Errores innatos del metabolismo - Inborn errors of metabolism
Los errores innatos del metabolismo forman una gran clase de enfermedades genéticas que involucran trastornos congénitos de las actividades enzimáticas. La mayoría se debe a defectos de genes individuales que codifican enzimas que facilitan la conversión de varias sustancias ( sustratos ) en otras ( productos ). En la mayoría de los trastornos, surgen problemas debido a la acumulación de sustancias que son tóxicas o interfieren con la función normal, o debido a los efectos de la capacidad reducida para sintetizar compuestos esenciales. Los errores innatos del metabolismo ahora se denominan a menudo enfermedades metabólicas congénitas o trastornos metabólicos hereditarios . A este concepto es posible incluir el nuevo término de enzimopatía. Este término fue creado a raíz del estudio de la Enzimología Biodinámica, ciencia basada en el estudio de las enzimas y sus productos derivados. Finalmente, los errores innatos del metabolismo fueron estudiados por primera vez por el médico británico Archibald Garrod (1857-1936), en 1908. Es conocido por su trabajo que prefiguraba la hipótesis de "un gen-una enzima" , basada en sus estudios sobre la naturaleza y herencia de alcaptonuria. Su texto fundamental, Errores innatos del metabolismo, se publicó en 1923.
Clasificación y síntomas de enfermedades metabólicas.
Tradicionalmente, las enfermedades metabólicas hereditarias se clasificaron como trastornos del metabolismo de carbohidratos , metabolismo de aminoácidos, metabolismo de ácidos orgánicos, metabolismo de ácidos orgánicos o enfermedades de almacenamiento lisosómico . En las últimas décadas, se han descubierto cientos de nuevos trastornos hereditarios del metabolismo y las categorías han proliferado. A continuación se presentan algunas de las principales clases de enfermedades metabólicas congénitas, con ejemplos destacados de cada clase.
- Trastornos del metabolismo de los carbohidratos.
- Trastornos del metabolismo de los aminoácidos
- Trastorno del ciclo de la urea o defectos del ciclo de la urea
- Trastornos del metabolismo de los ácidos orgánicos ( acidurias orgánicas )
- Trastornos de la oxidación de ácidos grasos y del metabolismo mitocondrial
- Trastornos del metabolismo de las porfirinas
- Trastornos del metabolismo de las purinas o pirimidinas
- Trastornos del metabolismo de los esteroides
- Trastornos de la función mitocondrial
- Trastornos de la función peroxisomal
- Trastornos por almacenamiento lisosómico
Debido a la enorme cantidad de estas enfermedades, la amplia gama de sistemas afectados gravemente, casi todas las "molestias que se presentan" a un proveedor de atención médica pueden tener una enfermedad metabólica congénita como posible causa, especialmente en la niñez y la adolescencia. Los siguientes son ejemplos de posibles manifestaciones que afectan a cada uno de los principales sistemas de órganos.
- Falta de crecimiento , falta de crecimiento, pérdida de peso.
- Genitales ambiguos , pubertad retrasada , pubertad precoz
- Retraso en el desarrollo , convulsiones , demencia , encefalopatía , accidente cerebrovascular
- Sordera , ceguera , dolor agnosia
- Piel erupción cutánea , anormal pigmentación , carente de pigmentación, crecimiento excesivo de vello , masas o protuberancias
- Anomalías dentales
- Inmunodeficiencia , bajo recuento de plaquetas , recuento bajo de glóbulos rojos , bazo agrandado , agrandamiento de los ganglios linfáticos
- Muchas formas de cáncer
- Vómitos recurrentes , diarrea , dolor abdominal.
- Micción excesiva , insuficiencia renal , deshidratación , edema
- Presión arterial baja , insuficiencia cardíaca , agrandamiento del corazón , hipertensión , infarto de miocardio
- Agrandamiento del hígado , ictericia , insuficiencia hepática
- Rasgos faciales inusuales, malformaciones congénitas.
- Respiración excesiva ( hiperventilación ), insuficiencia respiratoria
- Comportamiento anormal, depresión , psicosis.
- Dolor articular, debilidad muscular , calambres.
- Hipotiroidismo , insuficiencia suprarrenal , hipogonadismo , diabetes mellitus
Diagnóstico
Actualmente, se pueden detectar docenas de enfermedades metabólicas congénitas mediante pruebas de detección de recién nacidos , especialmente las pruebas ampliadas que utilizan espectrometría de masas. Tecnología basada en cromatografía de gases y espectrometría de masas con un sistema de análisis integrado, que ahora ha hecho posible examinar a un recién nacido para detectar trastornos metabólicos genéticos de más de 100 mm. Debido a la multiplicidad de afecciones, se utilizan muchas pruebas de diagnóstico diferentes para la detección. Debido a la multiplicidad de afecciones, se utilizan muchas pruebas de diagnóstico diferentes para la detección. Un resultado anormal a menudo va seguido de una "prueba definitiva" posterior para confirmar el diagnóstico sospechoso.
Pruebas de detección habituales utilizadas en los últimos sesenta años:
- Prueba de cloruro férrico (detecta metabolitos anormales en la orina)
- Cromatografía en papel con ninhidrina (detecta patrones anormales de aminoácidos )
- Prueba de Guthrie (detecta cantidades excesivas de aminoácidos específicos en la sangre) La mancha de sangre seca se puede utilizar para pruebas multianalito mediante espectrometría de masas en tándem (MS / MS). Esto dio una indicación de un trastorno. Lo mismo debe confirmarse mediante ensayos enzimáticos, IEX-Ninhidrina, GC / MS o pruebas de ADN.
- Medición cuantitativa de aminoácidos en plasma y orina.
- IEX: cromatografía de iones líquidos de derivatización posterior a la columna de ninhidrina (detecta patrones de aminoácidos anormales y análisis cuantitativo)
- Análisis de ácidos orgánicos en orina por cromatografía de gases-espectrometría de masas
- Análisis de acilcarnitina en plasma por espectrometría de masas
- Análisis de purinas y pirimidinas en orina por cromatografía de gases-espectrometría de masas
Pruebas de diagnóstico específicas (o detección focalizada para un pequeño conjunto de trastornos):
- Biopsia de tejido : hígado , músculo , cerebro , médula ósea
- Biopsia de piel y cultivo de fibroblastos para pruebas enzimáticas específicas.
- Pruebas de ADN específicas
Una revisión de 2015 informó que incluso con todas estas pruebas de diagnóstico, hay casos en los que "las pruebas bioquímicas, la secuenciación de genes y las pruebas enzimáticas no pueden confirmar ni descartar un IEM, por lo que es necesario confiar en el curso clínico del paciente".
Tratamiento
A mediados del siglo XX, el tratamiento principal para algunos de los trastornos de los aminoácidos era la restricción de proteínas en la dieta y todos los demás cuidados eran simplemente el manejo de las complicaciones. En los últimos veinte años, el reemplazo de enzimas, la terapia génica y el trasplante de órganos se han vuelto disponibles y beneficiosos para muchos trastornos previamente intratables. Algunas de las terapias más comunes o prometedoras se enumeran:
- Restricción dietética
- Por ejemplo, la reducción de las proteínas de la dieta sigue siendo un pilar del tratamiento de la fenilcetonuria y otros trastornos de los aminoácidos.
- Suplementación o reemplazo dietético
- Por ejemplo, la ingestión oral de almidón de maíz varias veces al día ayuda a evitar que las personas con enfermedades por almacenamiento de glucógeno se vuelvan hipoglucémicas graves .
- Vitaminas
- Por ejemplo, la suplementación con tiamina beneficia a varios tipos de trastornos que causan acidosis láctica .
- Metabolitos intermedios, compuestos o fármacos que facilitan o retardan vías metabólicas específicas.
- Diálisis
- Reemplazo enzimático, por ejemplo, ácido alfa glucosidasa para la enfermedad de Pompe
- Terapia de genes
- Trasplante de médula ósea o de órganos
- Tratamiento de síntomas y complicaciones.
- Diagnóstico prenatal
Epidemiología
En un estudio realizado en la Columbia Británica , se estimó que la incidencia general de los errores innatos del metabolismo era de 40 por 100.000 nacidos vivos o 1 de cada 2.500 nacimientos, lo que en general representa más de aproximadamente el 15% de los trastornos de un solo gen en la población. Mientras que un estudio mexicano estableció una incidencia general de 3.4: 1000 recién nacidos vivos y una detección de portadores de 6.8: 1000 NBS.
| Tipo de error innato | Incidencia | |
|---|---|---|
| Enfermedad que involucra aminoácidos (p. Ej., PKU ), ácidos orgánicos, acidosis láctica primaria, galactosemia o una enfermedad del ciclo de la urea |
24 por 100 000 nacimientos | 1 entre 4200 |
| Enfermedad por almacenamiento lisosómico | 8 por 100 000 nacimientos | 1 en 12.500 |
| Trastorno peroxisomal | ~ 3 a 4 por 100 000 nacimientos | ~ 1 en 30.000 |
| Enfermedad mitocondrial basada en la cadena respiratoria | ~ 3 por 100 000 nacimientos | 1 en 33.000 |
| Enfermedad por almacenamiento de glucógeno | 2,3 por 100 000 nacimientos | 1 en 43.000 |
Referencias
Otras lecturas
- Price, Nicholas C; Stevens, Lewis (1996). Principi di enzimologia [ Principios de enzimología ] (en italiano). A. Delfino. ISBN 978-88-7287-100-3. OCLC 879866185 .
- Mazzucato, Fernando; Giovagnoni, Andrea (2019). Manuale di tecnica, metodologia e anatomia radiografica tradizionali [ Manual de técnica, metodología y anatomía radiográfica tradicional ] (en italiano). Piccin. ISBN 978-88-299-2959-7. OCLC 1141547603 .
- Torricelli, P; Antonelli, F; Ferorelli, P; Borromeo, yo; Shevchenko, A; Lenzi, S; De Martino, A (marzo de 2020). "El suplemento nutricional oral previene la pérdida de peso y reduce los efectos secundarios en pacientes en quimioterapia avanzada de cáncer de pulmón". Aminoácidos . 52 (3): 445–451. doi : 10.1007 / s00726-020-02822-7 . PMID 32034492 . S2CID 211053578 .
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