолейцин и валин.
Когда эти три аминокислоты не используются для создания белков, они либо перерабатываются, либо расщепляются на энергию. Обычно эти белки расщепляются на комплекс с названием разветвленная цепь альфа-кетокислоты дегидрогеназы (BCKD).
Люди с болезнью кленового сиропа имеют специфическую мутацию, которая не позволяет лейцину, изолейцину и валину расщепляться так, как это необходимо. В конечном итоге в крови накапливается избыток этих аминокислот. Этот процесс приводит к быстрой деградации клеток головного мозга. Если заболевание не лечить, человек умирает очень быстро, буквально за несколько месяцев.
Дефекты в любой из шести субъединиц белкового комплекса BCKD могут вызвать болезнь кленового сиропа. Наиболее распространенный дефект вызван мутацией в гене на хромосоме 19, которая кодирует альфа-субъединицу BCKD-комплекса.
Мутация, вызывающая болезнь кленового сиропа, может произойти из-за мутаций в различных генах. Эти мутации наследуются по аутосомно-рецессивному признаку. Генетические заболевания определяются комбинацией генов определенного признака, которые находятся на хромосомах, полученных от отца и матери.
Рецессивные генетические нарушения происходят, когда ребенок наследует одинаковый аномальный ген для одного признака от каждого родителя. Если ребенок получает один нормальный ген и один ген заболевания, он будет носителем заболевания без симптомов.
Статистический риск рождения больного ребенка составляет 25%. Полового перевеса в данном случае нет, риск одинаков для мужчин и женщин.
Ученые установили, что некоторые случаи болезни кленового сиропа вызваны мутациями BCKA-декарбоксилазы (E1) гена альфа-субъединицы (BCKDHA) на длинном плече хромосомы 19 (19q13.1-q13.2). Хромосомы, которые присутствуют в ядре клетки, несут генетическую информацию для каждого человека. Клетки тела человека в норме имеют 46 хромосом. Пары хромосом человека пронумерованы от 1 до 22, половые хромосомы обозначаются как X и Y. Мужчины имеют одну X и одну Y-хромосому, женщины — две Х-хромосомы. Каждая хромосома имеет короткий отросток, обозначенный «р» и длинное плечо, которое обозначается «Q». Хромосомы подразделяются на множество групп, которые пронумерованы. Например, «19q13.1-q13.2» обозначает полосы 13.1-13.2 на длинном плече хромосомы 19. Пронумерованные полосы определяют местоположение тысяч генов, которые содержатся в каждой хромосоме.
Генетические мутации приводят к отсутствию или недостаточности ферментов в комплексе альфа-кето-дегидрогеназы с разветвленной цепью. Эти ферменты необходимы для качественного усвоения лейцина, изолейцина и валина. Незаменимые аминокислоты используются организмом для построения белков. Организм должен регулярно получать 11 незаменимых аминокислот, большинство из них — из ежедневного рациона, поскольку он не может производить их сам. Лейцин, изолейцин и валин имеют общие характеристики и химическую структуру. Они известны как аминокислоты с разветвленной цепью (ВСАА). Неспособность расщепления этих аминокислот приводит к накоплению в крови лейцина, изолейцина, валина и их метаболических побочных продуктов, известных как кетокислоты. Эти кетокислоты токсичны для всех тканей тела, в особенности для мозга.
Лейцин, изолейцин и валин содержатся во всех богатых белком продуктах, в особенности в мясе и молоке.
Основные симптомы болезни кленового сиропа варьируются в зависимости от клинической формы заболевания:
Классическая форма заболевания является самой тяжелой — симптомы её проявляются уже в первые дни после рождения ребенка (если кормление искусственное) или на второй неделе жизни (если вскармливание грудное).
Симптомы классической формы болезни кленового сиропа следующие:
Дополнительные симптомы – это потеря веса, периодическое апноэ, аномальная жесткость мышц, чередующаяся с гипотонией, судороги и кома (в самых тяжелых случаях).
Даже при правильном лечении могут присутствовать некоторые симптомы:
Причиной таких нарушений может быть:
Тяжелые симптомы комплексно могут вызвать ишемию мозга и отказ дыхательных органов. При классической болезни кленового сиропа у ребенка присутствует синдром дефицита внимания и гиперактивности, импульсивность, тревожность, периоды депрессии чередуются с периодами прилива сил.
В более старшем возрасте происходит генерализованная потеря костной массы, которая может стать предпосылкой к переломам (остеопорозу). Больные нередко страдают от панкреатита, псевдотуморозного состояния — повышения кровяного давления в черепе, приводящего к головным болям, рвоте и тошноте. В течение всего периода болезни сохраняется запах кленового сиропа от мочи, ушной серы и пота.
Тиамин-отзывчивая форма валинолейцинурии реагирует на лечение тиамином, известным также как витамин B1. Тиамин помогает организму преобразовывать углеводы в энергию. В неонатальный период симптомы заболевания присутствуют редко, но появляются позднее, к концу первого года жизни.
Для классической болезни кленового сиропа единственной эффективной мерой лечения является трансплантация печени.
После пересадки пациент не проявляет симптомов и может есть продукты, содержащие большое количество белка. «Новая» печень производит достаточное количество ферментов, необходимых для переработки лейцина, изолейцина и валина, однако риск отторжения донорского органа достаточно большой. С целью предотвращения осложнений всем, кто перенес пересадку печени, необходимо принимать иммуносупрессивные препараты всю жизнь.
Процедура пересадки не дешевая, кроме того, связана с ожиданием своей очереди на орган. Однако эффективность её оправдывает ожидание и затраты. Все экспериментальные методы лечения болезни кленового сиропа пока находятся в разработке и не рассматриваются врачами как возможные для применения на широком круге больных.
Ученые научились делать клетки кожи на 30 лет моложе
Исследование: прием Виагры может лишить мужчину зрения
Ученые выяснили, чем могут заболеть хозяева, которые редко моют миску своих собак
Почему нельзя смотреть на часы, когда вы не можете заснуть?
Найден череп человека, которому в I веке н.э. была проведена первая в истории операция на ухе
Ученые выяснили, могла ли косметика XVIII века убивать женщин