Диагностика важнейших генетических заболеваний, связанных с нарушениями обмена веществ

В последние десятилетия научный прогресс в области клинической и молекулярной генетики, биохимии позволил выявить обширную группу “новых” болезней детского возраста, связанных с нарушением обмена веществ. Патологии обмена веществ у взрослых и детей могут быть обусловлены наследственными дефектами обмена нуклеиновых кислот, врожденной недостаточностью ферментов, отвечающих за синтез и распад аминокислот, нарушениями обмена органических кислот, дефицитом жирных кислот и др.

Клинический диагноз врожденных нарушений обмена веществ может представлять определенные трудности, поскольку у этих болезней нет характерных специфических симптомов. В лаборатории «ДИАЛАБ» Вам предложат основной спектр исследований для выявления нарушений обмена веществ, вызванных различными причинами. С помощью современных методов исследования - газовой и жидкостной хроматографии, тандемной масс-спектрометрии мы сможем диагностировать генетические заболевания, относящиеся к различным классам нарушений обмена веществ. Методом тандемной масс-спектрометрии в одном анализе в микроколичествах крови мы можем определить концентрации нескольких сотен соединений! Количественное определение этих веществ позволит исключить несколько десятков наследственных заболеваний.

Диагностика нарушений обмена пуринов и пиримидинов

Пуриновые и пиримидиновые основания являются фрагментами нуклеиновых кислот, участвуют в кодировании и передаче наследственной информации. Производные пуринов и пиримидинов входят в состав многих биологически активных веществ – алкалоидов, коферментов, витамина B1 и др.

Наследственные дефекты обмена пуринов и пиримидинов встречаются редко и обусловлены врожденной недостаточностью ферментов. При патологии обмена нуклеотидов в первые же месяцы жизни у ребенка отмечается задержка развития двигательных навыков, а также непроизвольные движения мышц, повышенный тонус мышц стоп, спазмы конечностей; болезнь сопровождается олигофренией.

Ранняя диагностика наследственной патологии обмена нуклеотидов проводится в лаборатории «ДИАЛАБ». Мы выявляем нарушения обмена пуринов, пиримидинов и других фрагментов нуклеиновых кислот (22 показателя!) высокоточными методами высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии.

Диагностика нарушений обмена органических и аминокислот

Наследственные нарушения обмена аминокислот (первичная аминоацидопатия) - это большая группа врожденных заболеваний, в основе которых лежит генетически обусловленное нарушение синтеза различных ферментов. В настоящее время известно более 70 врожденных аминоацидопатий. Как правило, эти нарушения называют по веществу, накапливающемуся в наибольших концентрациях в крови ( -емии) или моче (-урии). К наиболее распространенным нарушениям обмена аминокислот относятся: фенилкетонурия, алкаптонурия, цитруллинемия, гистидинемия, тирозинемия, глицинемия, цистиноз, охроноз, гипервалинемия, цитруллинурия и др.

Эти заболевания отличаются резким нарушением развития детей, тяжестью течения и в совокупности занимают существенное место среди причин инвалидности и смертности детского возраста. Трудности выявления отдельных болезней связаны с полиморфизмом клинической картины, отсутствием ярко выраженных проявлений, необходимостью использования с целью диагностики специальных методов исследования, а также недостаточной осведомленностью педиатров о большинстве редких форм наследственных нарушений обмена веществ. Своевременное же распознавание этих нарушений хорошо исправляется соответствующей диетой, не приводя к патологии.

Любой тип аминоацидопатий можно выявить в лаборатории «ДИАЛАБ». У нас проводится диагностика нарушений обмена 19 различных аминокислот!

Помимо аминоацидопатий, в лаборатории «ДИАЛАБ» диагностируют важнейшие патологии обмена неаминных органических кислот. Ряд заболеваний, рассматриваемых ранее как аминоацидопатии, в настоящее время относят к группе генетических заболеваний, связанных с нарушением обмена органических кислот (органические ацидемии). Большинство органических ацидемий – это результат врожденного дефекта активности фермента, отвечающего за расщепление аминокислот. Таким образом, при многих состояниях в моче определяется избыток неаминных органических кислот, а не самих аминокислот, как в случае аминоацидопатии. Избыток нерасщепленных веществ может быть токсичным для мозга, печени, почек, поджелудочной железы, сетчатки и других органов. Органические ацидемии во многом имеют сходную клинику. К классическим патологиям относят болезнь «кленового сиропа» или лейциноз, пропионовую, метилмалоновую, изовалериановую ацидемии и много других.

У новорожденных клиника нарушения обмена органических кислот проявляется либо с рождения, или в течение первых нескольких дней жизни. Обычно первым проявлением бывает токсическая энцефалопатия, клиническая картина которой включает неврологические симптомы, снижение аппетита, рвоту. У старших детей или подростков различные формы органических ацидемий могут проявляться потерей интеллектуальной функции или другой неврологической или психиатрической симптоматикой.

Обследованию на первичную аминоацидопатию и/или органическую ацидемию в первую очередь подлежат дети, имеющие в своем анамнезе следующие симптомы:

Сходные случаи заболевания в семье;

Случаи внезапной смерти ребенка в раннем возрасте в семье;

Неврологические нарушения;

Нарушения психомоторного развития ребенка;

Нарушения со стороны других органов и систем органов (поражение печени, кардиомиопатия, катаракта, ретинопатия);

Тромбоцитопения, нейтропения, анемия.

Необходимо отметить, что все дети с непонятной и неопределенной общесоматической и неврологической симптоматикой, с отставанием в росте и развитии должны как можно раньше направляться на обследование в клинико-диагностическую лабораторию «ДИАЛАБ» на предмет первичной аминоацидопатии и других ферментопатий, так как только вовремя поставленный диагноз может спасти ребенка от необратимых последствий для организма.

В настоящее время применяется метод тандемной масс-спектрометрии для диагностики органических ацидемий. Данный подход может привести к более ранней постановки диагноза у большинства пораженных лиц. При этом важно помнить, что это исследование является скрининговым тестом, и диагноз необходимо подтверждать независимым исследованием органических кислот мочи при помощи высокоэффективной жидкостной и газовой хроматографии. В лаборатории «ДИАЛАБ» любым из вышеперечисленных методов, а также другими доступными дополнительными методами, можно провести весь спектр исследований по диагностике генетических заболеваний, связанных с патологией органических и аминокислот.

Патология обмена органических кислот может быть вызвана нарушением транспорта или окисления митохондриальных жирных кислот. Большинство заболеваний данного типа проявляется в раннем детском возрасте, однако некоторые формы нарушенного транспорта жирных кислот отличаются поздним началом. Это патологии прежде всего связанные с системным дефицитом карнитина.

Карнитин - это биологически активное витаминоподобное вещество, основными функциями которого является участие в биоэнергетическом обмене клетки, а именно в жировом обмене. Карнитин связывает и выводит из организма токсичные производные органических кислот. В организме человека основное количество карнитина содержится в мышцах и сердце, что обусловлено высокой активностью липидного обмена в данных тканях. В связи с этим главными органами-«мишенями» при недостаточности карнитина служат скелетные мышцы и миокард, во вторую очередь страдают клетки головного мозга, печень и почки. Основные признаки дефицита карнитина: быстрая утомляемость, сниженная работоспособность, мышечная слабость, гипотония и гипотрофия, отставание физического и психомоторного развития, снижение умственной деятельности, сонливость или раздражительность, нарушение функции сердца и печени, частые инфекционные заболевания. Следствием дефицита карнитина является нарушение энергетического обмена и метаболизма липидов и связанных с ними расстройств других видов обмена веществ. У детей, страдающих расстройствами питания, рахитом, различными гастроинтестинальными заболеваниями и болезнями почек, отмечается нарушение усвоения карнитина и его потеря через желудочно-кишечный тракт и почки. Недостаточность карнитина отмечена у некоторых категорий пациентов, получающих специализированную диетотерапию, ограничивающую прием белковых продуктов, особенно животного происхождения (например, у больных с фенилкетонурией), а также у лиц, придерживающихся вегетарианской диеты.

В клинико-диагностической лаборатории «ДИАЛАБ» проводится комплексный анализ свободного карнитина и его форм методами высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии. Результаты данного анализа позволят пациентам скорректировать диету и предотвратить нарушения обмена веществ, вызванные дефицитом карнитина.

Диагностика нарушений жирового обмена

Многие болезни вызываются дефицитом жирных кислот. Со многими из этих же болезней можно справиться, обеспечив организм незаменимыми жирами, которые отсутствуют в рационе большинства людей.

Среди болезней, вызванных дефицитом жирных кислот, лидирующее место по смертности во всем мире занимают сердечно-сосудистые заболевания. Ежегодно в России от сердечно-сосудистых заболеваний умирают более 1 млн. человек. Недавно завершившиеся по программе ВОЗ сравнительные патоморфологические исследования показали, что в России атеросклероз развивается в более молодом возрасте, протекает более тяжело, вызывая инфаркт миокарда и мозговой инсульт у лиц моложе 50—55 лет. Наиболее существенным фактором риска развития атеросклероза является нарушение липидного обмена. Нарушенный липидный обмен и изменения в системе свертывания крови гиперкоагуляционного характера относятся к основным факторам риска возникновения и прогрессирования атеросклероза и связанной с ним ишемической болезни сердца (ИБС). Гиперлипидемия, дисфункция в системах свертывания крови и фибринолиза взаимосвязаны. Как правило, нарушения отрицательного характера в них происходят параллельно. В плазме крови человека присутствуют 4 основных класса липидов: холестерин и его эфиры, триглицериды, фосфолипиды и жирные кислоты. Роль этих липидов в развитии и прогрессировании атеросклероза в последние 30 лет изучена достаточно хорошо. Среди сердечно-сосудистых заболеваний ведущее место занимают ИБС (51%) и мозговой инсульт (27%) с преимущественным атеросклеротическим поражением коронарных и мозговых артерий.

В лаборатории «ДИАЛАБ» можно провести весь комплекс диагностических исследований, который позволит предупредить возникновение и развитие атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний. С помощью стандартного биохимического анализа крови можно выявить изменения показателей липидного обмена, а с помощью коагулограммы и фибринолитических показателей - изменения в системе свертывания крови и фибринолиза. Такой комплексный подход даст возможность скорректировать меры профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний уже на самых ранних этапах болезни.

Более 20 лет назад было высказано предположение, что помимо основных липидов немалую роль в атерогенезе играют и жирные кислоты. Ряд исследователей показали, что существует непосредственная связь между потреблением с пищей жирных кислот и развитием сердечно-сосудистых заболеваний. Было установлено, что патология липидного обмена выражается в избытке насыщенных жирных кислот и недостатке ненасыщенных.

Структурно жирные кислоты подразделяются на насыщенные и ненасыщенные. Ненасыщенные жирные кислоты состоят из 3 семейств: омега-9 (олеиновая кислоты), омега-6 (линолевая, гамма-линоленовая, арахидоновая кислоты) и омега-3 (альфа-линоленовая, эйкозапентаеновая и докозагексаеновая кислоты). Жирные кислоты синтезируются в организме из продуктов распада углеводов и поступают с пищей.

Омега-3 эйкозапентаеновая (ЭПК) и докозагексаеновая (ДГК) кислоты могут синтезироваться в адекватных количествах только в растениях, живущих в холодной воде — водорослях. Для человека основным источником ЭПК и ДКГ являются некоторые виды морских рыб: лосось, скумбрия, сельдь. Однако жареная рыба содержит мало омега-3 жирных кислот. Другая жирная кислота — омега-6 альфа-линоленовая — содержится в некоторых растительных маслах (в частности, льняном и соевом). Незначительное количество альфа-линоленовой кислоты в организме превращается в ЭПК и ДГК.

Ненасыщенные жирные кислоты входят в состав структурных липидов клетки, они важны для формирования структуры мембраны митохондрий и в больших количествах обнаружены в органах размножения. Выполняя структурные функции, ненасыщенные жирные кислоты входят в состав фосфолипидов.

Многочисленные диеты, существующие в настоящее время, создают в организме дефицит жирных кислот, которые служат строительным материалом для выработки эйкозаноидов. Самой сильной способностью образовывать эйкозаноиды обладают жирные кислоты омега-3 (альфа-линоленовая кислота) и омега-6 (линолевая кислота). Эйкозаноиды - это распорядители энергии в организме. Они могут снижать кровяное давление, повышать температуру тела, расширять или сужать просвет бронхов, стимулировать выработку гормонов и многое другое. Их дефицит в организме отчасти является причиной возникновения злокачественных опухолей, болезней сердца, суставов, воспалительных заболеваний и многих других нарушений.

Согласно последним исследованиям секрет хорошего здоровья состоит в поддержании баланса между двумя главными классами жирных кислот- омега-3 и омега-6. Наша самая большая проблема состоит в том, что на протяжении двадцатого столетия мы ели слишком много жиров омега-6 - подсолнечного, кукурузного масла - и практически исключили из своего рациона продукты, богатые жирами омега-3, например, льняное масло и холодноводную рыбу. Чтобы возвратить здоровье, нам нужно сместить равновесие в сторону жиров омега-3.

В настоящее время в поисках средств предупреждения сердечно-сосудистых заболеваний особое внимание уделяется полиненасыщенным незаменимым жирным кислотам - омега-3, которые, как показал анализ наблюдений за состоянием здоровья мужчин в возрасте 40-45 лет являются важнейшим звеном поддержания состава крови, состояния кровеносных сосудов и многих систем организма человека. Было показано, что потребление с пищей омега-3 приводит к достоверному повышению уровня липопротеидов высокой плотности в сыворотке крови. Установлена положительная роль омега-3 в уменьшении гиперлипидемии, в улучшении работы магистральных сонных и позвоночных артерий, питающих сосуды мозга и др. Предполагают, что жирные кислоты омега-3 обладают противовоспалительным эффектом, модулируют образование свободных радикалов и перекисное окисление липидов, имеют антикоагулянтные свойства, способны уменьшать тромбообразование, а также обладают антигипертензивным действием.

Чтобы выявить дефицит основных жирных кислот, а, следовательно, и предупредить возникновение сердечно-сосудистых заболеваний, злокачественных опухолей, болезней суставов и многих других нарушений клинико-диагностическая лаборатория «ДИАЛАБ» предлагает комплексный анализ по определению концентрации жирных кислот омега-3, омега -6 и др. в крови. По результатам анализов врач-специалист сможет скорректировать диету пациента и назначить адекватные препараты для профилактики и лечения существующего заболевания.