اختلالات متابولیسم اسید های آمینه

اختلالات متابولیسم اسید های آمینه

اسیدهای آمینه انواعی از مولکول های زیستی هستند که به عنوان اجزا ساختاری پروتئین ها عمل می کنند. در مجموع بیست نوع اسید آمینه مختلف در ساختار پروتئین ها دیده می شود و تعدادی اسید آمینه دیگر نیز در بدن موجود هستند که در واقع حد واسط های متابولیکی سایر اسید های آمینه بوده و نقصان در سنتز و متابولیسم آنها منجر به بروز برخی انواع بیماری می شود. در راس تمایم بیماری های متابولیک مرتبط با اسید های آمینه بیمای فنیل کتونوری قرار دارد. این بیماری که در سال 1953 توسط Jervis معرفی شد اولین بیمای است که در آن مشخص گردید عامل بروز بیماری نقص در یک آنزیم می باشد. در مبحث مربوط به فنیل کتونوری به صورت مفصل در خصوص آن بحث شده است.

اسید آمینه چیست؟

اسید های آمینه مولکول های زیستی با ساختار مشخصی هستند که در تصویر زیر می توانید این ساختار را مشاهده کنید. در هر اسید آمینه یک مولکول کربن مرکزی وجود دارد که به آن همواره سه گروه جانبی ثابت و یک گروه جانبی متغییر متصل شده است. گروه های ثابت شامل یک مولکول هیدروژن، یک گروه کربوکسیل (COOH) و یک گروه آمین (NH2) می باشد که این سه گروه در تمامی اسید های آمینه یکسان است، خصوصیت هر اسید آمینه توسط گروه چهارم تعیین می شود که در تصویر اول با حرف R نمایش داده شده و در تصویر دوم انواع گروه های R را می توانید ببینید.

تصویر 1 - ساختار یک اسید آمینه

تصویر 2- انواع گروه های جانبی در اسید های آمینه

هر یک از گروه های جانبی می توانند دارای بار الکتریکی یا فاقد آن باشند، می توانند قطبی یا غیر قطبی باشند و یا آنهایی که بار دارند می توانند بار مثبت یا منفی داشته باشند. بر این اساس بیست نوع اسید آمینه با هویت و خصوصیات متفاوتی شکل می گیرد که زمانی که آنها در کنار هم در ساختار پروتیین ها قرار می گیرند بر اساس نحوه چینش شان در کنار یکدیگر خصوصیات متفاوتی را به پروتئین ها می دهند و عملا تعداد بی نهایت ترکیب می تواند با این بیست نوع اسید آمینه ساخته شود.

انواع اختلالات متابولیسم اسید های آمینه

به طور خلاصه بیماری های متابولیسم اسید های آمینه را می توان به چندین زیر گروه مختلف به شرح زیر تقسیم بندی نمود:

اختلالات چرخه اوره و هایپر آمونمی وراثتی

چرخه اوره مسیر متابولیسمی 5 مرحله ای است که که در سلولهای کبدی اتفاق می افتد و طی آن نیتروژن زاید حاصل از گروه های آمین اسید های آمینه در فرآیند تجزیه پروتئین ها حذف و دفع می گردد. به طور خلاصه در طی این چرخه دو مولکول آمونیاک و یک مولکول بی کربنات به یک مولکول اوره تبدیل می شود (اوره شکل بی خطر نیتروژن مازاد در بدن می باشد که به راحتی از طریق ادرار دفع می شود). نقص در هر یک از آنزیم های چرخه اوره باعث عدم تحمل پروتئین به دلیل افزایش آمونیاک (هایپرآمونمیا) می شود. افزایش آمونیاک برای سیستم اعصاب مرکزی سمی است و می تواند منجر به کما و یا حتی مرگ شود. بیماری های مختلفی در این گروه دیده می شود که به جز نقص اورنیتین ترانس کربامیلاز که حالت توارث وابسته به جنس دارد سایر آنها از الگوی توارث اتوزومی مغلوب پیروی می کنند (برای کسب اطلاع در مورد الگوی اتوزومی مغلوب و یا وابسته به جنس کلیک کنید). بیماری های این گروه شامل موارد زیر می باشد:

• سیترولینمی
• اسیدوری ناشی از آرژینیوسوکسینات
• سندروم هایپر آمونمیا - هایپر اورنیتینمیا - هموسیترولینمیا (سندروم HHH)
• نقص آنزیم اورنیتین ترانس کربامیلاز

اسیدوری ارگانیک

در این زیر گروه به انواعی از بیماری همانند موارد زیر می توان اشاره نمود که متعاقبا تمامی آنها در صفحات مجزا شرح داده شده اند:

• گلوتاریک اسیدوری تیپ 1
• متیل مالونیک اسیدوری
• پروپیونیک اسیدوری
• متیل گلوتاکونیک اسیدوری (سندرم بارت)

متابولیسم اسید های آمینه دارای زنجیره جانبی

در این گروه سه اسید آمینه ضروری بدن یعنی لوسین، ایزولوسین و والین قرار دارند که نقص در متابولیسم هر یک از آنها می تواند منجر به بیماری شربت افرا (Maple Syrup Urine Disease) یا MSUD شود. این بیماری در صفحه اختصاصی خود به تفصیل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است که برای اطلاع از آن می توانید اینجا کلیک کنید.

متابولیسم فنیل آلانین و تیروزین

فنیل آلانین و تیروزین در یک مسیر بیوشیمیایی مشترک قراردارند که در اثر نقص در این چرخه حالاتی همانند موارد زیر ممکن است رخ دهد:

• فنیل کتونوری کلاسیک
• فنیل کتونوری غیر کلاسیک
• آلکاپتونوری
• تیروزینمی
• انواعی از زالی های جلدی - چشمی

متابولیسم اسید های آمینه سولفور دار

در بیماری های این گروه می توان به اختلال هموسیستینوری اشاره کرد که الگوی توارث اتوزومی مغلوب داشته و با ناتوانی یادگیری، حملات عصبی ناگهانی، انعقاد پذیری بیش از حد خون (ترومبوفیلی)، پوکی استخوان، قوز و انحنای ستون فقرات (اسکولیوز) و انگشتان دست و پای بلند (آراکنوداکتیلی) اشاره نمود.

در خصوص سایر زیر گروه های اختلالات اسید های آمینه مواردزیر وجود دارند که در بخش های اختصاصی آنها نیز مورد بحث و تبادل نظر قرار گرفته اند:

• متابولیسم هیستیدین، تریپتوفان و لایزین
• متابولیسم سرین، گلیسین و گلیسرات
• متابولیسم اورنیتین یا پرولین
• اختلال در نقل و انتقال اسید های آمینه در سلول
• متابولیسم اسید آمینه
• چرخه گاما گلوتامیل
• متابولیسم سایر پپتید ها

شرایط انجام آزمایش اختلالات متابولیسم اسید های آمینه :

• بهترین نوع نمونه خون تام در لوله EDTA می باشد.
• انجام مشاوره ژنتیک قبل از آزمایش و تکمیل فرم های مربوطه الزامی است.
• مدت زمان انجام آزمایش از 2 تا 5 ماه متغییر است.
• برای انجام آزمایش نیازی به ناشتا بودن وجود ندارد.
• بعد انجام مرحله اولیه ممکن است نیاز به جلسات مجدد مشاوره ژنتیک وجود داشته باشد.
• نتیجه اولیه در یک بازه زمانی بین 15 الی 30 روز بعد از نتیجه اولیه مورد تایید نهایی قرار خواهد گرفت (بدون اخذ هزینه مازاد).
• بسته به نتایج حاصله ممکن است نیاز به نمونه گیری از سایر اعضای خانواده نیز وجود داشته باشد.

محدودیت آزمایش اختلالات متابولیسم اسید های آمینه :

• در مواردی نتیجه به دست آمده از آزمایش ممکن است با اطلاعات علمی موجود قابل تفسیر نباشد و نیاز به مراحل تکمیلی بیشتری وجود داشته باشد.
• هزینه زیاد این آزمایش از دیگر محدودیت های آن می باشد.