بیماری های ژنتیکی متابولیک

ازدواج فامیلی یکی از اتفاقات رایج در کشورمان است که اکثرا فرزندان حاصل این ازدواج ها به بیماری های ژنتیکی مبتلا میشوند، مثل بیماری های متابولیک ژنتیکی که از این بیماری ها هستند که آمارشان در کشور ما 5 برابر کشورهای اروپایی و آمریکایی می باشد. مشکلاتی از جمله ضایعات مغزی، عقب ماندگی های ذهنی و مشکلات کبدی از جمله عوارض رایج بیماری های متابولیک ارثی هستند. درحال حاضر پیشرفت امکانات پزشکی از جمله آزمایش متابولیک، به تشخیص اختلالات متابولیک ارثی کمک میکند.

اختلال متابولیک از بیماری های خطرناک نوزادان هستند و میتوانند مشکلات جدی از جمله کاهش ضریب هوشی کودکان را به همراه داشته باشد. به همین دلیل بسیار مهم است که آزمایش متابولیک و تست های غربالگری در طی 4 الی 5 روز پس از تولد انجام شوند.

در ادامه به این می پردازیم که آزمایش متابولیک چیست، چه چیزهایی باعث اختلالات متابولیک ژنتیکی می شوند و چطور میتوان آنها را درمان کرد.

منظور از متابولیسم و بیماری های متابولیک ژنتیکی چیست؟

بدن ما برای جذب مواد خوراکی که دریافت می کند، مجبور است ترکیبات پیچیده غذایی را شکسته و به ترکیبات ساده تر تبدیل کند تا جذب، راحت تر اتفاق بیافتد. متابولیسم در واقع به تمام فعالیت های شیمیایی گفته میشود که در بدن انجام میشوند تا این ترکیبات را به انرژی تبدیل کنند.

در فرایند متابولیسم، بدن کارهای مختلفی انجام می دهد که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1. کربوهیدرات، پروتئین و چربی های غذا را شکسته و برای آزادسازی انرژی آنها را تجزیه میکند.
2. انواع مواد شیمیایی را در بدن شکسته و برای انتقال به سلول، آنها را به مواد دیگر تبدیل میکند.
3. نیتروژن اضافه و مواد زائد موجود در بدن را از طریق ادرار از بدن خارج میکند.

به تشبیه وب سایت webmd.com، فرایند متابولیسم و جذب مواد در بدن مانند یک خط تولید شیمیایی منظم، اما بسیار گسترده و وسیع است؛ به شکلی که بدن ما مواد خام، نیمه تمام و مواد زائد را به طور دائم تولید کرده، آنها را به قسمت های دیگر انتقال داده و یا دفع می کند.

این وب سایت همچنین پروتئین ها و آنزیم های بدن که در این فرایندهای شیمیایی نقش اصلی را ایفا میکنند، به «کارکنان» این خط تولید تشبیه میکند.

آشنایی با بیماری های متابولیک ارثی

منظور از اختلالات متابولیک ژنتیکی طیفی از بیماری های ژنتیکی هستند که در آنها بدن برخی از این کارکنان خط تولید متابولیسم را تولید نمیکند. به بیان دیگر، بدن فرد مبتلا ژن مناسب برای تولید برخی آنزیم ها را ندارد.

عدم وجود آنزیم های کافی باعث می شود بدن نوزاد در هنگام هضم و تجزیه یک یا چند ماده غذایی با مشکل مواجه شود و نتواند آن را هضم کند. نوزاد نیز در نتیجه این اختلال، به مشکلات مختلفی  دچار میشود. پروتئین ها، قندها و چربی ها از جمله نمونه های این مواد غذایی هستند.

عدم وجود یک یا چند آنزیم و یا کافی نبودن آنها، مانع فرایند متابولیسم در بدن میشود و در نتیجه ماده تجزیه نشده توسط آنزیم در بدن افزایش پیدا می کند. پس از آن بسته به ماده تجمع یافته و کمبودی که در اثر تجزیه آن به وجود آمده، انواع بیماری متابولیک در بدن رخ میدهد.

بسته به شدت بیماری و کمبود آنزیم های بدن، اختلالات متابولیک ارثی میتوانند فرد را به بیماریهای مختلفی دچار کنند.

چند مثال محدود از بیماری های متابولیک ارثی شامل:

• بیماری های کبدی
• بیماری های کلیوی
• بیماری های خونی
• بیماری های مغز
• بیماری های چشم

علت ابتلا به اختلالات متابولیک ژنتیکی چیست؟

علت اصلی به وجود آمدن این بیماری مشکلات ژنتیکی است که توسط پدر و مادر به فرزند منتقل میشوند.  همه ما انسان ها دو نسخه از ژن های خود داریم که از والدین دریافت میکنیم.

این بیماری در پدر و مادری که دارای یک ژن معیوب و ژن سالم هستند دیده نمیشود، چرا که در آنها ژن سالم بر ژن معیوب غالب شده است.

 اما در هنگام تولد، نوزاد ممکن است از پدر و مادر خود ژن های معیوب را به ارث برده باشد و در این صورت بدن او نمیتواند آنزیم موثر و کافی را تولید کند. در نتیجه، نشانه های بیماری در او ظاهر میشوند.

همچنین در صورتی که نوزاد یکی از ژن های سالم را به ارث برده باشد، به احتمال زیاد ژن سالم او نیز به ژن معیوب غالب میشود، اما این احتمال هم وجود دارد که فرزندان او در آینده ژن معیوب را به ارث بده و دچار اختلالات متابولیک شوند.

اختلالات متابولیک ژنتیکی جزء بیماری های نادر در دنیا به حساب می آیند و تحقیقات سایت webmd میگوید در بین هر 1000 تا 2500 نوزاد تازه متولد شده، معمولا 1 نفر از آنها به اختلال متابولیک مبتلا خواهد بود. با این حال، آمار این بیماری در کشور ما به دلیل بالا بودن تعداد ازدواج های فامیلی، بیشتر است.

علائم بیماری های متابولیک ژنتیکی

بسته به نوع بیماری و اشکالی که در متابولیسم فرد ایجاد میشود، اختلال متابولیک نیز علائم مختلفی خواهد داشت. برخی از این علائم خفیف و برخی دیگر باعث اختلال در عملکرد و ناتوانی فرد میشود.

برخی از علائم بیماری های متابولیک ژنتیکی شامل موارد زیر می باشند:

• تاخیر در رشد و تکامل کودک
• کاهش وزن غیرطبیعی و عدم افزایش وزن
• زردی پوستی یا یرقان
• تشنج
• درد شکم
• استفراغ دوره ای و غیر قابل توجیه
• بوی غیرطبیعی ادرار
• بوی بد عرق
• بوی بد بزاق
• کاهش اشتها و تغذیه ضعیف
• کاهش سطح انرژی
• بی حالی یا خواب آلودگی

در ادامه بیشتر با انواع این بیماریها آشنا میشوید.

انواع بیماری های متابولیک ارثی

زمانی که فرد به بیماری متابولیک مبتلا باشد، بدن او در ساخت آنزیم ها با مشکل مواجه میشود؛ یا اصلا آن را تولید نمیکند، یا آن را به شکلی تولید میکند که در فرایند متابولیسم کارایی ندارد. زمانی که این آنزیم تولید نشود، انگار که یکی از کارنان خط تولید حضور ندارد.

حال این بستگی به شرایط ژنتیکی دارد که کدام آنزیم تولید نشود و در نتیجه عدم حضور آن، کدام مواد شیمیایی سمی در بدن تجمع پیدا کنند و باعث چه بیماریهایی شوند.

 3 نوع رایج اختلالات متابولیک ارثی شامل:

1. بیماریهای متابولیک اسیدهای آمینه
2. بیماریهای متابولیک کربوهیدرات
3. بیماریهای متابولیک پورفیرین و متابولیسم هم

1.      بیماری های متابولیک اسید آمینه

در این دسته از اختلالات متابولیک ارثی، نقص های آنزیمی باعث برهم خوردن توازن اسید آمینه ها و کمبود یا افزایش آنها میشود.

تجمع این مواد بیولوژیک باعث میشود که بدن، آنها را وارد چرخه های فرعی دیگری کند که در نتیجه این اتفاق، مواد دیگری مانند آمونیاک و اوره در بدن افزایش یافته و این مواد میتوانند به بافت مغز درحال رشد نوزاد آسیب بزنند.

این اختلال با استفاده از آزمایش متابولیک و غربالگری نوزاد قابل تشخیص است. چند نمونه از این بیماری ها را در ادامه مشاهده میکنید:

·        اختلال متابولیک فنیل کتونوری

بیماری PKU از جمله بیماری های متابولیک اسید آمینه نسبتا رایج در کشورمان است که با انجام غربالگری نوزاد میتوان آن را پیشگیری کرد. در این بیماری، آنزیم فنیل آلانین هیدروکسیلاز (PAH) در بدن ساخته نمیشود.

این آنزیم برای سنتز کردن آمینواسید فنین آلانین ضروری است و در ادرار کودکان مبتلا به این بیماری، بویی مانند بوی کپک حس میشود که به دلیل تجمع این آمینواسید است.

·        بیماری ادراری شربت افرا

نام اصلی این بیماری MSUD مخفف Maple Syrup Urine Disease است و در آن، ادرار یا موم داخل گوش فرد بویی شبیه بوی شربت افراد میدهد. علت این بیماری عدم تولید آنزیم های کتو اسید دهیدروژناز شاخه دار  (BCKAD)در بدن است. نشانه این بیماری تا چند ساعت بعد از تولد قابل تشخیص است.

2.    بیماری های متابولیک ارثی کربوهیدرات ها

متابولیسم کربوهیدرات یکی از مهم ترین مسیرهای فرایند متابولیسم بدن است که برای انجام آن بیش از 70 ژن دخیل هستند. این دسته نیز انواع مختلفی از بیماری ها را شامل میشود که در ادامه دو نمونه را بررسی میکنیم.

·        بیماری متابولیک عدم تحمل لاکتوز

عدم تحمل لاکتوز (Lactose Intolerant) یکی از شایع ترین بیماری های متابولیک ژنتیکی در دنیاست که بدن در آن نمیتواند لاکتوز موجود در محصولات لبنی را هضم کند. این افراد اکثرا از شیر بدون لاکتوز استفاده میکنند چرا که این قند باعث علائمی چون نفخ شکم، اسهال و حالت تهوع، دل درد در آنها میشود.

·        اختلال متابولیک ذخیره گلیکوژن

گلیکوژن نوع دیگری از قندها در بدن است که در ماهیچه ها، کبد و مغز یافت میشود و زمانی که فرد به بیماری های متابولیک ژنتیکی از این نوع مبتلا باشد، آنزیم مورد نیاز برای سنتز این قند را ندارد و نمیتواند آن را تجزیه کند. این امر در عضله ها و سلولهای کبد اثر میگذارد.

3.   بیماری های متابولیسم هِم و پورفیرین

هموگلوبین یکی از مهم ترین اجزای خون می باشد که در ساخت گلبول های قرمز نقش دارد. مولکول هِم (heme) نیز یکی از اجزای سازنده هموگلوبین است که در اکسیژن رسانی و خارج کردن دی اکسید کربن از بدن نقش مهمی دارد.

در اختلالات متابولیسم هم و پورفرین، آنزیم های مورد نیاز ساخت این مولکول وجود نخواهند داشت که باعث بیماری های زیر میشوند:

·        کم خونی سلول های داسی شکل

بیماری کم خونی سلول های داسی شکل (Sickle cell anemia) به علت جهش ژن های هموگلوبین رخ می دهند و با زخیم تر شدن دیواره گلبول های قرمز، باعث تغییر شکل آنها از گرد به داسی شکل میشود.

در نتیجه این بیماری، گلبول های داسی شکل عمر کمتری نسبت به سلول های طبیعی پیدا میکنند و میتوانند باعث عفونت و کم خونی شوند.

4.    بیماری های متابولیسم نوکلئوتیدها

نوکلئوتیدها اجزای مهمی در ساخت مولکول DNA و RNA هستند و بیماری های متابولیک ارثی باعث عدم توانایی بدن در جذب آنها میشود. در اثر این اختلال، ممکن است فرد دچار بیماری هایی مثل سندروم لش نیهان و نقرس شود.

آزمایش متابولیک چیست؟

آزمایش غربالگری بیماری های متابولیک ارثی با استفاده از روش جدید Tandem Mass Spectrometry یکی از بهترین راهکارها برای پیشگیری از انواع اختلال متابولیک در نوزادان است. این روش در غربالگری نوزاد بسیار مفید است چرا که برای غربالگری اختلالات متابولیک ارثی، گاها نیاز به بررسی بیش از یک نشانگر میباشد.

خوشبختانه آزمایش MS/MS میتواند با بررسی 60 اسید آمینه، اسیل کارنیتین و نسبت میان آنها، بیش از 40 مورد از بیماری های متابولیک ارثی را بررسی کند.

آزمایش متابولیک چطور انجام میشود؟

آزمایش بیماری های متابولیک ژنتیکی با استفاده از چند قطره خون، تست پوستی و در برخی مواقع به همراه آزمون شنوایی انجام میشود. برای شروع، با استفاده از سوزن لانست چند قطره خون از پاشنه پا نوزاد گرفته میشود.

توجه: این آزمایش باید 24 الی 48 ساعت بعد از تولد و 2 الی 3 ساعت بعد از شیردهی انجام میشود و با استفاده از همین چند قطره خون میتوان طیف گسترده ای از اختلالات ژنتیکی ارثی را بررسی نمود.

چه نکاتی در نتیجه آزمایش متابولیک تاثیرگذارند؟

انجام آزمایش برای تشخیص بیماری های متابولیک ژنتیکی نیاز به مهارت بالایی دارد و همچنین تفسیر آزمایش متابولیک کار ساده ای نیست. در این بین، فاکتورهایی وجود دارند که میتوانند روی نتیجه این آزمایش تاثیرگذار باشند.

·        فاکتورهای بالینی در آزمایش متابولیک

فاکتورهای بالینی از مهمترین عواملی هستند که روی نتایج آزمایش متابولیک نوزاد تاثیرگذار هستند و باید نتیجه تست را در زمینه بالینی تفسیر نمود. چند نمونه از عوامل بالینی موثر شامل موارد زیر می باشند:

• سن بارداری
• وزن تولد نوزاد
• سن نوزاد به روز
• بیماری های ژنتیکی مادر
• بیماری های ژنتیکی پدر

·        نوع تغذیه

مصرف برخی مواد غذایی مانند پروتئین ها میتواند تفسیر آزمایش متابولیک را تحت تاثیر قرار دهد. برای مثال، مصرف زیاد پروتئین در شیر، تجویز شیرهای غنی از پروتئین یا شیر گاو، می تواند منجر به افزایش سطح برخی از اسید آمینه ها مانند فنیل آلانین یا تیروزین شود. عدم توجه به این نکات میتواند سبب بالا رفتن بیومارکرها و نتیجه مثبت کاذب شود.

·       سوء تغذیه یا گرسنگی

گرسنه بودن بیش از 4 – 5 ساعت یا داشتن سوء تغذیه باعث افزایش گلوکونئوژنز (Gluconeogenesis) از اسید آمینه های عضلات میشود. در نتیجه این فرایند، اسیدهای آمینه در گرسنگی طولانی مدت کاهش پیدا میکنند.

·       شرایط نوزاد

شرایط نوزاد نیز می تواند تاثیر بسزایی در پاسخ آزمایش متابولیک داشته باشد. برای مثال، در شرایطی که نوزاد بستری و تحت درمان آنتی بیوتیک است و تغذیه تزریقی دریافت میکند، معمولا برخی از اسید آمینه ها افزایش پیدا میکند که تزریق گلوکز داخل وریدی در این امر موثر است.