Az anyagcsere öröklött (veleszületett) zavarai
Lovásová Eva, Rácz Olivér Miskolci Egyetem
21/03/2010
miskmet.ppt
1
Öröklött és veleszületett
Öröklött monogénes betegségek – Autoszomális recesszív (CF, HbS és ami most jön [AR]) – Autoszomális domináns (a vese cystás elfajulása [AD]) – X kromoszómához kötött (hemofília [XR])
Öröklött hajlam (kockázat) – Magas vérnyomás, cukorbetegség, érelmeszesedés és következményei, – Alzheimer, csontok és izületek
21/03/2010
miskmet.ppt
2
1
Öröklött és veleszületett
Öröklött monogénes betegségek – Autoszomális recesszív (CF, HbS és ami most jön) – Autoszomális domináns (a vese cystás elfajulása) – X kromoszómához kötött (hemofília)
Öröklött hajlam (kockázat) – Magas vérnyomás, cukorbetegség, érelmeszesedés és következményei, – Alzheimer, csontok és izületek
21/03/2010
miskmet.ppt
3
Öröklött, nem veleszületett (nem jelentkezik születéskor)
Öröklött monogénes betegségek – Autoszomális recesszív (CF, HbS és ami most jön) – Autoszomális domináns (a vese cystás elfajulása) – X kromoszómához kötött (hemofília)
Öröklött hajlam (kockázat) – Magas vérnyomás, cukorbetegség, érelmeszesedés és következményei, – Alzheimer, csontok és izületek
21/03/2010
miskmet.ppt
4
2
Veleszületett, nem öröklött
Kromoszóma aberrációk Magzati károsodás terhesség alatt – – – – –
Dohányzás Alkohol, kábítószerek Orvosságok (talidomid) Vírusok (rózsahimlő – szív) Fólsav és más vitaminok, nyomelemek hiánya (spina bifida)
Magzati károsodás a szülés alatt – oxigénhiány
21/03/2010
miskmet.ppt
5
Anyagcsere, metabolizmus
Tápanyagokból energia, fejlődés, raktározás, transzport (cukrok, zsírok) A sejtek és a szövetek felépítése (fehérjék, összetett cukrok) A bomlástermékek eltávolítása, méregtelenítés Oxigén és széndioxid, hőmérséklet, pH... Reguláció molekuláris, sejt és szervezeti szinten (idegek, hormonok, immunrendszer)
21/03/2010
miskmet.ppt
6
3
Anyagcsere, metabolizmus
Tápanyagokból energia, fejlődés, raktározás, transzport (cukrok, zsírok) A sejtek és a szövetek felépítése (fehérjék, összetett cukrok) A bomlástermékek eltávolítása, méregtelenítés
GYAKORLATILAG MINDEN LÉPÉST ENZIMEK (FEHÉRJÉK) KATALIZÁLNAK EZEK SZERKEZETÉT GÉNEK KÓDOLJÁK miskmet.ppt
21/03/2010
7
ZSÍROK SZAHARIDOK Cukrok, keményítő Glükóz GLIKOLÍZIS
Zsírsavak + glicerin Koleszterin Lipoproteinek BETA OXIDÁCIÓ
FIEHÉRJÉK PROTEOLÍZIS Aminosavak
ACETILKOENZIM „A“ KREBS CIKLUS
VITAMÍNOK (koenzimek) 21/03/2010
HIDROGÉN A TÁPLÁLÉKBÓL OXIGÉN A LEVEGŐBŐ TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ ATP
miskmet.ppt
ELEKTROLITEK, NYOMELEMEK Na, K, Ca, Mg Fe, Zn, Cu, Se, stb.8
4
METABOLIZMUS?
miskmet.ppt
21/03/2010
9
A METABOLIZMUS NAGYON EGYSZERŰ (???)
METABOLIZMUS?
21/03/2010
evamet.ppt
21/03/2010
2 H2 + 02 = SEMMI 2 H2 + 02 + SZIKRA = NAGY BUMM ÉS H2O 2 H2 + 02 + ENZIMEK, 37 C° = ENERGIA = ATP, GLIKOGÉN, ZSÍROK ÉS VÍZ HONNAN VANNAK A HIDROGÉNEK?
miskmet.ppt
10
5
A METABOLIZMUS NAGYON EGYSZERŰ (???) METABOLIZMUS?
C6H12O6 = glükóz C6H12O6 + 6 02 + ENZIMEK 6 H2O + 6 CO2 + ENERGIA
100 g glükóz → 33 liter víz, + 10 C° 21/03/2010
HONNAN ?
6 H2O + 6 CO2 + NAPENERGIA C6H12O6 = glükóz, fotoszintézis MÁSHOGY?
evamet.ppt
– TEJSAV OXIGÉNHIÁNY ESETÉN – C2H5OH + CO2 A PINCÉBEN 21/03/2010
miskmet.ppt
11
História 1908 - Sir Archibald Edward Garrod alkaptonúria, albinizmus, cysztinúria, pentozúria „inborn errors of metabolism“ Archibald E. Garrod
21/03/2010
miskmet.ppt
12
6
MUTÁCIÓ
HIBÁS ENZIM
ANYAGCSEREZAVAR
miskmet.ppt
21/03/2010
13
Metabolikus utak enzim 1
A
21/03/2010
enzim 2
B
enzim 3
C
miskmet.ppt
enzim 4
D
E
14
7
Metabolikus utak enzim 1
A
BB
enzim 2
C C
enzim 3
X
enzim 4
DD
E E
Hiányzik a D, E
X
Sok a C Mellékút – X,Y
Y
21/03/2010
miskmet.ppt
15
Neonatális szűrés (screening)
Az újszülöttek kivizsgálása, még mielőtt a betegség kliniakilag megnyilvánul Mikor? – Gyógykezelés nélkül halálos vagy súlyos betesgégek – Kezelhető betegségek – Relatív gyakori betegségek – Megbízható és megfizethető módszer
Prenatális diagnosztika a modern genetika vizsgáló módszereinek segítségével (nem csak genetika – Down) 21/03/2010
miskmet.ppt
16
8
Gyógyítás
Eliminációs étrend A hiányzó anyagok pótlása A mérgező melléktermékek eltávolítása Tüneti kezelés Szervtranszplantáció Génterápia
miskmet.ppt
21/03/2010
17
A fenilalanín anyagcseréjének öröklött zavarai dijódtyrozín
fenylalanínhydroxyláza fenylalanín
X
tyrozináza
X
tyrozín
fenylketonúria
tyroxín
3,4-dihydroxy-L-fenylalanín (dopa)
albinizmus
tyramín
fenylpyruvát
p-hydroxyfenylpyruvát
dopamín
fenyllaktát
kyselina homogentizová
noradrenalín
dopachinón
melanín
alkaptonúria X homogentizátdioxygenáza fenylacetát
maleylacetoacetát
adrenalín
fumarát + acetoacetát
Bonyolult, sok fontos anyag prekurzora, pl. Adrenalín Melanín (bőr festékanyaga) 21/03/2010
miskmet.ppt
18
9
Fenylketonúria – PKU (AR, 1/12000) •A fenilalanín és 3 melléktermék felhalmozódása •Születéskor még semmi •3. - 6. hónap – hányás, bőrtünetek, kezdeti idegrendszeri tünetek •1 év – súlyos agykárosodás – mentális fejlődés retardációja, mozgászavarok, remegés, magas izomtónus, epilepszia... • ↓melanín, szőke haj, kék szem, fényérzékenység •fenylacetát – egérszagú vizelet •DE AKKOR MÁR KÉSŐ A DIAGNÓZIS! •SZŰRÉS AZ ÉLET ELSŐ NAPJAIBAN •A FENILALANIN KIHAGYÁSA A TÁPLÁLÉKBÓL •ÁLLANDÓ ELLENŐRZÉS •A KÉSŐBBI ÉLETKORBAN KEVÉSBÉ SZIGORÚ DIÉTA •GÉNTERÁPIA, MÁJÁTÜLTETÉS, 21/03/2010
miskmet.ppt
19
Alkaptonúria (AR, 1/250000) •A fenilalanín egyik bomlásterméke (alkapton) halmozódik •Levegőn sötétedő vizelet •Csak felnőttkorban okoz problémát •A festékanyag lerakódik az izületekben, inakban •Vesekárosodás
KEZELÉS MINT A PKU-NÁL, KEVÉSBÉ SZIGORÚ
21/03/2010
miskmet.ppt
20
10
Albinizmus o A melanin szintézisének zavara o Nagyon világos, fényérzékeny bőr o Egészen szőke haj o Világos kék, fényérzékeny szemek, látási zavarok o Az állatvilágban is előfordul
És a hatalmas individuális és etnikai különbségek a bőr, a haj és a szem színében??? Polimorfizmus, nem mutáció 21/03/2010
miskmet.ppt
21
A cukoranyagcsere zavarai tejérzékenység galaktóz intolerancia fruktóz intolerancia glikogenózisok 21/03/2010
miskmet.ppt
22
11
A cukrok – ismétlés kémiából
Édes cukrok, monoszaharidok (5 vagy 6 szénatom, diszaharidok Oligoszaharidok – pl. az A és B vércsoportot meghatározó molekulák Poliszaharidok – keményítő, táplálékunk alapvető anyagai – gabona és minden ami abból készül (kenyér, tészta, sütemények...), rizs, burgonya, kukorica, stb.
21/03/2010
miskmet.ppt
23
Példák
Glükóz – szőlőcukor, C6, aldehid Galaktóz – C6, a glükóz izomérje Fruktóz – gyümölcscukor, C6, keton Ribóz – C5, a nukleinsavak alkotórésze Szaharóz – glu-fru, répacukor Laktóz – gal-glu, tejcukor
21/03/2010
miskmet.ppt
24
12
HC=O HCOH HOCH HCOH HCOH CH2OH
CH20H
H2COH C=O HOCH HCOH HCOH CH2OH
O
GLÜKÓZ FRUKTÓZ Aldehid Keton C6H12O6
miskmet.ppt
21/03/2010
CH 2 0H
CH 2 0H
O
CH 2 0H
O
25
O
CH 2 0H
O
CH 2 0H
O
GLIKOGÉN [Glu]n n = 2000 / 20000
21/03/2010
miskmet.ppt
26
13
A szaharidok sorsa a szervezetben
A poliszaharidok már az emésztőrendszerben lebomlanak és átalakulnak glükózzá A tejcukor és a répacukor is, majd a sejtekben a „fru” és a „gal” is A glükóz a glikolízisben átalakul tejsavvá vagy piroszőlősavvá (C2) – Vagy ecetsavvá, etilalkohollá
A feleslegből glikogén keletkezik („kisraktár” máj, izom) A kétatomos molekulák a Krebs ciklusba kerülnek, egyesülnek a zsírok elégetésének a termékeivel, a hidrogének (koenzimekhez kötve) a mitochondriumokba jutnak 21/03/2010
miskmet.ppt
27
A szaharidok és más tápanyagok sorsa a szervezetben
A kétatomos molekulák a Krebs ciklusba kerülnek, egyesülnek a zsírok elégetésének a termékeivel, a hidrogének (koenzimekhez kötve) a mitochondriumokba jutnak Terminális oxidáció, hidrogén + oxigén, sok energia = ATP Azonnali felhasználás, vagy a „nagyraktár” – a zsírszövet – Nem csak az hízik el, aki sok szalonnát eszik, de az is aki sok édességet!
21/03/2010
miskmet.ppt
28
14
Visszafelé forgatva
A villanymotor áramot fogyaszt, a dinamó áramot termel Szükség van energiára, nincs táplálék Glikogélebontás Glukoneogenézis Zsírégetés
21/03/2010
miskmet.ppt
29
Cukor a vérben és a sejtekben
A táplálékban alig van glükóz (szőlő) Minden szaharid glükózzá alakul – a vérben 5 mmol/l (100 mg%) körül Kis ingadozások éhomra, evés után Kóros ingadozások – Hipoglikémia – rossz az agynak – Hiperglikémia – rossz minden szövetnek
Fő szabályozó az inzulin
21/03/2010
miskmet.ppt
30
15
Az inzulin molekulája
21/03/2010
miskmet.ppt
31
Inzulin
Hasnyálmirigy, Langerhans szigetek (nem a Csendes Óceánban vannak)
B sejtek által termelt fehérje (51 as két láncban) Hatására a glükóz bekerül az izom- és a zsírszövetbe Vércukor le, glikolízis indul A másik oldalon az adrenalin és sok más hormon (emelik a vércukrot)
21/03/2010
miskmet.ppt
32
16
Cukor a vérben és a sejtekben
A táplálékban alig van glükóz (szőlő) Minden szaharid glükózzá alakul – a vérben 5 mmol/l (100 mg%) körül Kis ingadozások éhomra, evés után
Kóros ingadozások
– – – –
Hipoglikémia – rossz az agynak (arisztokrata) Túl sok az inzulin, vagy más ok Hiperglikémia – rossz minden szövetnek Nincs inzulin, vagy nem hat (gyerekkori diabetes, kövérség)
21/03/2010
miskmet.ppt
33
Tejérzékenység (intolerancia)
Hiányzik a laktózt bontó enzim Nem komoly betegség, gyakori - felnőttekben Emésztési zavarok, püffedés, hasmenés, görcsök Kihagyni a tejet, de a fermentált termékeket ehetik (sajt, jogurt, túró)
21/03/2010
miskmet.ppt
34
17
És a kisbabák? – ez egy fordított mutáció (a kikapcsoló nem működik!)
Az enzim aktivitása 4 éves korig magas Aztán a legtöbb emberben csökken – nem bírják a tejet Akikben nem csökken, annyit ihatnak, amennyi beléjük fér – ŐK A MUTÁNSOK! Etnikai csoportok, amelyek a múltban állatokat tenyésztettek
21/03/2010
miskmet.ppt
35
A fruktóz lebontásának zavarai Fruktozúria – semmi, ha gyümölcsöt eszik, a fruktóz kimegy a vizeletbe Fruktóz intolerancia – súlyos betegség, a fruktóz elkezd átalakulni, de megakad és megzavarja a glükóz lebontását! AR, 1/20 000 Ha gyümölcsöt, mézet eszik hipoglikémia Májkárosodás, sárgaság, halálos lehet Kihagyni minden fruktózt tartalmazó ételt!!!
21/03/2010
miskmet.ppt
36
18
GALAKTOZÉMIA A tejcukor lebomlik „glu”-ra és „gal”-ra A galaktóz nem megy tovább, halmozódik, súlyos kárododást okoz (neonatális szűrés) AR, 1/20 000 – 60 000 Agykárosodás Szürkehályog Májkárosodás, sárgaság
21/03/2010
miskmet.ppt
37
GALAKTOZÉMIA A tejcukor lebomlik „glu”-ra és „gal”-ra A galaktóz nem megy tovább, halmozódik, súlyos kárododást okoz (neonatális szűrés) AR, 1/20 000 – 60 000 Kihagyni minden tejterméket és mindent, amiben tejcukor van!!!
21/03/2010
miskmet.ppt
38
19
Glikogenózisok
Dedičné poruchy metabolizmu sacharidov, pri ktorých sa v rôznych orgánoch (ale najmä v pečeni a svaloch) hromadí nadmerné množstvo glykogénu normálnej štruktúry, alebo glykogén atypickej štruktúry. Príznaky • pečeň - hepatomegália, hypoglykémia • svaly - zvýšená únava a bolesti svalov • iné - hyperlipidémia, ketoacidóza, poruchy rastu, hyperurikémia a dna, zväčšenie iných orgánov (slezina, srdce)
21/03/2010
miskmet.ppt
39
Glikogenózisok
A glikogén lebontásának zavarai Étkezések közben a glikogén nem változik vissza glükózzá Nem túl ritka öröklött betegség, de sok formája van
I – XIII, Gierke, Pompe, Cori, McArlde ...
A lényeg: máj és izom
21/03/2010
miskmet.ppt
40
20
Glikogenózisok
A glikogén lebontásának zavarai A lényeg: máj és izom A máj a glikogénből származó glükózt leadja a vérbe Ha itt a hiba, a akkor hipoglikémia a fő tünet Az izom önző, saját magának tartja a glükózt Ha itt a hiba, akkor izomgyengeség, fáradékonyság a fő tünet miskmet.ppt
21/03/2010
C H 20 H
C H 20 H
O
C H 20 H
O
41
O
C H 20 H
C H 20 H
O
O
G L IK O G É N [G lu ] n
n = 2000 / 20000
Éhezés vagy izommunka 21/03/2010
miskmet.ppt
42
21
C H 20 H
C H 20 H
O
C H 20 H
O
O
C H 20 H
C H 20 H
O
O
G L IK O G É N [G lu ] n
n = 2000 / 20000
Hipoglikémia vagy izomgyengeség
21/03/2010
miskmet.ppt
43
22
