بیماری های متابولیک ارثی یک سری اختلال ژنتیکی هستند که منجر به بروز مشکلاتی در متابولیسم بدن می‌شوند. اکثر افراد مبتلا به اختلالات متابولیک ارثی یک ژن ناقص دارند که منجر به کمبود یک آنزیم می‌شود. صدها بیماری متابولیسم ژنتیکی وجود دارد و علائم، درمان و پیش‌شناخت‌های آن‌ها تفاوت زیادی با هم دارند.
متابولیسم چیست؟
متابولیسم به تمام واکنش‌های شیمیایی که برای تبدیل یا استفاده‌ی انرژی در بدن رخ می‌دهد، اشاره دارد. چند نمونه‌ی مهم از متابولیسم عبارتند از:
– تجزیه‌ی کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها و چربی‌های موجود در مواد غذایی برای آزاد کردن انرژی.
– تبدیل نیتروژن مازاد به مواد زائد که از طریق ادرار دفع می‌شوند.
– تجزیه یا تبدیل مواد شیمیایی به مواد دیگر و انتقال آن‌ها به داخل سلول‌ها.
متابولیسم یک خط مونتاژ شیمیایی سازمان‌یافته اما در عین حال شلوغ و پر هرج و مرج است. مواد خام، محصولات نیمه تمام و مواد زائد به طور مداوم استفاده می‌شوند، تولید می‌شوند، حمل و نقل و در نهایت دفع می‌شوند. “کارگران” در این خط مونتاژ، آنزیم‌ها و پروتئین‌های دیگری هستند که واکنش‌های شیمیایی را ایجاد می‌کنند.
عللی که سبب بروز اختلالات و بیماری های متابولیک ارثی می‌شوند
در اغلب بیماری های متابولیک ارثی ، یک آنزیم واحد یا توسط بدن تولید نمی‌شود یا به صورتی تولید می‌شود که تاثیری روی بدن ندارد. آنزیم از دست رفته مانند یک کارگر غایب در خط مونتاژ است. بسته به وظیفه‌ای که بر عهده‌ی آن آنزیم است، غیبت آن به این معنی است که مواد شیمیایی سمی ممکن است روی هم انباشته شوند یا یک محصول ضروری تولید نشود.
کد یا طرح کلی برای تولید آنزیم معمولا در یک جفت ژن قرار دارد. اکثر افراد مبتلا به اختلالات متابولیک ارثی، دو نسخهی معیوب از این ژن را دارند – از هر کدام از والدین، یکی. هر دو والدین “حامل” ژن بد هستند، به این معنی که آن‌ها یک نسخهی معیوب و یک نسخهی معمولی از ژن را دارند.
در این والدین، نسخهی طبیعی ژن، نسخهی بد را جبران می‌کند. سطح آنزیم آن‌ها معمولا کافی است، بنابراین ممکن است هیچ نشانه‌ای از اختلال متابولیک ژنتیکی نداشته باشند. با این حال، کودکی که دو نسخه ژن معیوب را به ارث می‌برد، نمی‌تواند آنزیم مؤثر را به میزان کافی تولید کند و در نتیجه به اختلال متابولیک ژنتیکی مبتلا می‌شود. این فرم انتقال ژنتیکی به نام وراثت اتوزومال مغلوب نامیده می‌شود.
علت اصلی اغلب اختلالات و بیماری‌های متابولیک ژنتیکی جهش ژنی است که در چندین نسل پیش رخ داده‌است. جهش ژنی نسل به نسل منتقل می‌شود، و بنابراین حتما باقی می‌ماند.
هر اختلال متابولیک ارثی به طور کلی بسیار نادر است. در صورتی که همه‌ی موارد را در نظر بگیریم، اختلالات متابولیک ارثی ممکن است در در هر ۱۰۰۰ تا ۲۵۰۰ نوزاد، حدودا در یکی رخ بدهد. در برخی از قومیت‌ها مانند یهودیان اشکنازی (یهودیان از نژاد اروپای مرکزی و شرقی)، میزان اختلالات متابولیک ارثی بیشتر است.
انواع اختلالات متابولیک ارثی
صدها مورد از اختلالات متابولیک ارثی شناسایی شده‌اند و موارد جدید همچنان در حال کشف هستند. برخی از بیماری های متابولیک ارثی شایع و مهم عبارتند از:
۱. بیماری‌های ذخیره‌ای لیزوزومال: لیزوزوم‌ها فضاهایی در داخل سلول‌هایی هستند که مواد زائد متابولیسم را تجزیه می‌کنند. کمبود آنزیم‌های مختلف در داخل لیزوزوم‌ها می‌تواند باعث تجمع مواد سمی شود و به این ترتیب برخی اختلالات متابولیک ایجاد خواهند شد از جمله:
– سندرم هورلر (ساختار غیر طبیعی استخوان و تاخیر در رشد)
– بیماری نیمن پیک (بزرگ شدن کبد در نوزادان، مشکل در تغذیه و آسیب عصبی)
– بیماری تی- سکس (ضعف پیشرفته در کودک یک ماهه، بروز آسیب شدید عصبی؛ معمولا کودک تنها تا سن ۴ یا ۵ سالگی زنده می‌ماند)
– بیماری گوشه (درد استخوان، بزرگ شدن کبد و کم شدن شمارش پلاکت‌ها که اغلب به صورت خفیف، در کودکان و بزرگسالان رخ می‌دهد)
– بیماری فابری (درد در دست و پاها در دوران کودکی، بیماری کلیوی و قلبی و سکته‌ی مغزی در بزرگسالی؛ تنها مردان تحت تاثیر این بیماری قرار می‌گیرند)
– بیماری کرابه (آسیب عصبی پیشرفته، تاخیر رشد در کودکان کم سن و سال، گاهی اوقات بزرگسالان نیز تحت تاثیر این بیماری قرار می‌گیرند)
۲. گالاکتوزمی: تجزیه‌ی ناکامل قند گالاکتوز که منجر به زردی، استفراغ و بزرگ شدن کبد در نوزادان پس از تغذیه با شیر مادر یا شیر خشک می‌شود.
۳. بیماری ادرار شربت افرا: کمبود آنزیم BCKD باعث تجمع اسیدهای آمینه در بدن می‌شود. در نتیجه‌ی این اتفاق، آسیب‌های عصبی رخ می‌دهد، و ادرار بوی شربت مانند خواهد داشت.
۴. فنیل کتونوری (PKU): کمبود آنزیم PAH باعث افزایش سطح فنیل آلانین در خون می‌شود. اگر این اختلال به صورت تشخیص داده نشده باقی بماند، نتیجه کم‌توانی ذهنی خواهد بود.
۵. بیماری‌های ذخیره‌ی گلیکوژن: مشکلات ذخیره‌سازی قند باعث کاهش سطح قند خون، درد عضلانی و ضعف می‌شود.
۶. اختلالات میتوکندری: مشکلات درون میتوکندری (یعنی نیروگاه سلول‌ها) منجر به آسیب عضلانی می‌شود.
۷. آتاکسی فردریش: مشکلات مرتبط با یک پروتئین به نام فراتاکسین موجب آسیب دیدن عصب‌ها و اغلب مشکلات قلبی می‌شود. ناتوانی در پیاده‌روی معمولا در بزرگسالان جوان رخ می‌دهد.
۸. اختلالات پراکسیزومال: پراکسیزوم‌ها هم مانند لیسوزوم‌ها، فضاهای کوچکی هستند که با آنزیم‌های داخل سلولی پر شده‌اند. عملکرد ضعیف آنزیم در داخل پراکسیزوم‌ها می‌تواند منجر به تولید محصولات سمی حاصل از متابولیسم شود. اختلالات پراکسیزومال عبارتند از:
* سندرم زلوگر: (ویژگی‌های غیر طبیعی صورت، بزرگ شدن کبد و بروز آسیب عصبی در نوزادان)
* آدرنولکودیستروفی: (علائم آسیب عصبی در دوران کودکی یا اوایل بزرگسالی بسته به فرم آن می‌تواند توسعه بیابد.)
۹. اختلال در متابولایسم فلزات: سطح فلزات ریز در خون توسط پروتئین‌های خاص کنترل می‌شود. اختلالات متابولیک ارثی می‌تواند منجر به نقص عملکرد پروتئین و تجمع سمیِ فلز در بدن شود:
* بیماری ویلسون (مس در کبد، مغز و سایر ارگان‌ّهای بدن بدن انباشته می‌شود و به سطوح سمی می‌رسد)
* هموکروماتوز (روده‌ها آهن را به میزان بیش از حد جذب می‌کنند، روندی که سبب تجمع آهن در کبد، پانکراس، مفاصل و قلب می‌شود و آسیب ایجاد می‌کند)
۱۰. ارگانیک اسیدوری: متیل مالونیک اسیدمی و پروپیونیک اسیدمی
۱۱. نقص چرخه‌ی اوره: کمبود اورنیتین ترانس کربامیلاز و سیترولینمی
علائم اختلالات بیماری های متابولیک ارثی
علائم اختلالات متابولیک ژنتیکی به طور گسترده‌ای به مشکل متابولیسم موجود بستگی دارد. بعضی علائم اختلالات متابولیک ارثی عبارتند از:
– خمودی و بی‌حالی
– نداشتن اشتها
– درد شکم
– استفراغ
– کاهش وزن
– زردی
– بالا نرفتن وزن و رشد نکردن
– تاخیر در روند رشد
– تشنج
– کما
– بوی غیر طبیعی ادرار، دهان، عرق، یا بزاق
این علائم ممکن است به طور ناگهان یا به آرامی پیشرفت کنند و ممکن است توسط غذا، دارو، کم شدن آب بدن، بیماری‌های جزئی یا عوامل دیگر رخ بدهند. در بسیاری از موارد علائم طی چند هفته بعد از تولد ظاهر می‌شود. در مورد دیگر اختلالات متابولیک ارثی می‌توان گفت که ممکن است سال‌ها طول بکشد تا علائم پدیدار شوند.
تشخیص اختلالات و بیماری های متابولیک ارثی
بیماری‌های متابولیک ارثی در هنگام تولد وجود دارند، و بعضی از آن‌ها با غربالگری روتین تشخیص داده می‌شوند. در همه‌ی ایالات آمریکا نوزادان را برای فنیل کتونوری (PKU) غربالگری می‌کنند. اکثر ایالت‌ها نیز نوزادان را برای احتمال وجود گالاکتوزمی آزمایش می‌کنند. با این حال، هیچ دولتی نوزادان متولد شده را برای همه‌ی اختلالت متابولیک شناخته‌شده آزمایش نمی‌کند.
تکنولوژی بهبود یافته‌ی آزمایش بسیاری از ایالت‌ها را برای گسترش غربالگری نوزادان به منظور احتمال وجود اختلالات متابولیک ژنتیکی ترغیب کرده‌است. مرکز منابع غربالگری و ژنتیک ملی، اطلاعاتی در مورد شیوه‌های غربالگری هر ایالت در آمریکا ارائه می‌دهد.
اگر اختلال متابولیک ارثی در هنگام تولد تشخیص داده نشود، اغلب تا زمانی که علامتی وجود نداشته باشد، تشخیص داده نمی‌شود. هنگامی که علائم تشخیص داده می‌شوند، برای تشخیص اغلب اختلالات متابولیک ژنتیکی آزمایش‌های خاص خون یا DNA در دسترس هستند. مراجعه به یک مرکز تخصصی احتمال تشخیص درست را افزایش می‌دهد.
درمان اختلالات متابولیک ارثی
روش‌های محدودی برای درمان اختلالات متابولیک ارثی در دسترس هستند. نقص ژنتیکی اساسی که باعث بروز این اختلال شده نمی‌تواند با تکنولوژی فعلی اصلاح شود. در عوض، روش‌های درمانی سعی می‌کنند روی مشکل متابولیسم کار کنند.
درمان‌های مربوط به اختلالات متابولیک ژنتیکی چند اصول کلی را دنبال می‌کنند:
* کاهش یا توقف مصرف هر نوع غذا یا دارویی که نمی‌تواند به درستی متابولیزه شود.
* جایگزین کردن آنزیم یا سایر مواد شیمیایی که وجود ندارد یا غیرفعال است، برای طبیعی کردن متابولیسم تا بیش‌ترین حدی که امکان دارد.
* حذف محصولات سمی متابولیسم که به علت اختلال متابولیکی تجمع پیدا می‌کند.
درمان ممکن است شامل موارد زیر باشد:
* رژیم‌های خاص که مواد مغذی خاصی را در بر ندارند
* مصرف جایگزین آنزیم یا مکمل‌های دیگری که متابولیسم را پشتیبانی می‌کنند
* درمان با مواد شیمیایی به منظور سم‌زدایی مواد متابولیکی خطرناک
فرد مبتلا به اختلال متابولیک ارثی باید هر زمانی که برای‌اش مقدور است در یک مرکز پزشکی دارای شرایط مناسب برای درمان این اختلالات نادر تحت مراقبت قرار بگیرد.
کودکان و بزرگسالان مبتلا به اختلالات متابولیک ارثی می‌توانند کاملا بیمار شده و بستری شوند و بعضی اوقات لازم است در تمام طول زندگی تحت مراقبت باشند. درمان معمولا روی مراقبت‌های اضطراری و بهبود عملکرد ارگان تمرکز دارد.