Нарушение образования конечных продуктов
Клинические проявления. Альбинизм: нарушен синтез в меланоцитах пигментов - меланинов. Меланин находится в коже, волосах, радужке, пигментном эпителии сетчатки глаза и влияет на их окраску. При альбинизме наблюдают слабую пигментацию кожи, светлые волосы, красноватый цвет радужки глаза из-за просвечивающих капилляров. Проявление альбинизма связано с недостаточностью фермента тирозингидроксилазы (тирозиназы) - одного из ферментов, катализирующего метаболический путь образования меланинов.
Накопление субстратов-предшественников. При недостаточности фермента Е3 будут накапливаться вещество С, а также во многих случаях и предшествующие соединения. Увеличение субстратов-предшественников дефектного фермента - ведущее звено развития многих заболеваний:
Клинические проявления. Алкаптонурия: нарушено окисление гомогентизиновой кислоты в тканях (гомогентизиновая кислота - промежуточный метаболит катаболизма тирозина). У таких больных наблюдают недостаточность фермента окисления гомогентизиновой кислоты - диоксигеназы гомогентизиновой кислоты, приводящей к развитию заболевания. В результате увеличиваются концентрация гомогентизиновой кислоты и выведение её с мочой. В присутствии кислорода гомогентизиновая кислота превращается в соединение чёрного цвета – алкаптон, поэтому моча на воздухе окрашивается в чёрный цвет. Алкаптон также образуется и в биологических жидкостях, оседая в тканях, коже, сухожилиях, суставах. При значительных отложениях алкаптона в суставах нарушается их подвижность.
Нарушение образования конечных продуктов и накопление субстратов предшественников. Отмечают заболевания, когда одновременно недостаток продукта и накопление исходного субстрата вызывают клинические проявления.
Клинические проявления. Болезнью Гирке (гликогеноз I типа): снижение концентрации глюкозы в крови (гипогликемия) в перерывах между приёмами пищи. Это связано с нарушением распада гликогена в печени и выходом из неё глюкозы вследствие дефекта фермента глюкозо-6-фосфатфосфатазы. Одновременно у таких людей увеличиваются размеры печени (гепатомегалия) вследствие накопления в ней не используемого гликогена.
Также, фенилкетонурия (фенилпировиноградная олигофрения) связана с дефектом фенилаланин-4-монооксигеназы (фенилаланингидролазе), которая гидроксилирует фенилаланин в тирозин (первый этап метаболического пути). В результате накапливаются аномальные метаболиты фенилаланина, оказывающие сильный токсический эффект на развитие нервной ткани, что приводит к умственной отсталости. Нормальное умственное развитие такого ребенка зависит от ранней диагностики и своевременного назначения специальной диеты.
Заболевание подагра связано с дефектом ферментов метаболизма пуриновых оснований и накоплением мочевой кислоты; галактоземия, недостаточность лактазы и сахаразы, различные липидозы.
По классификации А.А. Покровского к ферментопатиям относятся:
1) наследственные энзимопатии;
2) токсические энзимопатии;
3) алиментарные энзимопатии, вызванные нарушениями нейрогуморальных регуляций; и
4) группа различных патологических процессов, сопровождающихся нарушением и/или изменением ферментативных реакций.
Вторичные (приобретенные) энзимопатии возникают как следствие заболеваний органов, вирусных инфекций и т.п., что приводит к нарушению синтеза фермента или условий его работы: гипераммониемия при заболеваниях печени, при которых ухудшается синтез мочевины и в крови накапливается аммиак; недостаточность ферментов желудочно-кишечного тракта при заболеваниях желудка, поджелудочной железы или желчного пузыря; недостаток витаминов и их коферментных форм также является причиной приобретенных ферментопатий.