Ученые изучили, как фенилкетонурия воздействует на головной мозг

Что такое фенилкетонурия?

Фенилкетонурия — это состояние, которая наследуется аутосомно-рецессивно и вызвано мутацией, вызывающей снижение активности фермента фенилаланин-4-монооксигеназы, обеспечивающего превращение фенилаланина в тирозин. Без лечения фенилаланин накапливается в организме и может вызвать серьезные проблемы со здоровьем, такие как нарушение движений, судороги, а также оказать влияние на поведение и умственные способности. Обычно пациенты с ФКУ должны находиться на диете, которая ограничивает количество фенилаланина. Фенилаланин встречается во многих продуктах питания, особенно с высоким содержанием белка, таких как яйца, молоко, орехи и мясо.

«Большинство исследований были направлено на эффекты, наблюдаемые в белом веществе головного мозга», — сказал Шаун Христ (Shawn Christ). «Тем не менее, было проведено лишь несколько исследований, которые изучали влияние фенилкетонурии на серое вещество».

Серое вещество расположено на поверхности коры головного мозга и включает в себя глубокие структуры мозга, такие как таламус и базальные ганглии. Белое вещество находится под серым веществом головного мозга и включает в себя длинные нервные пути, которые отвечают за передачу информации.

В исследовании Христ объединил последние достижения в области МРТ с чувствительными методами детального анализа, включая ручную сегментацию данных МРТ. Исследователи обнаружили доказательства аномалий в сером веществе в задних отделах головного мозга у больных фенилкетонурией.

(с)

«Для того чтобы минимизировать эти эффекты, важно соблюдать диетическое лечение на протяжении всей жизни, но особенно в раннем детстве. Это поможет предотвратить необратимое повреждение мозга»,- сказал Христ. «Мы считаем, что наше исследование может способствовать лучшему пониманию механизма, лежащего в основе нарушений в головном мозге и поможет в разработке новых и интересных методов лечения ФКУ».

Подробнее в научной статье:

Christ S. E. et al. Morphometric analysis of gray matter integrity in individuals with early-treated phenylketonuria //Molecular genetics and metabolism. – 2016.

Фенилкетонурия

Впервые это заболевание обнаружили в 1934 году.  Фенилкетонурия наследуется по так называемому аутосомно-рецессивному типу, то есть у совершенно здоровых родителей (носителей) могут родиться больные фенилкетонурией  дети.

Виды фенилкетонурии

Существует 3 типа этого заболевания.

Фенилкетонурия первого типа – характеризуется дефицитом в организме фермента фенилаланин-4-гидроксилаз. Благодаря этому ферменту аминокислота фенилаланин превращается в тирозин. Чаще всего наследуется фенилкетонурия именно этого типа (в 98% случаев).

Фенилкетонурия второго типа – характеризуется недостатком такого фермента как дигидроптеридинредуктаза.  Больные фенилкетонурией второго типа страдают судорогами и умственной отсталостью. Этот тип фенилкетонурии у детей встречается довольно редко (1-2%), но обычно приводит к смертельному исходу в 2-3-летнем возрасте.

Фенилкетонурия третьего типа – характеризуется дефицитом тетрагидробиоптерина. Симптомы фенилкетонурии этого типа включают в себя умственную отсталость вследствие микроцефалии – уменьшения объема мозга.

Причины фенилкетонурии

Основными причинами развития фенилкетонурии у детей считаются мутации гена, находящегося на 12 хромосоме. Родственные браки повышают риск возникновения аномалии.

При дефиците определенных ферментов наблюдается увеличение в крови производных фенилаланина, которые оказывают отравляющее действие на нервную систему ребенка. Фенилкетонурия наследуется примерно одинаково как мальчиками, так и девочками.

Симптомы фенилкетонурии

Симптомы фенилкетонурии проявляются не сразу. В большинстве случаев, заподозрить фенилкетонурию у детей сразу после рождения практически невозможно. На вид ребенок выглядит здоровым, рождается в срок и с нормальным весом.

Но уже через несколько недель проявляются симптомы фенилкетонурии. Основным признаком заболевания считается сильная  рвота.

 В период с двух до шести месяцев, как мама, так и лечащий доктор могут заметить отставание ребенка в психическом и физическом развитии.

Дети, больные фенилкетонурией, позже остальных сверстников начинают сидеть и ходить.  Также явным симптомом фенилкетонурии является повышенная потливость с характерным «мышиным» запахом пота. Наблюдаются судороги, раздражительность, вялость, капризность и плаксивость, уменьшение размера головы, высыпания на коже. У детей, больных фенилкетонурией, поздно прорезываются зубы.

С развитием фенилкетонурии повышается мышечный тонус, что характеризуется определенной позой у ребенка, которую еще называют «поза портного» (согнутые в суставах руки и ноги).

Лечение фенилкетонурии

Что касается грудного вскармливания, то тут необходимо придерживаться строгих правил. Мама должна контролировать количество грудного молока, которое выпивает ребенок. Поэтому для кормления необходимо использовать только сцеженное молоко и в количестве, которое разрешено для определенного возраста ребенка. Для этого существуют специальные таблицы с нормами потребления фенилаланина, а также формулы расчета количества грудного молока в день.  Докармливают ребенка специальными смесями, которые не содержат фенилаланина.

Введение прикорма у детей с  фенилкетонурией начинают с фруктовых и ягодных соков. В качестве твердой пищи предлагают ребенку овощные пюре без добавления молока. Используют безбелковые крупы и безмолочные каши на основе рисовой или кукурузной муки.

Лечение фенилкетонурии посредством питания включает в себя отказ  или очень ограниченное потребление таких продуктов как рыба, мясо, хлебобулочные изделия, колбасы, творог, яйца, шоколад, бобовые, орехи и крупы. Эти продукты содержат большое количество белка. Фрукты и овощи вводят в рацион с учетом подсчета количества в них фенилаланина.

Лекарственное лечение фенилкетонурии предполагает прием витаминов, препаратов кальция, железа и фосфора. Также показан прием препаратов для улучшения мозгового кровообращения, микроциркуляции и тканевого обмена. Рекомендуют занятия лечебной физкультурой и массаж.

Рекомендации

Главный способ контроля — соблюдение и сохранение нужной процентной концентрации фенилаланина, при этом необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности:

1. Если чувствуется недостаток питательных веществ, выражаемый в плохом самочувствии, необходимо срочно обратиться в больницу.
2. Несмотря на то, что ребенок не унаследует болезнь, если ненужного гена нет у отца, не следует забывать про ее мутации, число которых на сегодняшний день насчитывается около 200.
3. Не следует доверять только одному анализу, лучше потратить деньги, но точно убедиться в состоянии младенца, чем подвергнуть риску его жизнь и здоровье.
4. Не нужно забывать о том, что со временем ребенок растет и начинает потреблять больше белка, не стоит соблюдать однотипную диету в первом и третьем триместре во избежание дальнейших проблем с развитием у малыша.
5. После рождения ребенка высокое содержание фенилаланина в молоке не может стать причиной перехода на детские смеси.
6. Рекомендуется соблюдать диету за 2-3 месяца до зачатия, в противном случае некоторые серьезные болезни на этой почве имеют место быть.
7. Не стоит слишком сильно доверять женщинам, которые рожали с подобным диагнозом, так как индивидуальность каждого организма никто не отменяет. Диета, которая помогает одному человеку, может не изменить показатели ФА у другого.

Патогенез фенилкетонурии

В основе классической формы фенилкетонурии лежит недостаточность фермента фенилаланин-4-гидроксилазы, участвующего в конверсии фенилаланина в тирозин в митохондриях гепатоцитов. В свою очередь, производный тирозина – тирамин является исходным продуктом для синтеза катехоламинов (адреналина и норадреналина), а дийодтирозин – для образования тироксина. Кроме этого, результатом метаболизма фенилаланина служит образование пигмента меланина.

Наследственная недостаточность фермента фенилалаиин-4-гидроксилазы при фенилкетонурии приводит к нарушению окисления фенилаланина, поступающего с пищей, в результате чего его концентрация в крови (фенилаланинемия) и спинномозговой жидкости значительно возрастает, а уровень тирозина соответственно падает. Избыточное содержание фенилаланина устраняется путем повышенной экскреции с мочой его метаболитов — фенилпировиноградной, фенилмолочной и фенилуксусной кислот.

Нарушение обмена аминокислот сопровождается нарушением миелинизации нервных волокон, снижением образования нейромедиаторов (дофамина, серотонина и др.), запускающими патогенетические механизмы задержки умственного развития и прогредиентное слабоумие.