Недостаточность галактокиназы
Определение
Термином галактоземия обозначают два вида врожденных нарушений обмена галактозы: классическая галактоземия обусловливается недостаточностью галактозо-1-фосфатуридилтрансферазы (ГАЛТ) и сопровождается катарактой, умственной отсталостью и циррозом печени, а недостаточность галактокиназы обусловливает главным образом образование катаракты.
Патогенез
Лактоза – основной углевод молока – представляет собой дисахарид, содержащий галактозу и глюкозу. В пищеварительных путях она гидролизуется кишечной лактазой. В норме всосавшаяся галактоза в печени превращается в глюкозу. Первой реакцией на этом пути является фосфорилирование галактозы с образованием галактозо-1-фосфата под действием галактокиназы, кодируемой геном, расположенным на 17-й хромосоме. На следующем этапе галактозо-1-фосфат превращается в глюкозо-1-фосфат под действием ГАЛТ, ген которой расположен на 9-й хромосоме.
УДФ-сахара могут превращаться один в другой в процессе эпимеразной реакции:
Галактоза метаболизируется и другими путями. В присутствии НАДФ•Н (или НАД-Н) она может превращаться (восстанавливаться) в галактитол (дульцитол) под действием альдозоредуктазы. Небольшое ее количество может и окисляться галактозодегидрогеназой с образованием галактоновой кислоты, ксиулозы и двуокиси углерода. Эти пути и определяют ограниченный метаболизм галактозы у больных с галактоземией.
При недостаточности галактокиназы галактоза накапливается в крови и тканях. В хрусталике глаза она под действием альдозоредуктазы превращается в галактитол – сахар, для которого хрусталик непроницаем. В результате происходит чрезмерная гидратация, которая на фоне уменьшения количества глутатиона в хрусталике обусловливает развитие катаракты.
При классической галактоземии недостаточность ГАЛТ приводит к накоплению в тканях галактозо-1-фосфата и галактозы. Как и при недостаточности галактокиназы, катаракта развивается вследствие накопления в хрусталике галактитола. Предполагают, что цирроз печени и задержка психического развития связаны с увеличением количества галактозо-1-фосфата в этих тканях. Повышенный уровень галактозы в крови может снижать печеночную продукцию глюкозы, обусловливая гипогликемию. В почках и кишечнике накопление галактозы и галактозо-1-фосфата приводит, по-видимому, к торможению транспорта аминокислот. У некоторых женщин нарушается функция яичников в связи с гипергонадотропным гипогонадизмом, патогенез которого неизвестен.
Как недостаточность галактокиназы, так и недостаточность ГАЛТ наследуются по аутосомному рецессивному типу. У гетерозигот по этим нарушениям уровни ферментов составляют лишь половину от нормы, но симптоматика болезни отсутствует. Недостаточность галактокиназы у беременной, потребляющей лактозу, может обусловить развитие катаракты у плода. Однако не все больные с недостаточностью ГАЛТ в клетках бывают носителями классической галактоземии. У некоторых лиц, гомозиготных по другому гену, называемому вариантом Дуарте, уровень ГАЛТ обычно также в 2 раза ниже нормы, но симптоматика при этом отсутствует. Их можно отличить от больных с классической галактоземией по данным исследования электрофоретических свойств мутантного фермента. Как при недостаточности галактокиназы, так и при классической галактоземии может быть выявлена либо функциональная недостаточность, либо отсутствие необходимого фермента. Классическая галактоземия обусловливается мутацией структурного гена, поэтому измененный фермент (ГАЛТ) лишен нормальной функции. Известны и другие клинические варианты с измененной электрофоретической подвижностью фермента.
При скрининге новорожденных на галактоземию наиболее частой причиной патологии служит компаунд-гетерозиготность по варианту Дуарте и классической галактоземии, при которой содержание ГАЛТ находится на уровне 17% от нормы. Клинические проявления у них отсутствуют.