نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز

نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز هو اضطراب استقلابي عضلي نادر ، ينتقل بصفة متنحية . يتميز هذا الاضطراب بنقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز (PFK) في جميع أنحاء الجسم، بما في ذلك العضلات الهيكلية وخلايا الدم الحمراء. يُعد فوسفوفروكتوكيناز إنزيمًا أساسيًا في عملية تحلل الجلوكوز . يؤدي نقص هذا الإنزيم إلى توقف مسار تحلل الجلوكوز ، وبالتالي نقص جميع النواتج التي تلي هذا التوقف، بما في ذلك الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP).

قد يصيب هذا المرض البشر وكذلك الثدييات الأخرى (وخاصة الكلاب ). [ 4 ] وقد سُمي على اسم الطبيب الياباني سييتشيرو تاروي (مواليد 1927)، الذي لاحظ هذه الحالة لأول مرة في عام 1965. [ 5 ]

عرض تقديمي

عند البشر

يُصنف نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز (PFK) لدى الإنسان إلى أربعة أنواع: النوع الكلاسيكي، والنوع المتأخر، والنوع الطفولي، والنوع الانحلالي. ويتم التمييز بين هذه الأنواع بناءً على العمر الذي تظهر فيه الأعراض ونوعها. [ 6 ]

الشكل الكلاسيكي

يُعدّ نقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز الكلاسيكي النوع الأكثر شيوعًا لهذا الاضطراب. يتجلى هذا النوع بتشنجات وضعف عضلي ناتج عن ممارسة الرياضة (وأحيانًا انحلال الربيدات)، وبيلة ​​الميوغلوبين ، بالإضافة إلى فقر الدم الانحلالي الذي يُسبب بولًا داكنًا بعد بضع ساعات. [ 7 ] يُعدّ ارتفاع حمض اليوريك في الدم شائعًا، نظرًا لعجز الكلى عن معالجة حمض اليوريك بعد تلف ناتج عن معالجة الميوغلوبين. يُعدّ الغثيان والقيء بعد ممارسة التمارين الرياضية الشاقة مؤشرًا شائعًا آخر لنقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز الكلاسيكي. كما يُظهر العديد من المرضى مستويات عالية من البيليروبين ، مما قد يؤدي إلى ظهور اليرقان. عادةً ما تظهر أعراض هذا النوع من نقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز في مرحلة الطفولة المبكرة.

شكل متأخر الظهور

نقص فوسفوفركتوكيناز المتأخر، كما يوحي اسمه، هو شكل من أشكال المرض يظهر في مراحل لاحقة من العمر. تشمل الأعراض الشائعة المرتبطة بنقص فوسفوفركتوكيناز المتأخر اعتلال العضلات والضعف والإرهاق. وتغيب العديد من الأعراض الأكثر حدة الموجودة في النوع الكلاسيكي من هذا المرض في الشكل المتأخر.

شكل الطفل

يُوجد نقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز أيضًا في صورة نادرة تصيب الرضع. غالبًا ما يُعاني الرضع المصابون بهذا النقص من متلازمة الرضيع الرخو ( نقص التوتر العضليوتيبس المفاصل ، واعتلال الدماغ ، واعتلال عضلة القلب . كما قد يظهر الاضطراب في الجهاز العصبي المركزي، عادةً على شكل نوبات صرع. غالبًا ما يُعاني الرضع المصابون بنقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز أيضًا من نوع من مشاكل الجهاز التنفسي. معدل البقاء على قيد الحياة لشكل نقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز في مرحلة الطفولة منخفض، وغالبًا ما يكون سبب الوفاة هو فشل الجهاز التنفسي.

الشكل الانحلالي للدم

السمة المميزة لهذا النوع من الاضطراب هي فقر الدم الانحلالي، حيث تتحلل خلايا الدم الحمراء قبل أوانها. ولا يُعد ضعف العضلات والألم شائعين لدى المرضى الذين يعانون من نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز الانحلالي.

عند الكلاب

تتشابه أعراض المرض لدى الكلاب مع أعراضه لدى البشر. ومن أبرزها، أن الكلاب المصابة بنقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز (PFK) تعاني من فقر دم خفيف ولكنه مستمر، مصحوبًا بنوبات انحلال الدم، وعدم تحمل الجهد، وبيلة ​​هيموغلوبينية، وشحوب أو اصفرار الأغشية المخاطية. [ 8 ] يُعد ضعف العضلات والتشنجات من الأعراض الشائعة، ولكنها أقل شيوعًا من أعراض نقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز (PFKM) لدى البشر.

عوامل الخطر

عند البشر

لكي يُصاب الطفل بمرض تاروي، يجب أن يكون كلا الوالدين حاملين للجين المعيب، بحيث يولد الطفل مصابًا بالشكل الكامل للصفة المتنحية. وأفضل مؤشر على خطر الإصابة هو وجود فرد من العائلة مصاب بنقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز (PFK). [ 9 ]

عند الكلاب

يُلاحظ نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز في الكلاب بشكل رئيسي في كلاب سبرينغر سبانيل الإنجليزية وكلاب كوكر سبانيل الأمريكية ، ولكن تم الإبلاغ عنه أيضًا في كلاب ويبيت وواختلهوند . [ 10 ] [ 11 ] كما أن الكلاب المهجنة المنحدرة من أي من هذه السلالات معرضة أيضًا لخطر وراثة نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز.

الفيزيولوجيا المرضية

إنزيم فوسفوفركتوكيناز هو إنزيم رباعي الوحدات يتكون من ثلاثة أنواع من الوحدات الفرعية: PFKL (الكبد)، و PFKM (العضلات)، و PFKP (الصفائح الدموية). يختلف تركيب هذه الوحدات الفرعية باختلاف النسيج المصاب. [ 12 ] في هذه الحالة، يؤدي نقص الوحدة الفرعية M (PFKM) من إنزيم فوسفوفركتوكيناز إلى إضعاف قدرة خلايا مثل كريات الدم الحمراء والخلايا العضلية الهيكلية على استخدام الكربوهيدرات (مثل الجلوكوز ) كمصدر للطاقة. وعلى عكس معظم أمراض تخزين الجليكوجين الأخرى، فإنه يؤثر بشكل مباشر على عملية تحلل الجلوكوز . [ 13 ] تُضعف الطفرة قدرة فوسفوفركتوكيناز على فسفرة فركتوز-6-فوسفات قبل انقسامه إلى جليسرالدهيد-3-فوسفات، وهي الخطوة المحددة لمعدل التفاعل في مسار تحلل الجلوكوز. يؤدي تثبيط هذه الخطوة إلى منع تكوين الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) من الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP)، مما ينتج عنه نقص في الطاقة المتاحة للعضلات أثناء التمارين الشاقة. ويؤدي ذلك إلى تشنجات العضلات وآلامها، وهي أعراض شائعة لهذا المرض. [ 14 ]

عند البشر

الطفرة الجينية هي سبب نقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز. وقد تم الإبلاغ عن عدة طفرات مختلفة في الجين المسؤول عن ترميز هذا الإنزيم لدى البشر، إلا أن النتيجة هي إنتاج وحدات فرعية من فوسفوفركتوكيناز ذات وظيفة ضئيلة أو معدومة. [ 15 ] ونتيجة لذلك، لا يُظهر الأفراد المصابون سوى ما يقارب 50-65% من إجمالي وظيفة إنزيم فوسفوفركتوكيناز الطبيعية. [ 16 ]

عند الكلاب

يُعتقد أن نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز (PFK) ناتج عن طفرة غير منطقية في الجين المسؤول عن ترميز إنزيم PFKM. ينتج عن هذه الطفرة بروتين غير مستقر ومختزل يفتقر إلى وظيفته الطبيعية، مما يؤدي إلى فقدان شبه كامل لنشاط إنزيم PFKM في العضلات الهيكلية. تُظهر الكلاب المصابة بهذه الطفرة نسبة تتراوح بين 10 و20% من النشاط الطبيعي لإنزيم PFK في كريات الدم الحمراء، وذلك بسبب ارتفاع نسبة إنزيم PFKM في هذه الخلايا. [ 17 ]

تشخبص

قد تتشابه أعراض نقص فوسفوفروكتوكيناز بشكل كبير مع أعراض الأمراض الأيضية الأخرى، بما في ذلك نقص فوسفوجليسيرات كيناز ، وفوسفوجليسيرات ميوتيز ، ولاكتات ديهيدروجينيز ، وبيتا-إينولاز ، وألدولاز أ . [ 7 ] لذلك، يعد التشخيص الصحيح أمرًا مهمًا لتحديد خطة العلاج.

ترسبات الجليكوجين في عضلات مريض بشري، كما يظهر في الفحص المجهري الإلكتروني. وجود هذا الفائض من الجليكوجين في أنسجة العضلات هو نتيجة لنقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز. [ 18 ]

يمكن تشخيص الحالة عن طريق خزعة عضلية تُظهر تراكمًا زائدًا للجليكوجين. وتنتج ترسبات الجليكوجين في العضلات عن خلل في عملية تكسير الجلوكوز الطبيعية التي تنظم تكسير الجليكوجين. تُجرى فحوصات الدم لقياس نشاط إنزيم فوسفوفركتوكيناز، والذي يكون منخفضًا لدى المرضى المصابين بهذه الحالة. [ 19 ] كما يُلاحظ ارتفاع مستويات إنزيم كرياتين كيناز لدى المرضى أيضًا . [ 7 ]

إدارة

يتضمن العلاج عادةً امتناع المريض عن ممارسة التمارين الرياضية الشاقة لتجنب آلام العضلات والتشنجات. كما يُنصح بتجنب الكربوهيدرات. [ 20 ]

أدى اتباع نظام غذائي كيتوني إلى تحسين أعراض رضيع يعاني من نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز ( PFK). ويكمن المنطق وراء هذا العلاج في أن النظام الغذائي منخفض الكربوهيدرات وعالي الدهون يجبر الجسم على استخدام الأحماض الدهنية كمصدر أساسي للطاقة بدلاً من الجلوكوز. وهذا يتجاوز الخلل الإنزيمي في عملية تحلل الجلوكوز، مما يقلل من تأثير إنزيمات PFKM المتحولة. لم تُجرَ دراسات كافية لإثبات جدوى هذا العلاج، ولكن لا تزال التجارب جارية لاستكشاف هذا الخيار. [ 21 ]

كما تتوفر الاختبارات الجينية لتحديد ما إذا كان الشخص حاملاً للجين المتحور أم لا.

عند الكلاب

يُشابه تشخيص نقص إنزيم فوسفوفركتوكيناز لدى الكلاب فحوصات الدم المستخدمة في تشخيص البشر. وتُستخدم فحوصات الدم التي تقيس النشاط الكلي لإنزيم فوسفوفركتوكيناز في كريات الدم الحمراء للتشخيص النهائي في معظم الحالات. [ 22 ] كما يتوفر فحص الحمض النووي للكشف عن وجود هذه الحالة. [ 23 ]

يتخذ العلاج في الغالب شكل رعاية داعمة. يُنصح أصحاب الكلاب بإبعادها عن المواقف المجهدة أو المثيرة، وتجنب البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة والتمارين الشاقة. من المهم أيضًا أن يكون صاحب الكلب متيقظًا لأي علامات تدل على نوبة انحلال الدم. يجب استبعاد الكلاب الحاملة للشكل المتحور من الجين من التكاثر، وذلك للحد من انتشار هذه الحالة.

مراجع

  1. synd/3022 في Whonamedit؟
  2. ^ تاروي إس، أوكونو جي، إيكورا واي، تاناكا تي، سودا إم، نيشيكاوا إم (1965). “نقص الفوسفوفركتوكيناز في العضلات الهيكلية. نوع جديد من داء الجليكوجين”. الكيمياء الحيوية. بيوفيس. الدقة. مشترك . 19 (4): 517– 523. بيب كود : 1965BBRC...19..517T . دوى : 10.1016/0006-291X(65)90156-7 . بميد 14339001 . 
  3. ^ كلوس، م. ستريتر، ن (2014). "4 أو إم تي" . اكتا كريستالوجر ف . 70 : 578– 582. دوى : 10.2210/pdb4omt/pdb .
  4. ستيدمان، هـ.؛ ستيدمان، هـ.؛ راجبوروهيت، ي.؛ هينثورن، ب.س.؛ وولف، ج.هـ.؛ باترسون، د.ف.؛ جيجر، يو. (1996). "الأساس الجزيئي لنقص فوسفوفركتوكيناز العضلات لدى الكلاب" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 271 (33): 20070-20074 . doi : 10.1074/jbc.271.33.20070 . PMID 8702726 . 
  5. ^ وو، باي لينغ؛ يانغ، يونغ نينغ؛ تاي، شو لي؛ يانغ، سان نان؛ لين ، شين سينغ (25 يونيو 2015). "شكل طفولي من نقص فسفوفركتوكيناز العضلات عند الولدان المبتسرين". طب الأطفال الدولية . 57 (4): 746-749 . دوى : 10.1111/ped.12616 . بميد 26108272 . S2CID 13064914 .  
  6. "مرض تخزين الجليكوجين من النوع السابع" . مرجع علم الوراثة المنزلي . المكتبة الوطنية الأمريكية للطب.
  7. 1 2 3 توسكانو أ، موسوميتشي أ (أكتوبر 2007). "مرض تاروي وداء تخزين الجليكوجين البعيد: تحديث سريري وجيني" . مجلة Acta Myol . 26 (2): 105-107 . PMC 2949577. PMID 18421897 .  
  8. "نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز (PFK)" . قاعدة بيانات الاضطرابات الوراثية لدى الكلاب . جامعة جزيرة الأمير إدوارد. مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 مارس 2016 .
  9. كاسير، كاري. "أمراض تخزين الجليكوجين (الجليكوجينوز؛ GSD)" . مستشفى ماونت سيناي .
  10. "نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز (PFK)" . مختبرات بنجين . جامعة بنسلفانيا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2016-07-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2016-03-01 .
  11. إينال غولتكين، جي؛ راج، ك؛ ليمان، إس؛ هيلستروم، أ؛ جيجر، يو (ديسمبر 2012). "طفرة خاطئة في جين PFKM مرتبطة بنقص فوسفوفركتوكيناز من النوع العضلي في كلاب واختلهوند" . مجلة Molecular and Cellular Probes . 26 (6): 243-247 . doi : 10.1016/j.mcp.2012.02.004 . PMC 3485442. PMID 22446493 .  
  12. ^ موسوميسي، أوليمبيا؛ برونو، كلاوديو؛ مونجيني، تيزيانا؛ رودوليكو، كارميلو؛ اقنوز، محمد؛ برشلونة، إيمانويل؛ أماتي، أنجيلا؛ كاساندريني، دينيس. سيرلينجا، لويجي؛ فيتا، جوزيبي؛ توسكانو، أنطونيو (2012). "المظاهر السريرية والنتائج الجزيئية الجديدة في نقص فسفوفركتوكيناز العضلات (GSD النوع السابع)". الاضطرابات العصبية العضلية . 22 (4): 325-330 . دوى : 10.1016/j.nmd.2011.10.022 . بميد 22133655 . S2CID 20133199 .  
  13. ناكاجيما هـ، رابين ن، هاماجوتشي ت، ياماساكي ت (2002). "نقص فوسفوفروكتوكيناز: الماضي والحاضر والمستقبل" . الطب الجزيئي الحالي . 2 (2): 197-212 . doi : 10.2174/1566524024605734 . PMID 11949936 . {{cite journal}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  14. لايزر، روبرت؛ رولاند، لويس؛ راني، هيلين (نوفمبر 1967). "نقص فوسفوفروكتوكيناز العضلات". مجلة الجمعية الطبية الأمريكية . 17 (5): 512-523 . doi : 10.1001/archneur.1967.00470290066009 . PMID 4228297 . 
  15. رابن، ن؛ شيرمان، ج. ب. (1995). " طفرات في جين فوسفوفركتوكيناز العضلات" . الطفرات البشرية . 6 (1): 1-6 . doi : 10.1002/humu.1380060102 . PMID 7550225. S2CID 46649815 .  
  16. Vora, Shobhana; Giger, Urs; Turchen, Steven; Harvey, John (December 1985). "Characterization of the enzymatic lesion in inherited phosphofructokinase deficiency in the dog: an animal analogue of human glycogen storage disease type VII". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 82 (23): 8109–8113. Bibcode:1985PNAS...82.8109V. doi:10.1073/pnas.82.23.8109. PMC 391452. PMID 2933748.
  17. Harvey, J.W.; Smith, J.E. (June 1994). "Haematology and Clinical Chemistry of English Springer Spaniel Dogs with Phosphofructokinase Deficiency". Comparative Haematology International. 4 (2): 70–75. doi:10.1007/BF00368272. S2CID 25755199.
  18. Malfatti, Edoardo; Birouk, Nazha; Romero, Norma B.; Piraud, Monique; Petit, François M.; Hogrel, Jean-Yves; Laforêt, Pascal (2012-05-15). "Juvenile-onset permanent weakness in muscle phosphofructokinase deficiency". Journal of the Neurological Sciences. 316 (1–2): 173–177. doi:10.1016/j.jns.2012.01.027. PMID 22364848. S2CID 19654051.
  19. Ronquist, Gunnar. "Tarui disease". The Swedish Information Center for Rare Diseases. University of Gothenburg. Archived from the original on 2016-02-15. Retrieved 2016-03-01.
  20. "Glycogen Storage Disease Type VII". Rare Disease Database. National Organization for Rare Disorders.
  21. Swoboda, Kathryn; Specht, Linda; Jones, Royden; Shapiro, Frederic; DiMauro, Salvatore; Korson, Mark (December 1997). "Infantile phosphofructokinase deficiency with arthrogryposis: Clinical benefit of a ketogenic diet". The Journal of Pediatrics. 131 (6): 932–934. doi:10.1016/s0022-3476(97)70048-9. PMID 9427905.
  22. جيربر، كارين؛ هارفي، جون؛ داغورن، سارة؛ وود، جوناثان؛ جيجر، أورس (مارس 2009). "انحلال الدم، واعتلال العضلات، وأمراض القلب المرتبطة بنقص فوسفوفركتوكيناز الوراثي في ​​كلبين من سلالة ويبيت" . علم الأمراض السريرية البيطرية . 38 (1): 46-51 . doi : 10.1111/j.1939-165X.2008.00089.x . PMC 2692053. PMID 19228357 .  
  23. جيجر، يو؛ كيميل، أ؛ أوفيرليري، د؛ شوارتز، ب؛ سميث، ب؛ راجبوروهيت، واي (2 يوليو 2024). "مدى انتشار نقص إنزيم فوسفوفروكتوكيناز (PFK) في كلاب سبرينغر سبانيل الإنجليزية: دراسة طولية وعشوائية" . جمعية تجارب كلاب سبرينغر سبانيل الإنجليزية الميدانية .