Detail hesla - Poruchy mitochondriální oxidace mastných kyselin - diagnostika

Poruchy mitochondriální oxidace mastných kyselin - diagnostika



Slovníková definice
není k dispozici

Plná definice
Diagnostické testy

Nedávno bylo radikálně zjednodušeno diagnostické vyšetření poruch oxidace mastných kyselin vyšetřováním profilu acylkarnitinů v plazmě nebo moči tandemovou hmotnostní spektrometrií. Tato metoda a jiná vyšetření k průkazu souvisejících patologických metabolitů jsou používány jako první, neboť nezatěžují pacienta a nemají žádná rizika. Nejsou-li zjištěny odchylky, je indikováno vyšetření, které celkově zhodnotí oxidaci mastných kyselin. Diagnostický přístup je diskutován níže.

Metabolity související s poruchami

Acylkarnitiny v plazmě

Intermediární metabolity acyl-CoA proximálně od bloků v oxidaci mastných kyselin mohou být transesterifikovány na karnitin, takže většina poruch oxidace mastných kyselin může být detekována vyšetřením profilu acylkarnitinů v plazmě, krevních skvrnách na filtračním papíru nebo méně vhodně v moči.

Vyšetření profilu acylkarnitinů v krvi tandemovou hmotnostní spektrometrií v krevních skvrnách na filtračním papíru umožňuje detekci poruch oxidace mastných kyselin způsobených deficity MCAD, VLCAD, LCHAD/TFP, ETF/ETF-DH, SCHAD, SCAD a HMG-CoA lyázy. Novorozenecký screeningový program v americkém státě Pensylvánii s použitím tandemové hmotnostní spektrometrie odhalil vyšší než očekávanou incidenci deficitu MCAD blížící se 1 na 5000. V řadě zemí a asi v polovině států v USA nahradil nebo doplnil rozšířený screening metodami tandemové hmotnostní spektrometrie tradiční omezené screeningové programy.

Koncentrace celkového karnitinu v plazmě a tkáních

Specifickým rysem poruch oxidace mastných kyselin je, že jsou všechny s výjimkou jediné spojeny buď se zvýšenými, nebo sníženými koncentracemi celkového karnitinu v plazmě a tkáních.

U CTD je ve svalech a ledvinách deficitní Na-dependentní přenos karnitinu přes plazmatickou membránu. To vede k výraznému snížení koncentrace karnitinu v plazmě, v srdci a kosterních svalech (< 2 - 5 % normy) a odlišuje tuto poruchu jako jedinou dosud známou primární poruchu karnitinu . Tyto hladiny karnitinu jsou dost nízké na to, aby vedly k poruše oxidace mastných kyselin.

U deficitu CPT1 jsou hladiny celkového karnitinu zvýšeny (150 - 200 % normy).

U všech ostatních poruch, s výjimkou deficitu HMG-CoA syntázy, jsou hladiny celkového karnitinu sníženy na 25 - 50 % normálních hodnot ( sekundární karnitinový deficit ). Jednoduché vyšetření celkového karnitinu v plazmě je tedy často užitečné k určení přítomnosti poruch oxidace mastných kyselin. Mělo by být zdůrazněno, že vzorky musejí být odebrány ve stavu dobré výživy s normálním příjmem karnitinu ve stravě, neboť pacienti s poruchami oxidace mastných kyselin mohou mít během delšího hladovění nebo během ataky onemocnění akutně zvýšené koncentrace celkového karnitinu v plazmě.

Bylo zjištěno, že podstatou deficitu karnitinu u CTD je porucha přenašeče karnitinu v plazmatické membráně. Příčina zvýšení hladin karnitinu u deficitu CPT1 a snížení hladin karnitinu u ostatních poruch oxidace mastných kyselin není jasná. Oba fenomény mohou být vysvětleny kompetitivní inhibicí karnitinového přenašeče acylkarnitiny s dlouhým a středně dlouhým řetězcem. U pacientů s deficitem MCAD nebo CATD vede blok v oxidaci acyl-CoA k hromadění acylkarnitinů, které inhibují renální a tkáňový transport volného karnitinu, a snižují tak koncentrace karnitinu v plazmě a tkáních. Naopak neschopnost tvořit acyl-CoA s dlouhým řetězcem u deficitu CPT1 vede k menší inhibici transportu karnitinu z acylkarnitinů s dlouhým řetězcem než normálně, a tak se zvyšuje renální práh karnitinu a hladiny karnitinu v plazmě na hodnoty vyšší než normálně.

Organické kyseliny v moči

Profil organických kyselin v moči je u pacientů s poruchami oxidace mastných kyselin obvykle normální, když jsou v dobrém stavu. Během hladovění nebo nemoci jsou všechny tyto poruchy spojeny s nepřiměřenou dikarboxylovou acidurií, tj. je zvýšeným vylučováním dikarboxylových kyselin se středně dlouhým řetězcem bez zvýšeného vylučování ketolátek v moči. To odráží fakt, že dikarboxylové kyseliny, vzniklé parciální oxidací mastných kyselin v mikrosomech a peroxisomech, jsou tvořeny, kdykoliv je zvýšená koncentrace volných mastných kyselin v plazmě. U deficitu MCAD je množství vylučovaných dikarboxylových kyselin 2 - 5x vyšší než u normálních hladovějících dětí. Ale u jiných poruch je patologický pouze poměr ketolátky/dikarboxylové kyseliny. U několika poruch mohou být přítomny specifické odchylky v profilu organických kyselin v moči, ale budou spíše zachyceny během hladovění.

Acylglyciny v moči

U deficitu MCAD je v moči zvýšené vylučování glycinových konjugátů hexanoátu, suberátu, (C-8 dikarboxylové kyseliny) a fenylpropionátu, které jsou derivovány z jejich esterů-CoA. Při kvantifikaci izotopovou diluční hmotnostní spektrometrií je možná specifická diagnostika deficitu MCAD i při vyšetření běžného vzorku moči. Patologické glycinové konjugáty jsou přítomny i v moči pacientů s některými jinými poruchami oxidace mastných kyselin.

Mastné kyseliny v plazmě

U deficitu MCAD byly v plazmě zjištěny specificky zvýšené koncentrace mastných kyselin se středně dlouhým řetězcem, oktanoátu a kyseliny cis-4-decenové, které mohou být užitečné pro diagnostiku. Patologicky zvýšené koncentrace těchto mastných kyselin v plazmě jsou patrné během hladovění. Také u deficitů LCHAD a SCHAD byly zjištěny zvýšené hladiny volných 3-hydroxy-mastných kyselin.

Souhrnné vyšetření metabolické cesty

Tyto testy zahrnují test s hladověním in vivo, oxidaci mastných kyselin in vitro a histologii.

Test s hladověním in vivo

Při diagnostice poruch oxidace mastných kyselin je často užitečné nejdříve prokázat celkovou poruchu metabolismu před pokusem identifikovat specifické místo poruchy. Vzorky moče a krve odebrané okamžitě před léčbou akutní ataky onemocnění mohou být použity k tomuto účelu, například zjištěním zvýšené koncentrace mastných kyselin v plazmě, ale nepřiměřeně nízkých koncentrací ketolátek v době hypoglykémie. Pečlivě monitorovaná studie ketogeneze při hladovění může poskytnout tuto informaci. Ale test s hladověním je pro postižené pacienty potenciálně nebezpečný a měl by být prováděn pouze za kontrolovaných podmínek s pečlivou supervizí. Někteří autoři popsali test s podáním tuků jako alternativní prostředek pro vyšetření jaterní ketogeneze, ale ten byl vyřazen s rozvojem vyšetřování profilu acylkarnitinů tandemovou hmotnostní spektrometrií.

Oxidace mastných kyselin in vitro

Také kultivované kožní fibroblasty nebo lymfoblasty pacienta mohou být použity k průkazu celkové poruchy oxidace mastných kyselin s použitím 14C nebo 3H značenými substráty. Navíc mohou být pro tyto buňky použity různé substráty, mastné kyseliny s různou délkou řetězců, k lokalizaci pravděpodobného místa poruchy. Velmi nízké stupně oxidací značených mastných kyselin jsou nacházeny u deficitů CPT1, CATD, CPT2 a ETF/ETF-DH. Vysoké reziduální stupně oxidací (50 - 80 % normy nebo více) často ztěžují identifikaci enzymatických poruch b -oxidace.

U CTD je oxidace normální, pokud nejsou použity speciální postupy k růstu buněk v médiu bez karnitinu. Vyšetření oxidace in vitro neprokáže poruchy v syntéze ketolátek. Tandemová hmotnostní spektrometrie s použitím mastných kyselin značených deuterovanými stabilními izotopy se staly důležitou metodou pro in vitro testování v kultivovaných buňkách. Při tomto vyšetření může být místo bloku zjištěno podle využití značeného acylkarnitinu, který se hromadí v kultivačním médiu a není využit reziduálním metabolickým tokem. CTD a deficit CPT1, které nejsou spojeny s hromaděním acylkarnitinů, a deficit HMG-CoA syntázy, která není exprimovaná ve fibroblastech, nemohou být touto metodou detekovány.

Histologie

Obraz zvýšeného množství kapének s triacylglyceroly v postižených tkáních někdy poskytne klíč k přítomnosti poruchy oxidace mastných kyselin. U všech poruch oxidace mastných kyselin s jaterním postižením prokáže jaterní biopsie, provedená během akutní ataky onemocnění, zvýšená depozita neutrálního tuku , která mohou mít mikro- nebo makrovezikulární vzhled. Mezi atakami může být množství tuku v játrech normální. Závažnější změny, včetně jaterní fibrózy , byly pozorovány u pacientů s deficitem VLCAD po delším trvání onemocnění 55]. U pacientů s deficitem LCHAD se v játrech mohou rozvinout cirhotické změny , o nichž se předpokládá, že jsou toxickým projevem hromadících se 3-hydroxy-mastných kyselin. Tato poškození jsou asi projevem trvalého úsilí metabolizovat mastné kyseliny, neboť mohou být metabolizovány, jsou-li pacienti adekvátně živeni. Na elektronové mikroskopii nejsou mitochondrie tak výrazně zduřelé, jak se popisuje u Reyeova syndromu, ale jsou patrné menší změny, jako jsou krystaloidní inkluzní tělíska . Poruchy oxidace mastných kyselin ve svalech mohou být spojeny se zvýšeným hromaděním tukových kapének ve svalových vláknech a mají při biopsii vzhled tukové myopatie .

Enzymatické vyšetření

Kultivované kožní fibroblasty nebo kultivované lymfoblasty se staly doporučovaným materiálem, v němž jsou in vitro měřeny aktivity specifických kroků v oxidaci mastných kyselin. V těchto buňkách jsou exprimovány všechny známé poruchy, s výjimkou deficitu HMG-CoA syntázy, byly publikovány výsledky těchto vyšetření v buňkách kontrol i postižených pacientů. Protože tato vyšetření nejsou široce dostupná, je nejvhodnější požádat o ně s cílem potvrdit místo poruchy, na které je podezření na základě klinických a laboratorních dat.

Prenatální diagnostika

Prenatální diagnostika je teoreticky možná vyšetřením oxidace mastných kyselin značenými mastnými kyselinami a/nebo stanovením enzymatické aktivity v amniocytech nebo choriových klcích u těch poruch, kde jsou geny exprimovány v kultivovaných kožních fibroblastech, tj. u všech nyní známých poruch s výjimkou deficitu HMG-CoA syntázy. V několika případech byla provedena u deficitu MCAD, ale nyní jsou dostupné pro většinu rodin s těžkými poruchami oxidace mastných kyselin molekulární metody. Vyšetření metabolitů v amniové tekutině není vhodné.

Vzhledem k závažnosti deficitu LCHAD/TFP byla úspěšně provedena prenatální diagnostika s využitím kombinace molekulární a enzymatické analýzy ke zjištění postižených plodů 56]. Také u závažných forem deficitu CPT2 a deficitu ETF/ETF-DH je indikace k prenatální diagnostice.


Autor: Redakce


Literatura:
Fernandes, J., Saudubray, J.M., Berghe, G., Walter, J. Diagnostika a léčba dědičných metabolických poruch. Praha: Triton 2008

Design and code by webmaster