Гликогенозы у детей — виды, симптомы и терапия гликогеновых болезней. Что такое гликогеновые болезни? История болезни гликогеноз типа

Нарушения обмена гликогена

Гликогеновые болезни - группа наследственных нарушений, в основе которых лежит снижение или отсутствие активности ферментов, катализирующих реакции синтеза или распада гликогена, либо нарушение регуляции этих ферментов.

Гликогенозы - заболевания, обусловленные дефектом ферментов, участвующих в распаде гликогена. Они проявляются или необычной структурой гликогена, или его избыточным накоплением в печени, сердечной или скелетных мышцах, почках, лёгких и других органах.

В настоящее время гликогенозы делят на 2 группы: печёночные и мышечные.

Печёночные формы гликогенозов ведут к нарушению использования гликогена для поддержания уровня глюкозы в крови. Поэтому общий симптом для этих форм - гипогликемии в постабсорбтивный период.

Болезнь Гирке (тип I) отмечают наиболее часто. Причина - наследственный дефект глюкозо-6-фосфатазы - фермента, обеспечивающего выход глюкозы в кровоток после её высвобождения из гликогена клеток печени и почек. Клетки печени и извитых канальцев почек заполнены гликогеном, печень и селезенка увеличены, у больных опухлое лицо - «лицо китайской куклы». Болезнь проявляется гипогликемией, гипертриацилглицеролемией, гиперурикемией, ацидоз.

1). В гепатоцитах: глюкозо-6-ф → ПВК, лактат (ацидоз), рибозо-5-ф. рибозо-5-ф→ пуринов→ мочевая кислота

2). В крови: ↓глюкоза →↓инсулин/глюкагон→: а) липолиз жировой ткани → ЖК в крови.

б). ↓ЛПЛ жировой ткани → ТАГ в крови.

Лечение - диета по глюкозе, частое кормление.

Болезнь Кори (тип III) распространена, 1/4 всех печёночных гликогенозов. Накапливается разветвленный гликоген, так как дефектен деветвящий фермент. Гликогенолиз возможен, но в незначительном объёме. Лактоацидоз и гиперурикемия не отмечаются. Болезнь отличается более лёгким течением чем болезнь Гирке.

Мышечные формы гликогенозов характеризуются нарушением в энергоснабжении скелетных мышц. Эти болезни проявляются при физических нагрузках и сопровождаются болями и судорогами в мышцах, слабостью и быстрой утомляемостью.

Болезнь МакАрдла (тип V) - аутосомно-рецессивная патология, отсутствует в скелетных мышцах активность гликогенфосфорилазы. Накопление в мышцах гликогена аномальной структуры.

Агликогеноз (гликогеноз 0 по классификации) - заболевание, возникающее в результате дефекта гликогенсинтазы. В печени и других тканях больных наблюдают очень низкое содержание гликогена. Это проявляется резко выраженной гипогликемией в постабсорбтивном периоде. Характерный симптом - судороги, проявляющиеся особенно по утрам. Болезнь совместима с жизнью, но больные дети нуждаются в частом кормлении.

ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

кафедра биохимии

Утверждаю

Зав. каф. проф., д.м.н.

Мещанинов В.Н.

_____‘’_____________2007 г

Термин «гликогеноз» является общим для группы наследственных заболеваний, характеризующихся отложением в тканях либо ненормально больших количеств гликогена, либо необычных его видов.

При гликогенозе 1 типа (болезнь Гирке) клетки печени и извитых почечных канальцев заполнены гликогеном, однако эти запасы оказываются недоступными: об этом свидетельствует гипогликемия, а также отсутствие повышения уровня глюкозы в крови в ответ на адреналин и глюкагон. Обычно у этих больных развиваются кетоз и гиперлипемия, что вообще характерно для состояния организма при недостатке углеводов. В печени, почках и тканях кишечника

активность глюкозо-6-фосфатазы либо крайне низка, либо вообще отсутствует.

Гликогеноз II типа (болезнь Помпа) ведет к фатальным последствиям и характеризуется отсутствием лизосомальной -глюкозидазы (кислой мальтазы), функцией которой является деградация гликогена, предотвращающая его накопление в рибосомах.

Гликогеноз III типа (лимитдекстриноз; болезнь Форбса или болезнь Кори) характеризуется отсутствием деветвящего фермента; в результате накапливается характерный разветвленный полисахарид (остаточный декстрин).

Гликогеноз IV типа (амилопектиноз; болезнь Андерсен) характеризуется отсутствием ветвящего фермента, в результате чего накапливается полисахарид, содержащий незначительное число ветвей. Обычно летальный исход наступает из-за сердечной или печеночной недостаточности в первый год жизни.

Отсутствие мышечной фосфорилазы (миофосфо-рилазы) является причиной гликогеноза V типа (миофсофорилазная недостаточность; синдром Мак-Ардля). У больных наблюдается пониженная выносливость к физическим нагрузкам. Хотя в их скелетных мышцах имеется аномально высокое содержание гликогена (2,5-4,1%), в крови после выполнения физической работы почти или вообще не обнаруживается лактат.

Описаны гликогенозы, связанные с недостаточностью фосфорилазы в печени (гликогеноз VI типа), недостаточностью фосфофруктокиназы в мышцах и эритроцитах (гликогенез VII типа; болезнь Таруи), а также гликогеноз, обусловленный недостаточностью киназы фосфорилазы. Сообщалось также о случаях недостаточности аденилаткиназы и сАМР-зависимой протеинкиназы.

ЛИТЕРАТУРА

Brown D.H., Brown В. I. Some inborn errors of carbohydrate metabolism. Page 391. In: MTP International Review of Science. Vol. 5, Whelan W.J. (ed.), Butterworth, 1975. Cohen P. Control of En/yme Activity, 2nd ed.. Chapman and Hall, 1983.

Cohen P. The role protein phosphorylation in the hormonal control of enzyme activity. Eur. J. Biochem.. 1985, 151, 439. Exton J. H. Molecular mechanism involved in a-adrenergic responses, Mol. Cell. Endocrinol.. 1981. 23, 233.

Hers H. G. The control of glycogen metabolism in the liver. Annu. Rev. Biochem., 1976, 45. 167.

Randle P.J., Steiner D.F., Whelan W.J. (eds). Carbohydrate Metabolism and Its Disorders, Vol. 3, Academic Press, 1981.

Sperling O., de Vries A. (eds). Inborn Errors of Metabolism in Man. Karger, 1978.

Stanhurv J. B. et al. (eds). The Metabolic Basis of Inherited Disease, 5th ed., McGraw-Hill, 1983.

Печеночные гликогенозы поражают метаболический путь (катаболизм углеводов), при котором нарушен гликогенолиз и вследствие этого поддержание уровня глюкозы в крови. В то же время гликогенез не нарушен. К этой группе относят болезни Гирке, Форбса-Кори, Херса и др. Гликогеноз I типа (гепаторенальный тип, болезнь Гирке, дефект глюкозо-6-фосфатозы). Наследуется аутосомно-рецессивно, встречается чаще других гликогенозов. Патогенез связывают с неспособностью организма больного превратить субстрат глюкозо-6-фосфат, который в избытке присутствует в гепатоцитах и нефроцитах, в глюкозу, что ведет к развитию гипогликемии, а также ацетонемии и ацетонурии, гиперхолестеринемии, гиперурикемии. В тяжёлых случаях возможны судороги. Это обусловливает относительный гипоинсулинизм, результатом чего является усиление липолиза и гиперлипопротеинемия I или V типов.

У болеющих детей находят гепатомегалию (уже в период новорожденности), задержку роста, короткое туловище, большой живот. В печени развивается стеатоз. Почки также увеличены и содержат депозиты гликогена. В постпубертатном периоде выражены клинические осложнения гиперурикемии (подагра, уролитиаз). Для больных характерны гипогликемия натощак, усиливающаяся после голодания, (ограниченный подъем сахара в крови после инъекций глюкагона и адреналина), редуцированные сахарные кривые.

Разновидностью гликогеноза I является гликогеноз Ib, к счастью, встречается не так часто. Представляет собой редкую аутосомно-рецессивную генокопию предыдущего расстройства, но с поражением гена транслоказы глюкозо-6-фосфата в эндоплазматическом ретикулуме. Клиника болезни усугубляется присоединением к классической болезни Гирке еще и нейтропении с рецидивирующими бактериальными инфекциями (иммунодефицит). Поэтому расщепления эфира глюкозы недостаточно, несмотря на высокую активность фосфатазы.

Другой печеночный гликогеноз III типа (болезнь Форбса-Кори). Аутосомно-доминантный дефект фермента, катализирующего гидролиз 1-6 связей в молекуле гликогена. Составляет четверть всех случаев гликогенозов, протекающих с гепатомегалией. Гликогенолиз возможен в незначительных количествах, так как фосфорилироваться могут только молекулы глюкозы, взятые из коротких цепей. Отличается доброкачественным течением, не угрожает жизни ребенка, так как в крови нет апактоацидоза и гиперурикемии. Гипогликемия присутствует натощак, сохраняется ответ на глюкагон на фоне потребления углеводов, но не натощак. Гликогенез VI а типа (болезнь Херса, дефицит фосфорилазы). Клиника сходна с течением гликогеноза I типа. Встречается крайне редко.

К мышечным гликогенозам относят дефекты мышечной фосфорилазы, фосфофруктокиназы, которые обуславливают нарушения в энергоснабжении скелетной мускулатуры. Выявляются чаще всего при физической нагрузке и находят выражение в мышечной слабости, миалгии, миоглобинурии, сопровождаются гемолитическими анемиями, провоцируемыми окислителями (гипогликемия не обнаруживается). Примерои служит: гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардля).

Смешанные формы гликогенозов. Гликогеноз II типа – это генерализованный гликогеноз, поражающий все гликогенсодержащие клетки. Синонимы: гликогенная кардиомегалия, болезнь Помпэ, дефект лизосомальной глюкозидазы. Составляет 10 % от всех гликогенозов. Эта форма очень злокачественная, больные умирают в грудном возрасте. Ведущий признак – кардиомегалия в грудном возрасте с развитием тяжелой сердечной недостаточности, миалгия, увеличение языка. Гипогликемии нет, так как печеночный гликогенолиз не страдает.

Болезни накопления гликогена (обзор литературы)

Гликогеновая болезнь - общее название наследственных болезней углеводного обмена, обусловленных недостаточностью или дефектами ферментов, участвующих в синтезе и расщеплении гликогена. В результате заболевания в печени накапливается избыточное количество гликогена и развивается гипогликемия. Заболевание чаще всего встречается в регионах, где приняты близкородственные браки. (12)

Клинически одна из форм гликогеноза впервые была описана французским педиатром C.Lereboullet (1910), но его исчерпывающую патологоанатомию представил E.Gierke (1929), подчеркнув основную патоморфологическую особенность – чрезмерное накопление гликогена. (14) В дальнейшем подобное заболевание стало известно как болезнь Гирке, а сам автор назвал ее гликогенозом.(15) В 1932 году Pompe сообщил о больном ребёнке, у которого при посмертном исследовании было обнаружено большое количество гликогена в сердечной мышце. Болезнь получила впоследствии название болезни Помпе. Важные исследования по изучению патогенеза гликогеновой болезни были осуществлены G. Cori (1952), Forbes (1953) Ilingworth, Andersen (1956), Hers (1959), показавших ферментативную недостаточность процессов гликогенолиза.(34) Раскрытие энзимного патогенеза гликогенозов обусловило клиническое разграничение и более точную нозологическую характеристику этих заболеваний, способствовало правильному генетическому интерпретированию, а также углублённому изучению структуры и физиологии гликогена. В последующие годы было сообщено о гликогеновой болезни, вызванной отсутствием фосфоглюкомутазы (Thomson 1963), фосфофруктокиназы (Tarui 1965), фосфорилазы а и киназы фосфорилазы «в » (Hug 1966), протеинкиназы киназы фосфорилазы «в » (Hug 1970). В 1963 году Lewis и соавторы впервые описали случаи полного отсутствия гликогенсинтетазы в печени детей из одной семьи.(40) Имеются описания случаев гликогенозов, когда при явных клинических проявлениях заболевания не удавалось выявить недостаточность активности ферментов, участвующих в обмене гликогена.(34) Известны публикации, когда при одной форме гликогеноза существует недостаточность нескольких ферментов, участвующих в обмене гликогена.

Распространённость

Исследования последних лет показали, что гликогеноз является менее редким заболеванием, чем предполагалось ранее.(39) По данным Huijing на 1975год, распространённость заболевания составляет 1: 40000 населения. В различных странах колебания различны, так, в Израиле оно равно 1: 49000, в Щвеции 1: 57000, в Норвегии 1: 68000, в ФРГ 1: 113000 (Schaub , Beverl).(1) В 2001 году частота ГБ болезни составила 1: 20000 населения.(141) Колебания в распространённости ГБ наблюдаются в различных районах одной и той же страны. Mое Y. (2000) систематизировал данные о распространённости различных типов ГБ. В Нидерландах, Норвегии, Израиле наиболее распространён III тип гликогеноза. Этот же тип чаще наблюдается во Франции. В ФРГ III тип наблюдался сравнительно редко. В Швеции этот тип встречается реже других, самым распространённым является здесь I тип. В США наиболее частым оказался IX тип ГБ. В Бельгии из 316 случаев гликогеноза у 124 больных был выявлен гликогеноз VI типа, у 63-III типа, у 47- II тип. В Тайланде (2000) самым распространённым является II тип. В России по данным Попович Ю.Г. на 1988г, среди 49 детей с ГБ, наблюдавшихся в научно-исследовательском институте педиатрии АМН СССР, у 18,4% установлен I тип болезни, у 38,8% III тип, у 40,8% был установлен VI - IX тип ГБ, у 2% тип не был идентифицирован.

Гликоген – высокомолекулярный полисахарид, являющийся основным источником энергии и резервом углеводов, содержится во всех клетках человека и животных.(19) В норме гликоген составляет до 4% влажной массы печени, в мышцах на его долю приходится до 2% . В организме, в результате расщепления полисахаридов и дисахаридов, образуется три моносахарида: глюкоза, фруктоза, галактоза, которые всасываются в пищеварительном тракте.(15) Глюкоза может быть депонирована в виде гликогена в двух основных источниках: печени и скелетных мышцах. Мышечные клетки, подобно клеткам печени, так же могут превращать глюкозу в резервный гликоген, но гликоген мышц служит только «местным» запасом: он является готовым источником топлива для немедленного обеспечения мышц энергией, расходуется при мышечной работе и не может быть использован для регулирования уровня глюкозы в крови.(18) В печени гликоген расщепляется, обеспечивая бесперебойное снабжение глюкозой эритроциты, мозг, сердечную мышцу. Глюкоза поступает в организм либо с потребляемой пищей, либо посредством гликонеогенеза: образуется путём биохимических реакций из лактата, глицерина и глюкопластичных аминокислот. Печень может содержать достаточный запас гликогена для снабжения крови глюкозой в течение 12- 24 часов; после этого времени, для поддержания гликемии печень должна использовать другие вещества, главным образом - аминокислоты (глицин, аланин, серин, треонин, валин, пролин, глютаминовую кислоту и оксипролин). Изучение роли печени в углеводном обмене и открытие гликогена в 1897 году принадлежит французскому физиологу Клоду Бернару.(15) Он определил разницу в концентрации глюкозы крови: уровень гликемии крови, притекающей к печени, оказался гораздо выше, чем оттекающей.

^ 1.2.Регуляция обмена гликогена в печени

Расщепление и синтез гликогена находятся под контролем гормонов и ионов металлов, воздействующих на ключевые ферменты обмена гликогена. Координация обмена гликогена должна осуществляться таким образом, чтобы обеспечивался либо синтез, либо его деградация. Фосфорилирование соответствует механизму оборота глюкозы в организме, обеспечивая и синтез, и расщепление. При немедленной потребности в глюкозе  -клетки поджелудочной железы секретируют глюкагон, который связывается с печёночными клетками и стимулирует продукцию ц АМФ под воздействием аденилатциклазы, а это, в свою очередь, активирует протеинкиназу. Протеинкиназа фосфорилирует киназу гликогенфосфорилазы, переводя её в активную форму, но в то же время превращает гликогенсинтетазу в неактивную форму.(31) В результате последовательной деградации гликогена глюкоза поступает в кровь. В то же время печень, может синтезировать гликоген и из молочной кислоты. Таким образом, распад гликогена в печени происходит как гидролитически, так и преимущественно фосфоролитически.

Синтез и распад гликогена - обратимые реакции, биологическая роль которых заключается в создании резерва глюкозы или освобождения её в соответствии с потребностями организма. Соотношение между синтезом и распадом гликогена регулируется нейрогуморальным путём при участии желёз внутренней секреции. Инсулин, АКТГ, ГКС увеличивают содержание гликогена в печени, адреналин, глюкагон, катехоламины, соматотропный гормон и тироксин стимулируют его распад.(11) Кроме этого существует и негормональная регуляция глюконеогенеза одно и двух валентными ионами металлов: К+, Ca+, Мg+, в значительной степени активируют гликогенсинтетазу, фосфорилазу и киназу фосфорилазы «в ». (19,20) Гликогенозы обусловлены метаболическими нарушениями, которые приводят к аномальному накоплению или изменению структуры гликогена.(12) Их подразделяют на типы в соответствии с выявленным ферментным дефектом и на основе особенностей клинической картины. Гликогенозы ассоциированы более чем с 15 различными дефектами ферментов. По локализации энзимного дефекта могут быть клинически разделены на 3 основные формы гликогеноза: с поражением печени; с поражением мышц; на генерализованную форму – с сочетанным поражением печени, сердечной мышцы и других паренхиматозных органов.

Классификация, основанная на этих критерия, представлена в табл. №1.

Общими клиническими симптомами заболевания являются: дебют болезни в грудном или раннем детском возрасте, отсутствие роста, значительная гепатомегалия, гипогликемия, проявляющаяся рвотой, судорогами, потерей сознания, резкой потливостью, слабостью. Значительное падение сахара крови может привести к проявлению так называемого симптома внезапной смерти или «смерти в колыбели».(17)

Гликогеноз I тип (Гепаторенальный гликогеноз, болезнь Gierke)

Недостаточность глюкозо-6-фосфатазы приводит к блокированию основного пути разложения гликогена и накоплению его в печени, почках, кишечнике. Структура гликогена нормальная.

Патофизиология . Гипогликемия при голодании обусловлена отсутствием в печени глюкозо-6-фосфатазной активности. Этот фермент играет главную роль в регулировании уровня гликемии. Его активность особенно выражена у детей грудного возраста. Активирование печёночной фосфорилазы адреналином и гликогеном предотвращает колебание уровня глюкозы крови при отсутствии глюкозо-6-фосфатазы. Во время голодания и при отсутствии возможности образования свободной глюкозы при распаде гликогена образуется много молочной кислоты.(39) Увеличение концентрации молочной кислоты, активирующей гликогенсинтетазу, приводит к увеличению запасов гликогена печени. В качестве субстрата при синтезе гликогена может использоваться молочная кислота. У больных гликогенозом I типа содержание гликогена в печени возрастает до 14-17% от массы сырой ткани. Низкое содержание глюкозы в крови больных гликогенозом I типа вызывает усиленную мобилизацию жирных кислот в периферической жировой ткани и увеличивает синтез предшественников жиров.(18, 20) При этом в печени накапливается большое количество жирных кислот, намного превышающее способность печени окислять эти соединения, что вызывает накопление в гепатоцитах липидов, жирных кислот, вследствие чего возникает гиперлипидемия, в крови появляется пировиноградная кислота, возрастает содержание холестерина. Излишек жирных кислот окисляется не полностью и влечёт за собой образование кетоновых тел (ацетоацетат, - оксимасляная кислота, ацетон).(15) Упорная гипогликемия вынуждает организм для удовлетворения своих энергетических нужд идти по пути усиления жирового обмена. В результате этого развивается гиперлактатемия, гиперлипидемия, жировая дегенерация печени и почек. Накопление молочной кислоты ингибирует выделение мочевой кислоты почечными канальцами и способствует развитию гиперурикемии. Высокий уровень мочевой кислоты связан также с повышением активности гексозомонофосфатного цикла.(40) Гиперурикемия не сопровождается соответствующим увеличением выделения её с мочой, что обусловлено появлением симптомов подагры. В этих условиях резко возрастает количество пировиноградной кислоты, что приводит к состоянию хронического ацидоза.

Гликогеноз III типа (Болезнь Форбса Кори, лимитдекстриноз)

При III типе гликогеновой болезниотмечаетсянедостаточность фермента амило –1,6-глюкозидазы и олиго- 1,4 -глюкантрансферазы, либо их сочетание. Поскольку боковые цепи гликогена полностью не отщепляются, главные цепи оказываются недоступными для фосфорилазы. Накапливается гликоген с короткой внешней цепью.

Патофизиология . Продукция глюкозы при гликогенозе III типа нарушена не полностью, поскольку глюкоза образуется под действием фосфорилазы из боковых цепей гликогена, а также путём гликонеогенеза. Накапливаемый в организме полисахарид напоминает по структуре лимитдекстрин, который отличается от гликогена значительно укороченными наружными ветвями молекул. Максимум поглощения его комплекса с йодом находится при 390 нм, в отличие от максимума поглощения комплекса с йодом гликогена (при 460 нм). Накоплением в клетках лимитдекстрина послужило основанием для того, чтобы гликогеноз этого типа назвали лимитдекстринозом.(1)

Локализация мутаций при различных формах гликогенозов .

Таблица №1

Ферментный дефект наблюдали не только в печени, мышцах, сердце но и в лейкоцитах. Известны четыре варианта различных сочетаний. Sidbury и соавторы (1961) обнаружили высокое содержание аномального гликогена в эритроцитах больных гликогенозом III типа. (57) Отсутствие амило-1,6-глюкозидазы в мышцах приводит к гипотонии и миопатии, степень проявления которой пропорциональна степени дефицита фермента у конкретного больного.

Гликогенозы, обусловленные дефектами системы фосфорилазы:

Фосфорилаза последовательно отщепляет остатки глюкозы от концов боковых цепей гликогена. Количество глюкозы, образующееся таким путём, составляет 92% от общего количества глюкозы, образующейся при гликогенолизе. В печени, мышцах и других тканях и клетках есть две формы фосфорилазы - неактивная (фосфорилаза в ) и активная (фосфорилаза а ). Фосфорилаза в превращается в фосфорилазу а под действием киназы фосфорилазы. Активатором киназы фосфорилазы является протеинкиназа А. В свою очередь, её активность регулируется глюкагоном и другими контринсулярными гормонами. (39)

Гликогеновая болезнь VI типа (Болезнь Херса)

При гликогеновой болезни VI типанаблюдается дефект фосфорилазы b печени. Структура гликогена печени больных не отличается от нормы.

Патофизиология . При этой форме в печени образуется достаточное количество гликогена с нормальной структурой, но он не может метаболизироваться из-за энзимного дефекта. Активность фосфорилазы в печени, эритроцитах и лейкоцитах не выявляется; в скелетных мышцах и в миокарде активность фермента нормальная. В ткани печени гистохимически обнаружены различные по объёму глобулы липидов и низкая активность фосфорилазы.

Гликогеноз типа IX а. (болезнь Хага)

При этой форме наблюдается дефект киназы фосфорилазы b в печени и в мышцах. Активность киназы фосфорилазы в печени, эритроцитах и лейкоцитах не выявляется; в мышцах не выявляется или снижена.

Гликогеноз типа IX б. (дефект а-субъединицы киназы фосфорилазы). Активность киназы фосфорилазы не выявляется в печени, а в эритроцитах и лейкоцитах может не выявляться или быть снижена. В мышцах активность фермента нормальная. Болезнь наследуется сцепленно с Х – хромосомой, передаётся от матери сыну. По форме является генерализованным. Гликогеноз типаIX b - один из самых распространённых типов гликогеновой болезни.(18)

^ 1.3.Клинические проявления различных типов гликогеновой болезни у детей.

Тип I-болезнь Гирке (недостаточность глюкозы 6-фосфатазы) является наиболее тяжёлой формой, так как нарушен гликонеогенез и гликогенолиз. В настоящее время известны 4 подтипа болезни: Iа - отсутствие активности энзима, Iв, Iс, Id-нормальная способность энзима, дефект транспортных белков. Заболевание протекает тяжело. С раннего возраста возникают состояния острой гипогликемии. Клинический фенотип похож на все четыре формы, но у пациентов с Iв типом отмечается значительная нейтропения. Гипогликемические симптомы появляются через 6-8 часов после кормления, к ним относятся: потливость, вялость, бледность, тремор конечностей, судороги. Серьёзные нарушения жирового обмена у детей при гликогенозе I типа, приводят к развитию синдрома гиперкортицизма. Лицо больных детей приобретает «кукольный» вид. К 2 годам у больных формируется характерный внешний вид: «кукольное» лицо, большой живот, низкий рост, развёрнутость нижней апертуры грудной клетки. (42)Масса тела больных соответствует длине. У всех больных увеличенные размеры живота, обусловленные гепатомегалией и мышечной гипотонией. К 3 годам возникают носовые кровотечения. В возрасте 3-4 лет к имеющимся характерным признакам присоединяются симптомы общей интоксикации в виде бледности кожи, теней под глазами, раздражительности. На коже щёк появлялась яркая капиллярная сеточка, на груди и животе - венозная сеть, яркая пальмарная эритема. У некоторых больных обнаруживаются «сосудистые звёздочки». Выраженная гепатомегалия наблюдалась у всех больных. Нижний край печени выступал из-под края рёберной дуги на 10-16 см или опускался в малый таз. Увеличение селезёнки обычно не определялось или край её пальпировался на уровне рёберной дуги. Возможно появление перемежающейся диареи, рвоты, болей в животе. Часто выявляется геморрагический синдром (экхимозы, носовые, маточные кровотечения), который обусловливается отсутствием глюкозо - 6 - фосфатазы в тромбоцитах, следствием чего является накопление в них гликогена и снижение их адгезивных свойств. У большинства пациентов выявляется гипохромная анемия, увеличено время свёртываемости крови.(40) Характерны бледные кожные покровы, в 10% наблюдений – выявляются ксантелазмы на веках, ксантомы на коже. Ренгенологически выявляются остеопороз и позднее образование ядер окостенения, возможны спонтанные переломы. Сопутствующий метаболический ацидоз может проявляться как мышечная слабость, гипервентиляция, недомогание, головная боль или повторяющийся жар. После периода полового созревания могут развиться такие осложнения, как подагра, артрит, гломерулярный склероз, и почечная гипертензия.(45,53)

Гликогеноз тип 1в-дефицит транслоказы. Большинство клинических симптомов этого типа идентично симптомам 1а типа. Предрасположенность к бактериальным инфекциям, вследствие нейтропении и нарушение функции нейтрофилов, уменьшает число пациентов, доживающих до пожилого возраста. У этих больных в анамнезе имеются частые сообщения об рецидивирующем афтозном стоматите и бактериально - вирусных инфекциях. (51)

Гликогеноз III типа(болезнь Форбса, Кори - лимитдекстриноз) это заболевание характеризуется недостаточностью фермента амило- 1, 6- глюкозидазы Обычно в процесс вовлекаются печень и мышцы. В 15% случаев заболевания - вовлекается только печень. У больных, с раннего возраста отмечаются состояния острой гипогликемии. Дети, особенно в раннем возрасте, похожи на больных с I типом гликогеновой болезни. Пациенты могут лишь частично компенсировать гипогликемию, нарушен процесс гликогенолиза.(8) В 3-4 года появляются симптомы общей интоксикации, носовые кровотечения. В отличие от больных с I типом заболевания у большинства детей этой группы отставание в росте сочетается с избыточной массой тела (ожирение I ст). Кардиомиопатия появляется в 50 % случаев. Для III типа характерно образование аденом-1 из 10 случаев. При сформированном фиброзе печени может присутствовать спленомегалия, почки не увеличены. Выраженность симптомов уменьшается с возрастом и часто исчезают в пубертатном периоде. Клинические проявления менее выражены из-за отсутствия лактатацидоза.

Гликогеноз VI типа. Болезнь Херса, обусловлен дефицитом фосфорилазы печени. Структура гликогена не изменена, но его концентрация в печени повышена. Характерными признаками VI типа являются: значительная гепатомегалия, проявляющаяся, в основном на первом году жизни, задержка роста, повышенная активность аминотрансфераз, высокое содержание холестерина и нейтральных жиров в сыворотке крови. Заболевание протекает более благоприятно, чем при других типах гликогеновой болезни. Гипогликемия выражена минимально, развивается через 3-3,5ч после приёма пищи. Клинические симптомы гипогликемии возникают через 8-10 часов после кормления. Симптомы интоксикации, геморрагический синдром, отставание в физическом развитии, как правило, менее выражены и встречаются редко. Каких - либо нарушений в мышечной системе, как по клиническим проявлениям, так и по данным биохимических исследований обнаружить не удаётся.

Гликогеноз IX типа (болезнь Хага.) Заболевание вызвано отсутствием или снижением активности киназы фосфорилазы в в печени. Существует три подтипа заболевания, два из которых характеризуется аутосомно - рецессивным типом наследования с поражением только печени, а третий сцеплен с полом и передаётся от матери сыну с Х хромосомой, и по форме является генерализованным.(39) Относится к печёночной форме заболеваний, так как имеется значительная гепатомегалия. Другие симптомы, характерные для гликогеновой болезни, - гипогликемия, гиперхолестеринемия, гиперлактатацидоз, при этой форме не выражены. В связи с этим наблюдается более лёгкое течение заболевания. Для уточнения диагноза необходимо провести исследование печени, сердца, мышц. При вовлечении в процесс сердечной мышцы, возможно прогрессирование кардиомиопатии. В моче выявляется миоглобинурия. Возможно прогрессирование мышечной слабости.

Больные дети не требуют лечения, если это нередко встречающийся вид комбинированного дефицита ферментов. Окончательный диагноз устанавливают на основании результатов исследования активности фосфорилазы и киназы фосфорилазы в биоптате печени или в лейкоцитах.

Характерной особенностью гликогенозов является их чрезвычайная гетерогенность, приводящая к разнообразным клиническим проявлениям. Были выявлены смешанные формы гликогенозов, проявляющиеся в недостаточности не одного, а нескольких ферментов. Наиболее часто выявляется комбинация недостаточности глюкозо-6-фосфатазы и амило-

Классификация гликогеновой болезни по энзимному дефекту

Таблица № 2.

1,6- глюкозидазы. Вместе с тем встречаются больные гликогеновой болезнью, ферментный дефект которых установить не удаётся, такие варианты заболевания относят к не - идентифицированному типу гликогеновой болезни.(1)

^ 1.4.Долговременный прогноз

При I типе гликогеновой болезни 75% пациентов по достижении 15 лет имеют гепатогенные аденомы.(45) В редких случаях эти образования наблюдались и в возрасте менее 3 х лет. Со временем аденомы имеют тенденцию увеличиваться как в размере, так и в количестве. У пациентов старше 15 лет с типом I в, могут образовываться аденомы в одном из 3 случаев. Некоторые аденомы подвергаются злокачественной трансформации.(139) Имеются многочисленные свидетельства о трансформации аденомы в гепатоцеллюлярную карциному. У части больных, после прохождения соответствующего лечения, наблюдалась регрессия и исчезновение гепатоцеллюлярных аденом. Если после установления диагноза - болезни Гирке ребёнку не проводится заместительная терапия, возможен летальный исход. Такие смертельные случаи являются следствием гипогликемических приступов, метаболического ацидоза или осложнением гепатоцеллюлярной карциномы. У 15% больных с III типом гликогеновой болезни возможна редукция гепатомегалии и картина клинико - биохимической ремиссии. Прогноз благоприятный.

Прогноз вероятных клинических проявлений при печеночных типах гликогеновой болезни.

Таблица №3.

Прогноз гликогеноза VI типа, как правило, благоприятный. Нарушения в обмене гликогена, вызванные дефектом фосфорилазы, могут компенсироваться за счёт глюконеогенеза. Определение активности фосфорилазы в лейкоцитах позволяет выявить гетерозиготных носителей этого заболевания. С течением времени отставание в росте и в массе тела преодолевается, размеры печени восстанавливаются до нормы.(153) У взрослых заболевание не влияет на продолжительность жизни. IX а и IXв типы – это доброкачественное состояние, проявляющееся задержкой роста и гепатомегалией. Прогноз благоприятный, со временем рост больных достигает нормы, гепатомегалия становится менее выраженной.

^ 1.5. Дифференциальная диагностика гликогеновой болезни.

Знание клинической симптоматики необходимо для диагностики врождённых нарушений обмена веществ у детей. У новорожденных с гепатомегалией дифференциальную диагностику проводят между следующими состояниями:

1.внутриутробными инфекциями: токсоплазмозом, цитомегаловирусной инфекцией

2.другими наследственными болезнями, протекающими с гепатомегалией: болезнь Гоше, Нимана - Пика, болезнь Вольмана, мукополисахаридозами, галактоземией, х-гистиоцитозом, болезнью Кароли.

3.врождёнными лейкозами, фиброхолангиоцитозом, опухолями печени.

С помощью ограниченного числа тестов проводят предварительную оценку: определяют в сыворотке крови уровень глюкозы, лактата, трансаминаз, липидов, мочевой кислоты и аминокислот, определяют размеры печени с помощью ультразвука.

Нагрузочные пробы

Тип I .Для уточнения типа необходимо проведение нагрузочных проб с глюкозой и глюкагоном. В норме, у здоровых людей, наблюдается резкое увеличение уровня глюкозы крови при введении гормонов и углеводов.

При I типе гликогеновой болезни глюкозофосфат, образующийся при распаде гликогена, в отсутствие глюкозо-6-фосфатазы не гидролизуется до глюкозы, а обменивается до лактата, избыток которого определяется в крови. Натощак выявляется резкая гипогликемия, гиперлактатемия, вызывающая метаболический ацидоз. После приёма глюкозы происходит снижение уровня лактата. Нагрузочная кривая имеет диабетоподобную форму - высокий пик подъёма глюкозы и медленное снижение.

В норме адреналин активизирует фосфорилазную систему, усиливая распад гликогена и вызывая подъём уровня глюкозы выше исходного на 50-70% на 40-60минуте.(27,11)

Нагрузка адреналином (0,1 мл % раствора на 1 год жизни) при I типе не вызывает гипергликемического эффекта, приводит к повышению уровня лактата. Галактозная нагрузка при I типе не проводится, так как усиливается метаболический ацидоз, в результате которого повышается содержания лактата. Нарушения углеводного обмена ведут к нарушениям липидного обмена. Отмечается повышение активности аминотрансфераз и уровня мочевой кислоты.

При III типе ГБ в, отличие от I типа выявляется значительное повышение активности аминотрансфераз, значительно повышен уровень трансаминаз, выявляется кетоацидоз. Диагностические тесты и нагрузочные пробы: пробы с глюкагоном и адреналином натощак - не вызывают гипергликемического эффекта и повышения уровня глюкозы. Проведённый нагрузочный тест после еды через 3-4 часа- отмечается такой же как в норме, подъём уровня глюкозы, что позволяет отличить эту форму болезни от I типа. Характерной особенностью III типа является многогорбый характер гликемических кривых. (6)

VI тип ГБ. Содержание глюкозы, лактата в крови натощак в пределах нормы. Гипогликемия не постоянна, может обнаруживаться только при физических нагрузках, ОРВИ и вынужденном голодании. Пероральное введение сахаров (глюкозы, галактозы и фруктозы) приводит к значительному увеличению содержания лактата в крови. Реакция на введение глюкагона или адреналина иногда выражена не отчётливо.

При IX типе гликогеноза глюкагон вызывает нормальное повышение уровня глюкозы крови, что отличает его от VI типа, при котором глюкагон-толерантная кривая остаётся плоской.

Окончательный диагноз зависит от биохимического исследования биоптатов тканей. «Биохимический диагноз», к тому же обеспечивает правильный подход к лечению

Ткань для исследования должна быть получена из органа или органов, в которых выявлены нарушения. Чаще других исследований проводится биопсия печени, не связанная с большим риском для больного. Тем не менее, при игольчатой биопсии получают только 20 мг ткани, что может быть недостаточно для проведения диагностических исследований. В связи с этим более предпочтительна открытая биопсия, имеющая дополнительные преимущества и обеспечивающая лёгкое получение препаратов скелетных мышц брюшной стенки и их оценку.(12)

Ферментный анализ

Для определения активности ферментов в биоптатах тканей, в настоящее время всеобщее признание и широкое распространение получили микрометоды, предложенные Херсом в 1964году. При использовании этих методов, из замороженных образцов тканей (либо из свежих тканей), полученных при биопсии, готовят 1% и 10 % гомогенаты на дистиллированной воде и сохраняют их на холоде. Во избежание инактивации ферментов не проводят повторное замораживание, оттаивание и длительное хранение (в течение 24 часов). В первую очередь после приготовления тканевых гомогенатов определяют активность наиболее лабильных ферментов распада гликогена – фосфорилазы и глюкозо-6- фосфатазы. (2)

При диагностике гликогенозов учитывают результаты, полученные при исследовании цельной крови и её форменных элементов (12). При некоторых типах гликогеновой болезни в клетках крови происходят аналогичные нарушения в обмене гликогена, связанные с изменениями его содержания, структуры, активности ферментов, как это имеет место в тканях различных органов больных гликогеновой болезнью. Из цельной крови выделяют лейкоциты, эритроциты и анализируют эти образцы так же, как и ткани больного. Однако использование лейкоцитов имеет и некоторые ограничения, поскольку низкая активность в них фосфорилазы отмечается у лиц, у которых отсутствует гепатомегалия. Результаты экспериментов позволяют предположить, что исследование клеток крови является дополнением к анализу тканей внутренних органов.

Морфологическое исследование паренхимы печени позволяет выделить характерные структурные особенности при разных типах, уточнить степень выраженности цирротических изменений и инфильтрации портальных трактов печени, наличие белковой и жировой дистрофии и содержания гликогена в гепатоцитах.

^ 1.6. Морфологические особенности печёночной формы гликогенозов у детей.

По данным McAdams (1974), при гликогенозе I типа гепатоциты значительно увеличены в размерах. De Bruijin (1973) установил, что гликоген гепатоцитов у здоровых людей и больных гликогенозом Iтипа, в основном, состоит из a-частиц. При этом типе обнаружено равномерное распределение гликогена по всей клетке печени. Паренхима печени имеет вид «растительной» ткани, границы клеток чёткие, имеют штампованный вид, оптически пустую цитоплазму, часто вакуолизированное и смещённое к периферии ядро, крупные жировые вакуоли.(17,15) Поэтому клетки печёночной ткани имеют бледную окраску, в них чётко выделяются цитоплазматические мембраны. В паренхиматозной ткани не выявляют волокнистых структур. Характерной особенностью гликогеноза I типа является наличие огромного количества гликогена в ядрах. Гликоген в ядрах клеток печени обнаруживается и в норме, однако при гликогенозе I типа из-за огромного количества накапливаемого гликогена, ядра резко увеличены в размерах. Находят также равномерное увеличение размеров частиц гликогена с заметным смещением клеточных органелл. Кроме того, в гепатоцитах обнаруживают многочисленные жировые капли, содержащие включённые в них частицы гликогена. При I а типе описаны перицеллюлярный фиброз зоны «три» и появление телец Мэллори. Морфологические особенности печени при III типе гликогеновой болезни обусловлены аномальной структурой гликогена - лимитдекстрина. Гепатоциты вакуолизированы и выглядят пенистыми, а в портальных пространствах отмечаются фиброз и круглоклеточная инфильтрация. Электронно - микроскопически гликоген печени выявляется в виде a и b частичек, клеточные органеллы нормальны и находятся вне скоплений гликогена. Гистологически выявляются большие набухшие фибриллы, подвергшиеся вакуолизации. По данным И.И. Потаповой – Виноградовой (1988г), при IIIтипе гликогеновой болезни отмечалось большое содержание гликогена в гепатоцитах; преобладание белковой дистрофия клеток над жировой. При морфологическом исследовании биоптата печени больных ГБ IХ типа, в гепатоцитах обнаружены вакуоли, наполненные гликогеном и жиром, незначительные круглоклеточная инфильтрация и фиброз. На основании вышеизложенного можно сделать заключение, что цирроз печени чаще встречается при I, III типах гликогеноза в отличие от фосфорилазного дефекта. Морфологически выявляются различия между I, III, VI, IX типами гликогенозов по степени выраженности цирротических изменений и инфильтрации портальных трактов печени, наличию белковой и жировой дистрофии и содержанию гликогена в гепатоцитах.

Гликогенозы наследуются по аутосомно-рецессивному типу за исключением IX б типа, наследуемого по рецессивному типу, сцепленному с полом.

Морфологические особенности гликогеновой болезни .

Таблица №4.

^ 1.7.Пренатальная диагностика гликогеновой болезни.

Гликогенозы наследуются по аутосомно-рецессивному типу за исключением IX б типа, наследуемого по рецессивному типу, сцепленному с полом. Пренатальный диагноз подтверждается результатами исследования культивированных клеток амниотической жидкости, в которых в норме содержатся определённые ферменты (13,40,42) Этот метод не может быть использован для диагностики гликогеновой болезни I типа, поскольку в этих клетках Г-6-Ф в норме не определяется. Однако при I,III,VI,IX типах не требуется проведения пренатальной диагностики, поскольку большинство больных детей ведут нормальный образ жизни. При IIа и IVтипах, с другой стороны, антенатальная диагностика проводится с использованием культивированных клеток амниотической жидкости. Амниоцентез обычно не проводится до 16 недели беременности. Для культивирования клеток амниотической жидкости требуется несколько недель. Для микроанализа используют быстро выращиваемые микрокультуры клеток. С другой стороны, пренатальная диагностика IIа типа возможна в течение одного дня с помощью электронной микроскопии некультивируемых клеток, при которой выявляют изменённые лизосомы, в то время как в клетках здоровых лиц, в том числе гетерозиготных носителей, они не содержатся. Гликогеноз IIа представляет собой единственный тип, при котором пренатальный диагноз с достаточной достоверностью может быть установлен на основании изучения ультраструктуры клеток.

Молекулярная диагностика гликогеновой болезни заключается в определении частых мутаций, характерных для определённых типов, проводится следующими методами: ПЦР, РТ-ПЦР - для определения возможных повреждений сайтов спласинга, секвенирования продуктов ПЦР для определения мутаций в генах, кодирующих соответствующие белки.

^ 1.8.Терапия гликогеновой болезни.

Терапия больных гликогенозом различна в зависимости от типа заболевания, характера ферментного нарушения, возраста, уровня гликемии и определяется степенью вовлечения в патологический процесс органов и систем. Существуют консервативные и оперативные методы терапии. Цель лечения – устранение или минимизация клинических черт и биохимических нарушений, путём сохранения уровня сахара в крови в нормальных пределах.

Диетотерапия

Для достижения нормального уровня сахара в крови применяется глюкоза и/ или полимеры глюкозы.(44) Интенсивность лечения зависит от выраженности расстройств. Общий принцип лечения всех типов гликогеновой болезни - дробное питание, направленное на поддержание нормогликемии. Количество пищи определяется, возрастом и индивидуальным аппетитом ребёнка. Общая калорийность пищи не ограничивается, если нет чрезмерной прибавки в весе. Пища должна содержать белки, жиры, минеральные соли и витамины в количествах, необходимых для нормального роста ребёнка. Основные источники этих веществ - молочные продукты и фрукты. Поскольку молоко и фрукты содержат галактозу и фруктозу, их рекомендуется давать в умеренных количествах. Калорийность жиров должна быть поровну распределена между мононенасыщенными, полиненасыщенными и насыщенными жирными кислотами. Суточный рацион необходимо разделить на 6-8 приёмов.(1,3,7.) Дробное питание с равномерным распределением легкорастворимых углеводов в течение суток позволяет поддерживать концентрацию глюкозы в крови не ниже 3,3 моль/л. Первый приём пищи в 6-7 часов, состоящий из каши, чая, глюкозы, последний в 22 часа (творог, кефир), в 24 часа - кукурузный крахмал из расчёта 1,5-2,0 г/кг. Соотношение основных пищевых веществ при различных типах ГБ болезни печени предусматривает при I типе – увеличение количества углеводов в суточном рационе, при III, VI, IX типах - увеличение количества белка. При этом снижается процентное содержание жира.

Гликогеновые болезни – это наследственные заболевания, обусловленные недостаточностью каких-либо ферментов, отвечающих за метаболизм гликогена. Могут быть нарушены обе стороны обмена: как синтез гликогена, так и его распад. Средняя частота встречаемости составляет 1:40000.

Синдром гликогеноза возникает в результате дефекта фермента синтеза или мобилизации гликогена, что приводит к накоплению или изменению структуры гликогена в разных тканях, чаще в печени и мышцах. Следует отметить, что при гликогенозах количество гликогена не всегда изменено, изменения могут быть только в структуре его молекулы.

Всего известно 12 типов гликогенозов. По патогенетическому признаку гликогенозы делят:

• печеночные – 0, I, III, IV, VI, VIII, IX, Х, ХI типов,
• мышечные – V и VII типов,
• смешанные – II типа.

Печеночные гликогенозы

Самый частый гликогеноз I типа или болезнь фон Гирке (частота 1: 50000-100000 новорожденных) обусловлен аутосомно-рецессивным дефектом глюкозо-6-фосфатазы . Из-за того, что этот фермент есть только в печени и почках, преимущественно страдают эти органы, и болезнь носит еще одно название – гепаторенальный гликогеноз. Даже у новорожденных детей наблюдаются гепатомегалия и нефромегалия, обусловленные накоплением гликогена не только в цитоплазме, но и в ядрах клеток. Кроме этого, активируется синтез липидов с возникновением стеатоза печени. Так как фермент необходим для дефосфорилирования глюкозо-6-фосфата с последующим выходом глюкозы в кровь, у больных отмечается гипогликемия и, как следствие, ацетонемия, метаболический ацидоз, ацетонурия.

Гликогеноз III типа или болезнь Форбса-Кори или лимит-декстриноз – это аутосомно-рецессивный дефект амило-α1,6-глюкозидазы, "деветвящего" фермента, гидролизующего α1,6-гликозидную связь. Болезнь имеет более доброкачественное течение, и частота ее составляет примерно 25% от всех гликогенозов. Для больных характерна гепатомегалия, умеренная задержка физического развития, в подростковом возрасте возможна небольшая миопатия.

При гликогенозе IV типа (болезнь Андерсена , 1% всех гликогенозов), связанного с дефектом ветвящего фермента, образуется гликоген с малым количеством ветвлений, что резко уменьшает скорость гликогенолиза.

Гликогеноз VI типа (болезнь Херса , 25% всех гликогенозов), связан с дефицитом печеночной фосфорилазы гликогена. При этом отсутствует мобилизация гликогена, развивается гепатомегалия и гипогликемия.

Мышечные гликогенозы

Для этой группы гликогенозов характерны изменения ферментов мышечной ткани. Это приводит к нарушению энергообеспечения мышц при физической нагрузке, к болям в мышцах, судорогам.

Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардля ) – отсутствие мышечной фосфорилазы . При тяжелой мышечной нагрузке возникают судороги, миоглобинурия, хотя легкая работа не вызывает каких-либо проблем.

Схематичное расположение дефектных ферментов при различных гликогенозах

Смешанные гликогенозы

Эти заболевания касаются и печени, и мышц, и других органов.

Гликогеноз II типа (болезнь Помпе , 10% всех гликогенозов) – поражаются все гликогенсодержащие клетки из-за отсутствия лизосомальной (кислой) α-1,4-глюкозидазы , поэтому данная болезнь относится к лизосомным болезням накопления . Происходит накопление гликогена в лизосомах и в цитоплазме. Заболевание составляет почти 10% всех гликогенозов и является наиболее злокачественным. Больные при отсутствии лечения умирают в раннем возрасте из-за кардиомегалии и тяжелой сердечной недостаточности.

Агликогенозы

Агликогенозы – состояния, связанные с отсутствием гликогена. В качестве примера агликогеноза можно привести наследственный аутосомно-рецессивный дефицит гликоген-синтазы . Симптомами является резкая гипогликемия натощак, особенно утром, появляется рвота, судороги, потеря сознания. В результате гипогликемии наблюдается задержка психомоторного развития, умственная отсталость. Болезнь несмертельна при адекватном лечении (частое кормление), хотя и опасна.