碳水化合物中间代谢缺陷综合征

碳水化合物中间代谢缺陷综合征主要包括葡萄糖1,6-磷酸酶缺陷症、二氢硫辛酰胺转乙酰酶缺陷症、二氢硫辛酰胺脱氢酶缺陷症、丙酮酸羧化酶缺陷症、丙酮酸脱氢酶磷酸酶缺陷症、先天性特发性乳酸酸中毒、Leigh亚急性坏死性脑病、木酮糖脱氢酶缺陷症、酸性α-甘露糖苷酶缺陷症和葡萄糖转运缺陷症等10多种临床疾病,其共同特点是智力障碍、低血糖、高乳酸血症/乳酸酸中毒和神经精神异常。

葡萄糖1,6-磷酸酶缺陷症

葡萄糖1,6-磷酸酶缺陷症(deficiency of glucose-1,6-phosphatase)系常染色体隐性遗传性疾病,葡萄糖1,6-磷酸酶是糖原异生过程中4大关键酶之一,在脂肪浸润和糖原尝试下降的肝活检标本中其酶活性下降或消失。而参与果糖代谢、糖原异生和糖原降解的酶活性正常。注射胰高血糖素后,血糖浓度不升高或在禁食数小时胰高血糖素的作用消失。这些观察就说明了肝糖原贮备的减少。肝活检组织化学分析表明糖原与肝脏毛重<1.5%(正常为2%~6%)。该病呈间歇发病,主要表现为低血糖、休克、昏迷、抽搐和高乳酸血症。在症状间歇期,除肝大外,体检正常。若不治疗,可导致智力迟缓或死亡。只要限制牛奶、含果糖或蔗糖的饮食,就可不发病。

葡萄糖转运体缺陷症

现已发现的葡萄糖转运体缺陷症主要包括葡萄糖转运体-1(GLUT1)缺陷症和葡萄糖转运体-2(GLUT2)缺陷症。已报道的GLUT1缺陷症婴儿出现惊厥,伴有脑脊液葡萄糖浓度显著降低,而血糖浓度正常。患儿脑脊液中乳酸浓度亦较低,提示糖酵解过程降低。可有发育迟缓、小头畸形等。应用生酮饮食治疗可减少惊厥发生。肝、胰、肠、肾和脑组织表达的GLUT2是葡萄糖、果糖和半乳糖的易化扩散转运体(facilitative glucose transporter),或者可以将GLUT2理解为糖类的细胞表面受体。GLUT2突变引起1型糖原GSD(Fanconi-Bickel 综合征);GLUT2的多态性与偏食甜品有关。

GLUT2缺陷导致Fanconi-Bickel综合征。患儿有肝大、半乳糖不耐受和肾小管功能障碍等表现,与肝释放葡萄糖及肾小管重吸收葡萄糖障碍有关,肾糖阈降低,并可伴有高磷酸盐尿症和Fanconi综合征。

二氢硫辛酰胺乙酰转换酶缺陷症和二氢硫辛酰胺脱氢酶缺陷症

二氢硫辛酰胺乙酰转换酶(dihydrolipoyl transacetylase)是丙酮酸脱氢酶复合物中的第2个酶,二氢硫辛酰胺乙酰转换酶缺陷症表现为运动和智力迟缓。进餐时,血丙酮酸和乳酸浓度升高。高碳水化合物饮食促发乳酸性酸中毒,用维生素B1治疗无效。皮肤成纤维细胞的丙酮酸脱氢酶复合物活性下降,但α-酮戊二酸酶无缺陷。二氢硫辛酰胺脱氢酶(dihydrolipoyl dehydrogenase)为丙酮酸脱氢酶复合物的第3酶,该酶缺陷时,表现为嗜睡、感觉迟钝、易激惹、视神经萎缩、活动过多和肌张力减退。可伴有下肢痉挛或呼吸不规则。维生素B1和脂肪饮食不能纠正乳酸性酸中毒,丙氨酸可缓解低血糖发作。

实验室检查可发现血丙酮酸、乳糖酶、α-酮戊二酸浓度升高,肝功能正常。二氢硫辛酰胺脱氢酶活性明显降低。

丙酮酸羧化酶缺陷症和丙酮酸脱氢酶磷酸酶缺陷症

丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase,PC)是肝脏糖异生和脂代谢中的关键酶,如果该酶的活性降低,则乳酸生成增多。丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)缺陷症的临床表现不一,多数表现为低血糖症、精神运动异常和发育迟缓,常伴有呕吐、激惹、肌张力低下、眼运动异常、视神经萎缩、共济失调和惊厥。同胞中可有发育迟缓史。实验室检查可见血乳酸、丙酮酸、丙氨酸浓度升高,脑脊液中蛋白升高,脑MRI可发现弥漫性神经病变,偶尔见皮层下白质营养不良症(subcortical leucodystrophy)。肝脏丙酮酸羧化酶活性降低。维生素B1可预防急性代谢性酸中毒发作,生物素和辛胺酸治疗无效。

婴幼儿重型(B型)丙酮酸羧化酶缺陷症主要表现为脑性低张性运动障碍(低张性强直综合征,hypokinetic-rigid syndrome)、高频震颤、呼吸急促、低血糖症和乳酸性酸中毒,偶尔有癫痫样发作。耐MRI可见脑室周围囊性脑白质软化(cystic periventricular leukomalacia)。治疗要点是保护肝功能,防止肝衰竭,纠正酸中毒和其他代谢异常。

丙酮酸脱氢酶磷酸酶(pyruvate dehydrogenase phosphatase)缺陷症可自幼发作,表现为嗜睡、惊厥、肌张力低下、烦躁,主要与代谢性酸中毒有关。血清乳酸、丙酮酸和游离脂肪酸升高,但无低血糖症或肝大;增加葡萄糖摄入量和减少脂肪摄入量能预防酸中毒发作或使酸中毒缓解。

先天性特发性乳酸性酸中毒

先天性特发性乳酸性酸中毒(congenital idiopathic lactic acidosis)主要表现为肝脾大、惊厥、低血糖、发育迟缓和神经系统损害。血清丙酮酸、乳酸、丙氨酸和其他氨基酸的浓度增加。脑组织海绵状变性,髓鞘缺乏。

儿童发生的代谢性酸中毒主要由有机酸(尤其是乳酸)引起。乳酸性酸中毒的常见病因是组织缺氧,其次为外源性果糖、山梨醇或二甲双胍等。因遗传因素引起的乳酸性酸中毒主要见于1型糖原累积病、果糖-二磷酸酶缺陷症(fructose diphosphatase deficiency)、丙酮酸羧化酶缺陷症、丙酮酸脱氢酶磷酸酶缺陷症等。但是有些患者无病因可查,称为“特发性乳酸性酸中毒”。

特发性乳酸性酸中毒的病因并非均一,可能包括Leigh病。因脑组织中的硫胺三磷酸(thiamine triphosphate)生成障碍,同时在体液中存在硫胺焦磷酸-腺苷三磷酸磷酸转换酶(thiamine pyrophosphate-adenosine triphosphate phosphoryl transferase)的抑制剂。

Leigh亚急性坏死性脑病

Leigh亚急性坏死性脑病(Leigh subacute necrotizing encephalopathy)主要表现为癫痫、智力迟缓、光萎缩、张力减退、呕吐、异常活动、嗜睡和乳酸性酸中毒。病理检查可见脑干基底神经节和丘脑有胶质增生、空洞形成和毛细血管增殖。维生素B1治疗有部分效果。尽管Leigh病的病因各异(最常见者为SURF1基因突变所致,亦可由细胞核DNA变异引起),但脑组织的病理损害是相同的,主要表现为坏死性脑病变。肌肉型Leigh病的另一种特殊表现是细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase,COX)缺乏。

线粒体DNA突变引起线粒体脑病(mitochondrial encephalopathy)伴乳酸性酸中毒、卒中样症状发作(stroke-like episodes,MELAS)及Leigh综合征、Wolff-Parkinson-White综合征和视神经萎缩。

木酮糖脱氢酶缺陷症

木酮糖脱氢酶缺陷症(deficiency of xylulose dehydrogenase)为一极为少见的良性病症,患者仅是体内缺乏木酮糖脱氢酶,而其他任何生理生化功能正常。该症多发于犹太人,因缺陷木酮糖脱氢酶会导致L-木糖酶在血及尿中含量增高,该症无需特殊治疗。检测该症应使用木酮糖激酶专用检测剂(如Clinitest),而不能使用葡萄糖氧化酶试验检验,否则会误将葡萄糖尿认为木酮糖尿。

酸性α-甘露糖苷酶缺陷症

酸性α-甘露糖苷酶(acid α-mannosidase)缺陷症为溶酶体疾病。患者的肝脾大,伴多发性骨髓发育不全、肺部感染、中耳炎、角膜和晶状体混浊及发育迟缓。目前无特异性治疗方法。产前确诊后终止妊娠。

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