Choroby metaboliczne – zwane także wrodzonymi bÅ‚Ä™dami metabolizmu – sÄ… nastÄ™pstwem zaburzeÅ„ przemiany różnych zwiÄ…zków chemicznych w organizmie. Aby przemiany te za­chodziÅ‚y, niezbÄ™dne jest dziaÅ‚anie enzymów, speÅ‚niajÄ…cych rolÄ™ ka­talizatorów reakcji chemicznych. Enzymy sÄ… biaÅ‚kami zbudowanymi (podobnie jak wszystkie biaÅ‚ka) z aminokwasów uÅ‚ożonych w Å‚aÅ„cu­chy polipeptydowe. Swoistość dziaÅ‚ania enzymów zależy od szczególne­go, specyficznego ukÅ‚adu aminokwasów. Zmiany w ukÅ‚adzie aminok­wasów mogÄ… spowodować zmniejszenie lub nawet caÅ‚kowity brak ak­tywnoÅ›ci enzymu. WywoÅ‚uje to zahamowanie reakcji, którÄ… katalizuje dany enzym; z substratu (zwiÄ…zku wchodzÄ…cego do reakcji) nie wytwarza siÄ™ produkt (zwiÄ…zek powstajÄ…cy w wyniku reakcji). Ta­kie zahamowanie reakcji nosi nazwÄ™ bloku metabolicznego.

Blok metaboliczny prowadzi do różnych szkodliwych dla organizmu następstw. W zależności od wywoływanych objawów można je podzie­lić na trzy grupy:

1)  Nie wytwarzanie produktu wywołuje skutki jego niedoboru. Jeśli jest to substancja niezbędna do życia, jej brak może spowodować śmierć organizmu.

2)    Wewnątrzkomórkowe nagromadzenie substratu (spichrzanie) upośledza funkcje komórek i może doprowadzić do ich śmierci.

3)  Nasilenie innych reakcji przekształcania (metabolizowania) subs­tratu. Następstwem jest znacznie zwiększone wytwarzanie związków chemicznych powstających normalnie w bardzo małych ilościach. Za­kłócają one przebieg innych reakcji, wywierając toksyczne działanie na organizm.

Bezpośrednią przyczyną bloku metabolicznego jest więc niedobór aktywności enzymu, zależny od ubytku lub błędnego uszeregowania aminokwasów w cząsteczce polipeptydu. Defekty te powstają na sku­tek przekazania nieprawidłowej informacji genetycznej.

O specyficznym układzie aminokwasów w polipeptydzie decyduje in­formacja zawarta w genach, zakodowana w układzie zasad purynowych i pirymidynowych kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA). Jeś­li układ tych zasad ulega zmianie, a więc zmienia się informacja gene­tyczna, to jest ona przekazywana za pośrednictwem przenośnikowego kwasu rybonukleinowego (RNA) do mikrosomów w cytoplazmie, prze­kazując błąd dalej jako zmianę w uszeregowaniu aminokwasów w po­lipeptydzie. Przyczyną takich błędów w kodzie genetycznym są mu­tacje genowe, czyli zmiany struktury genów. Zachodzą one stale i niekiedy powodują powstawanie białka o nowych, pozytywnych właś­ciwościach; takie mutacje są przyczyną ewolucji organizmów.

Wrodzone zaburzenia metaboliczne są więc zaburzeniami uwarunkowanymi genetycznie. Poznajemy ich coraz więcej wraz z postępem biochemii i genetyki. Na początku obecnego stulecia znano zaledwie cztery choroby metaboliczne, a dziś znane są setki. W rozpoz­nawaniu tych chorób osiągnięto wielkie postępy, większe niż w ich le­czeniu. Mimo to istnieją choroby, które leczone są z powodzeniem, jak np. fenyloketonuria. Choroba ta nie leczona powoduje ciężkie upośledzenie umysłowe. Wcześnie rozpoznana i leczona nie zostawia śladów. Ważnym problemem staje się więc wczesne rozpoznanie, a to jest możliwe jedynie przez masowe badania przesiewowe wszystkich no­worodków. Badania przesiewowe pozwalają rozpoznawać tylko niewiele chorób metabolicznych. Większość zostaje rozpoznana niestety dopiero wówczas, kiedy występują już objawy kliniczne. Nie są one charaktery­styczne i ostateczne rozpoznanie musi być oparte na badaniach labora­toryjnych, nieraz bardzo skomplikowanych. Dość częstym objawem cho­rób metabolicznych jest upośledzenie umysłowe. Wygląd ogól­ny, zmiany rentgenowskie kośćca lub objawy ze strony poszczególnych narządów również mogą sugerować określoną chorobę metaboliczną.

Leczenie chorób metabolicznych jest trudne i wielokierunkowe. W niektórych chorobach polega ono na ograniczeniu dowozu substratu, czyli substancji, której przemiana jest zaburzona (w ten sposób ogranicza się wytwarzanie toksycznych produktów). W innych lecze­nie polega na dostarczaniu do organizmu gotowego produktu, który w wyniku bloku metabolicznego nie jest wytwarzany. W jeszcze innych próbuje się transplantacji narządów (najczęściej wątroby lub szpiku): przeszczepiona tkanka wytwarza brakujące białko. Wreszcie ostatnio czynione są próby wprowadzenia odpowiednich genów, warunkujących wytwarzanie brakujących enzymów.

Czy chorobom metabolicznym — które sÄ… uwarunkowane genetycz­nie — można zapobiegać? Rodzice, którzy urodzili” dziecko z chorobÄ… metabolicznÄ…, majÄ… zwiÄ™kszone ryzyko urodzenia nastÄ™pnego dziecka chorego. Ponieważ wiÄ™kszość chorób metabolicznych dziedzi­czona jest jako cecha recesywna, ryzyko to wynosi 25%. Obecnie moż­liwe jest rozpoznawanie niektórych chorób metabolicznych jeszcze przed urodzeniem dziecka (diagnostyka prenatalna). Rozpoz­nawanie opiera siÄ™ na badaniu pÅ‚ynu owodniowego pobranego przez nakÅ‚ucie pÄ™cherza pÅ‚odowego (amniocenteza) miÄ™dzy 14 a 17 ty­godniem ciąży. Analiza skÅ‚adu chemicznego pÅ‚ynu owodniowego poz­wala wykryć substancje chemiczne, gromadzÄ…ce siÄ™ w danej chorobie. Ponadto oznacza siÄ™ aktywność enzymów w hodowlach komórek z pÅ‚y­nu owodniowego. Komórki te sÄ… zÅ‚uszczonymi komórkami pÅ‚odu i wy­kazujÄ… jego cechy — także ewentualne niedobory enzymów. JeÅ›li ba­dania wskazujÄ… na chorobÄ™ metabolicznÄ…, jest jeszcze możliwość przer­wania ciąży. Metoda diagnostyki prenatalnej pozwala zagwarantować urodzenie zdrowego dziecka w przypadku zagrożenia wielu chorobami metabolicznymi.

Zaburzenia metaboliczne mogą dotyczyć wszystkich substancji wy­stępujących w organizmie: aminokwasów, cukrów, tłuszczy, puryn, pirymidyn, witamin, barwników, białek i innych. Omówione tu będą tyl­ko niektóre z nich, w trzech grupach chorób, stanowiących trzy prob­lemy kliniczne. Pierwsza obejmuje choroby wywołujące ciężkie za­burzenia w okresie noworodkowym. Drugą grupę charak­teryzuje jako główny objaw upośledzenie umysłowe. Trzecią stanowią choroby lizosomowe (spichrzeniowe).