Bloki metaboliczne teoria

BLOKI METABOLICZNE – TEORIA
Specyficznym przypadkiem chorób genetycznych są tak zwane „bloki metaboliczne”. Nazwa ta pochodzi od „blokowania” pewnych szlaków metabolicznych na skutek powstawania nieaktywnych (nieprawidłowych) enzymów. To zaś dzieje się w wyniku mutacji. Mutacja powoduje, że wytwarzany enzym nie jest prawidłowo zbudowany i nie może pełnić swojej funkcji.

Typowe przypadki bloków metabolicznych przedstawia poniższy schemat. Są one związane z przemianami aminokwasu o nazwie fenyloalanina. Ten aminokwas jest spożywany wraz z pokarmem. Jest jednym z aminokwasów egzogennych i jest niezbędny do wytwarzania białek.

FENYLOKETONURIA

Normalnie, gdy tego aminokwasu jest za dużo, jest on przekształcany przez enzym hydroksylazę fenyloalaninową (na poniższym schemacie enzym E₁) w inny aminokwas – tyrozynę. Jeżeli jednak w wyniku mutacji enzym ten ma nieprawidłową budowę (jest nieaktywny), to fenyloalanina jest przekształcana w szlaku alternatywnym najpierw w kwas fenylopirogronowy a następnie w kawas fenylooctowy. Zarówno fenyloalanina jak i jej alternatywne produkty gromadzą się w tkance nerwowej i powodują jej niewłaściwy rozwój i funkcjonowanie. Jest to najbardziej niebezpieczne w okresie, gdy układ nerwowy dopiero się kształtuje, czyli w wieku do trzech lat życia dziecka. Choroba spowodowana tym defektem nosi nazwę „fenyloketonurii”. Jednak co ważne, jej efektom można zapobiegać. Przede wszystkim matka, która jest w ciąży i sama ma fenyloketonurię, nie powinna przed zajściem w ciążę oraz w czasie ciąży spożywać pokarmów zawierających fenyloalaninę (potrzeba tu jak najbardziej świadomego rodzicielstwa). Natomiast, jeżeli u noworodka w wyniku testów pourodzeniowych zostanie wykryta fenyloketonuria, to do trzeciego roku życia nie powinno ono spożywać pokarmów zawierających fenyloalaninę. Po tym okresie życia układ nerwowy już jest ukształtowany i fenyloalanina w diecie nie wyrządza już istotnej szkody.

ALKAPTONURIA
Jest też nazywana chorobą brązowych pieluch. Podobnie jak w przypadku fenyloalaniny, także nadmiar tyrozyny jest szkodliwy. Normalnie jest ona przekształcana w kolejny aminokwas to jest dihydroksyfenyloalaninę przez enzym oksydazę homogentyzynianową (na schemacie enzym E₂). Jeśli jednak na skutek mutacji enzym ten ma nieprawidłową budowę, to jeden z metabolitów pośrednich tyrozyny - to jest kwas homogentyzynowy – nie jest dalej przekształcany i staje się ostatnim produktem tej reakcji. Jest on obecny w moczu i ma tę właściwość, że w kontakcie z powietrzem utlenia się i ciemnieje. Stąd też zarówno mocz dziecka chorego jak i jego pieluchy brązowieją. Kwas homogentyzynowy gromadzi się też w chrząstkach i stawach, co powoduje ich stany zapalne i zwyrodnienia stawów. Niestety chorobie tej nie można zapobiegać ani skutecznie jej leczyć.
ALBINIZM
Ostatecznym produktem przekształceń fenyloalaniny jest melanina. Jest to ten ciemny barwnik, który występuje w tęczówce oka, włosach i skórze. Powstaje w wyniku przekształcenia dihydroksyfenyloalaniny przez enzym tyrozynazę (na schemacie enzym E₃). Jeżeli ten enzym ma budowę nieprawidłową, to dihydroksyfenyloalanina jest przekształcana w inne produkty ale melanina nie powstaje. Skutkiem tego obserwujemy albinizm. Skóra jest mleczno biała, oczy czerwone (bo przez przeźroczystą tęczówkę widać dobrze ukrwioną siatkówkę) włosy białe (siwe). Albinosi są bardzo wrażliwi na promieniowanie słoneczne. Są bardzo narażeni na choroby nowotworowe skóry ze względu na brak melaniny chroniącej warstwę twórczą naskórka przed promieniowaniem UV.