ГЛИКОГЕНОЗЫ
Описание
Гликогенозы (glycogenosis, ед. ч.; гликоген + -osis; син.: гликогенная болезнь, гликогенная аккумуляция) — группа наследственных энзимопатий, возникающих в связи с дефицитом ферментов, катализирующих процессы распада или синтеза гликогена, и характеризующихся избыточным его накоплением в различных органах и тканях.
Впервые больной гликогенозом был описан в 1910 г. Леревуайе (Lerevouillet). В 1928 г. Ван-Кревельд (S. van Creveld) описал клиническую картину Гликогеноза I типа, а в 1929 г. Гирке (Е. von Gierke) патологоанатомическую картину этого заболевания, установив при нем накопление гликогена в печени и почках. Первое энзимологическое исследование Гликогеноза выполнено в 1952 г. Помпе (I. G. Pompe).
Распространенность Гликогенозов в популяции составляет 1 : 40 000. Выделено 12 типов Гликогенозы, наиболее полно изучены 9 (табл. 1); типы X (изолированный Гликогеноз сердца) и XI (дефицит фосфофруктокиназы), возможно, являются вариантами основных форм Гликогенозов.
Содержание
Типы гликогенозов
Различают три основные формы Гликогенозов: печеночную, мышечную и генерализованную.
Гликогеноз I типа
Гликогеноз I типа (болезнь Гирке, гепатонефромегальный Г.) связан с дефицитом активности глюкозо-6-фосфатазы печени и почек, что может быть установлено при жизни с помощью гистохим, исследования материала, полученного при биопсии этих органов. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. По клинической картине это заболевание относят к печеночной форме Г. Первые проявления его — отсутствие аппетита, рвота, гипогликемические судороги (комы), респираторный гипогликемию (см.) и нередко являются причиной смерти. Реже наблюдаются геморрагический синдром, кожный ксантоматоз. Нервно-психическое развитие удовлетворительное; половое созревание значительно задерживается. Состояние больных несколько улучшается в пубертатном периоде.
Биохим, нарушения: гипогликемия, кетоз, гиперлактацидемия, гиперлипемия, повышение в крови уровня неэстерифицированных жирных к-т , гликогена, холестерина, мочевой к-ты, нарушение почечного клиренса для ряда веществ. Обнаруживается интолерантность к глюкозе. Введение адреналина, глюкагона, галактозы вызывает значительную гиперлактацидемию, но не гипергликемию, т. к. глюкозо-6-фос-фатаза в печени отсутствует.
Окончательный диагноз ставится в результате исследования активности глюкозо-6-фосфатазы в печени путем прижизненной биопсии. Ван-Хоф (F. van Hoof) с соавторами в 1972 г. предложил для диагностики I типа Г. использовать меченную по 14C и 3H глюкозу.
Прогноз определяется степенью снижения активности фермента. Дети погибают от ацидотической комы или от интеркуррентных заболеваний.
Гликогеноз II типа
Гликогеноз II типа (болезнь Помпе, генерализованный гликогеноз, cardiomegalia glycogenica) развивается в связи с дефицитом кислой альфа-1,4-глюкозидазы. Наследование аутосомно-рецессивное, отмечается связь с частотой возникновения эндокардиального фиброэластоза [Динской (М. Y. Dinscoy) с соавт., 1965].
При патологоанатомическом исследовании обнаруживаются отложения гликогена во всех органах и тканях. Размеры сердца увеличены за счет гликогенной инфильтрации мышечных волокон (рис. 2). Органических изменений в клапанном аппарате сердца не отмечается. Отложение гликогена в мышечных волокнах языка нередко ведет к макроглоссии, в мышечных волокнах пилорического отдела желудка — к пилороспазму, в диафрагме и других дыхательных мышцах — к дыхательной недостаточности. Печень, селезенка и почки равномерно у величины. По клин, картине это заболевание относят к генерализованной форме Г. Первые симптомы выявляются через несколько дней или недель (до 6 мес.) после рождения: цианоз (общий и интермиттирующий), расстройство дыхания (ускоренное, поверхностное), беспокойство, апатия и адинамия. Позже присоединяются макроглоссия, миогипотония. Рано развивается гепатомегалия, пилороспазм. В дальнейшем ведущими в клин, картине становятся кардиомегалия (шаровидное сердце, изменения ЭКГ), одышка, бронхиты, ателектазы, гипостатические пневмонии, миодистрофия, гипорефлексия, бульбарные нарушения, спастические параличи. Отмечается отсутствие аппетита, задержка роста.
В сыворотке крови повышено содержание мочевой к-ты, глутамин-щавелево-уксусной трансаминазы и альдолазы; в мышцах, печени, лейкоцитах— дефицит кислой (лизосомальной) альфа-1,4-глюкозидазы, содержание гликогена в печени — 12%, в мышцах — 10%. Рано появляется генерализованное отложение гликогена.
Наряду с генерализованной формой встречаются случаи заболевания, вызванные дефицитом кислой альфа-глюкозидазы только в мышцах. В этих случаях болезнь, как правило, проявляется в более позднем возрасте и по клин, картине напоминает мышечные формы Г.
Решающим в диагностике является биохим, исследование ткани, полученной при биопсии. Генерализованный характер Г. II типа позволяет определять активность глюкозидазы в форменных элементах крови и в коже больного, а также в культуре клеток фибробластов кожи и мышц больного.
Возможна пренатальная диагностика, основанная на биохим, ис следовании клеток слущивающегося эпителия кожи плода, находящихся в амниотической жидкости.
Прогноз при генерализованной форме неблагоприятный, больные погибают на первом году жизни от сердечной или дыхательной недостаточности. При накоплении гликогена только в скелетных мышцах прогноз более благоприятный.
Гликогеноз III типа
Гликогеноз III типа (болезнь Кори, болезнь Форбса, лемитдекстриноз, debrancher enzyme defect) вызывается полным или частичным отсутствием активности амило-1,6-глюкозидазы и (или) олиго-1,4-1,4-трансглюкозидазы. Установлено 4 подтипа заболевания (табл. 2). Генетический анализ этого типа Г. труден из-за наличия нескольких его форм. По клин, картине относят к мышечной или печеночной форме Г.
По клин, картине Г. этого типа напоминает Г. I типа: наблюдается гепатомегалия с первых месяцев жизни, мышечная гипотония, гипертрофия отдельных мышечных групп, гипертрофия миокарда, нарушение сердечной проводимости и кровообращения. При биохим, исследованиях отмечается гипогликемия натощак, кетоз, липемия, повышение уровня гликогена в эритроцитах. Расщепление гликогена задерживается (см. табл. 1).
Определение активности амило-1,6-глюкозидазы и олиго-1,4-1,4-трансглюкозидазы в мышцах и печени позволяет установить форму Г.
Прогноз, как правило, благоприятный. После 5-летнего возраста и особенно в пубертатном периоде развитие заболевания значительно замедляется.
Гликогеноз IV типа
Гликогеноз IV типа (болезнь Андерсена, амилопектиноз, диффузный гликогеноз с циррозом печени, branching enzyme defect) вызывается отсутствием альфаD-1,4-глюкан, 6-альфа-глюкозилтрансферазы. Предполагается аутосомно-рецессивный или связанный с полом тип наследования.
Болезнь проявляется с первых лет жизни и характеризуется гепатоспленомегалией, развитием цирроза печени, желтухой, гипогликемией.
Прогноз плохой. Больные обычно погибают на первом году жизни.
Гликогеноз V типа
Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардла, миофосфорилазная недостаточность) развивается в связи с дефицитом мышечной фосфорилазы. Активность печеночной фосфорилазы не изменена. Аутосомно-рецессивный тип наследования. Лица мужского пола болеют в 5 раз чаще. В связи с гликогенной инфильтрацией скелетные мышцы увеличиваются в объеме, становятся резко плотными. По клин, картине заболевание относят к мышечной форме Г. Симптомы его — мышечная слабость, мышечные спазмы, тахикардия — появляются в первые десять дней жизни и прогрессируют. Появляется транзиторная миоглобинурия [Мак-Ардл (В. MacArdle), 1951; Пирсон (С. М. Pearson) с сотр., 1961]. Концентрация лактата в крови уменьшается после физ. нагрузки. Окончательный диагноз возможен при исследовании фосфорилазной активности в мышечных биоптатах; в гомогенатах мышц гликоген не превращается в лактат.
Прогноз для жизни благоприятный, выздоровление невозможно.
Гликогеноз VI типа
Гликогеноз VI типа (болезнь Герса, гепатофосфорилазная недостаточность) вызывается недостаточностью фосфорилазы в печени. Предполагается аутосомно-рецессивный тип наследования. По клин, картине относят к печеночной форме Г. Характерны значительная гепатомегалия в результате гликогенной инфильтрации гепатоцитов, задержка роста, кукольное лицо, гиперлипемия, гипергликемия (после внутривенного введения галактозы), повышенное содержание гликогена в эритроцитах. Прогноз сомнителен.
Гликогеноз VII типа
Гликогеноз VII типа (болезнь Томсона) развивается в связи с дефицитом фосфоглюкомутазы в печени и (или) мышцах. Впервые описан в 1963 г. Томсоном (W. H. S. Thomson) с соавторами у мальчика с миопатией. В 1964 г. Иллингворт (В. Illingworth) и Браун (D. Н. Brown) описали мальчика, больного Г. с гепатомегалией. Встречается редко.
Гликогеноз VIII типа
Гликогеноз VIII типа (болезнь Таруи, миофосфофруктокиназная недостаточность) вызывается дефицитом или полным отсутствием активности фосфофруктокиназы в мышцах. Описано 6 случаев этого типа Г. [Тобин (Tobine) с соавт., 1973]. По клин, картине напоминает Г. V типа: мышечная слабость, утомление и отсутствие гиперлактацидемии после физ. нагрузки. Низкий уровень фосфофруктокиназы у больных обнаружен в мышцах, у их родителей — в эритроцитах. Прогноз благоприятный.
Гликогеноз IX типа
Гликогеноз IX типа (болезнь Хага) развивается в связи с дефицитом киназы фосфорилазы b. Наследуется по рецессивному, связанному с полом типу. По клин, картине относят к печеночной форме Г. У больных наблюдается гепатомегалия. Другие симптомы, характерные для печеночной формы, не выражены. Прогноз неизвестен.
Комбинированные типы гликогеноза
В литературе описаны отдельные случаи заболевания, характеризующиеся сочетанием отсутствия глюкозо-6-фосфа-тазы с лимитдекстринозом [Колдербанк (A. Calderbank) с соавт., 1960], дефицита глюкозо-6-фосфатазы с branching enzyme [Беркофф (Berkoff) с соавт., 1962] и др.
Неидентифицированные типы гликогeноза
По данным Иллингворта и Брауна (1964), Ван-Хофа с соавт. (1972) и др., ок. 1/3 случаев больных печеночной формой Г. не могли быть идентифицированы.
Известны случаи неидентифицированных Г. мышечной формы (В. М. Казаков и соавт., 1971, В. С. Лобзин и соавт., 1973,
А. А. Шутов и соавт., 1974). В 1970 г. Л. О. Бадалян с сотрудниками наблюдал 2 случая заболевания, по клин, картине сходных с Г. V типа. Однако активность фосфорилазы, амило-1,6-глюкозидазы, фосфоглюкомутазы, кислой мальтазы оказалась нормальной. Резко снижена была активность гексокиназы в эритроцитах.
Дифференциальный диагноз
Дифференциальный диагноз у новорожденных проводится с ксантоматозом (см.).
Нервно-мышечные нарушения могут имитировать прогрессирующую мышечную дистрофию, невральную амиотрофию Шарко—Мари, спинальную амиотрофию Верднига—Гоффманна (при генерализованном Г. II типа), в связи с чем необходимо проведение соответствующих биохим, и морфол, исследований в каждом случае поражения мышц.
Лечение
Специфического лечения нет. Патогенетическая терапия направлена на борьбу с ацидозом (см.), кетозом. В некоторых случаях эффективно применение глюкагона, анаболических и стероидных гормонов. Частые приемы пищи с высоким содержанием легко усвояемых углеводов необходимы при гипогликемическом синдроме. Имеются попытки введения больным недостающих энзимов.
При мышечных Г. улучшение отмечается после назначения фруктозы внутрь по 50,0—100,0 г в день, витаминов, АТФ. Делаются попытки хирургического лечения I и III типов Г. (портокавальная транспозиция сосудов, перевязка портальной вены и наложение анастомоза конец в бок — v. portae и v. cava inf.).
См. также Энзимопатии.
Таблица 1. Типы гликогенозов и их характеристика
Тип гликогеноз а, название, синонимы |
Фермент с нарушенной активностью |
Структура гликогена |
Основные органы, ткани и клетки, депонирующие гликоген |
Некоторые биохимические показатели |
Примечание |
I тип. Болезнь Гирке, гепато-нефромегальный гликогеноз |
Глюкозо-6-фосфатаза |
Нормальная |
Печень, почки, слизистая оболочка тонкой КИШКИ |
Гиперлипемия, гиперлактацидемия, кетоз, гипогликемия; отрицательная реакция (по гликемии) на адреналин, глюкагон, галактозу |
Описаны сочетанные формы с блоком или недостаточностью нескольких ферментов |
II тип. Болезнь Помпе, генерализованный гликогеноз, cardiomegalia glycogenica |
Кислая альфа-1,4-глюкозидаза |
Нормальная |
Печень, почки, селезенка, мышцы, нервная ткань, лейкоциты |
Реакции (по гликемии) на адреналин, глюкагон, галактозу нормальные |
То же |
III тип. Болезнь Кори, болезнь Форбса, лимитдекстриноз, debrancher enzyme defect |
Амило-1,6-глюкозидаза и (или) олиго-1,4-1,4-трансглюкозидаза |
Короткие многочисленные внешние ветви (лимитдекстрин) |
Печень, мышцы, лейкоциты, эритроциты |
Натощак реакции на адреналин и глюкагон отрицательные, после нагрузки углеводами — слабо положительные с двумя или тремя пиками |
Описаны 4 формы (А, В, |
IV тип. Болезнь Андерсен, амилопектиноз, диффузный гликогеноз с циррозом печени, branching enzyme defect |
альфаD-1,4-глюкан, 6-альфа-глюкозилтрансфераза |
Длинные внешние и внутренние ветви с малым числом точек ветвления (амилопектин) |
Печень, мышцы, лейкоциты |
Умеренно выражены гиперлипемия, кетоз, гипогликемия; реакция на адреналин нормальная, на глюкагон — гипергликемическая |
|
V тип. Болезнь Мак-Ардла, миофосфорилазная недостаточность |
Фосфорилаза мышц |
Нормальная |
Мышцы |
Гиполактацидемия после физ. нагрузки |
Описаны сочетанные формы с блоком или недостаточностью нескольких ферментов |
VI тип. Болезнь Герса, гепатофосфорилазная недостаточность |
Фосфорилаза печени |
Нормальная |
Печень, лейкоциты |
Умеренно выражены гиперлипемия, кетоз; реакции на глюкагон, адреналин нормальные |
|
VII тип. Болезнь Томсона, гепатофосфоглюкомутазная недостаточность |
Фосфоглюкомутаза |
Нормальная |
Печень и (или) мышцы |
При ишемической нагрузке в мышцах не происходил гликогенолиз |
|
VIII тип. Болезнь Таруи, миофосфофруктокиназная недостаточность |
Фосфофруктокиназа |
Нормальная |
Мышцы, эритроциты |
Отсутствие гиперлактацидемии после физ. нагрузки |
|
IX тип. Болезнь Хага |
Киназа фосфорилазы b |
Нормальная |
Печень |
Таблица 2. Энзиматические дефекты при гликогенозе III типа (Gardner, 1969)
Подтипы |
Амило-1,6-глюкозидаза |
Олиго-1, 4-1, 4-трансглюкозидаза |
||
печень |
мышцы |
печень |
мышцы |
|
А |
Дефицит |
Дефицит |
Дефицит |
Дефицит |
В |
Дефицит |
Присутствует |
Дефицит |
Дефицит |
С |
Присутствует |
Дефицит |
Присутствует |
Присутствует |
D |
Присутствует |
Присутствует |
Дефицит |
Дефицит |
Библиография: Бадалян Л. О., Таболин В. А. и Вельтищев Ю. Е. Наследственные болезни у детей, М., 1971; Биохимическая диагностика наследственных заболеваний, под ред. Е. Л. Розенфельд и Т. Т. Березова, М., 1974; Маккьюсик В. А. Наследственные признаки человека, пер. с англ., с. 347, М., 1976, библиогр.; Многотомное руководство по педиатрии, под ред. Ю. Ф. Домбровской, т. 10, с. 87, М., 1965; Молекулярные основы патологии, под ред. В. Н. Ореховича, с. 80, М., 1966; Рачев Л., Тодоров Й. и Статева Ст. Обмен веществ в детском возрасте, пер. с болг., с. 265, София, 1967; Харрис Г. Основы биохимической генетики человека, пер. с англ., с. 170, М., 1973; Carbohydrate metabolism and its disorders, ed. by F. Dickens a. o., v. 2, p. 151, L. — N. Y., 1968, bibliogr.; Garrod A. E. Garrod’s inborn errors of metabolism, L., 1963; The metabolie basis of inherited disease, ed. by J. B. Stanburg a.'o., N. Y., 1972; Sidburу J. B. The glycogenoses, в кн.: Endocrine and genetic diseases of childhood, ed. by L. I. Gardner, p. 853, Philadelphia — L. 1969, bibliogr.
Ю. А. Князев; Л. О. Бадалян (невр.), В. В. Серов (пат. ан.).