Metabolismus představuje soubor biochemických procesů, které v organismu zajišťují přísun energie a přeměnu látek nezbytných pro stavbu a správnou funkci buněk, tkání a orgánů. Nedílnou součástí je i vylučování nepotřebných produktů. Poruchy metabolismu aminokyselin (AMK) jsou geneticky podmíněné stavy, které narušují tyto procesy. V současné době je známo přibližně 850 metabolických onemocnění, z nichž zhruba 70 lze léčit nebo ovlivnit dietou.

Obecný úvod do metabolismu

Metabolismus je řízen neurohumorálně a udržuje rovnováhu mezi anabolismem (procesy výstavby) a katabolismem (procesy rozkladu). Pro správný průběh metabolických dějů jsou nezbytné vitamíny a další prvky. Hlavním cílem příjmu živin je získání energie. Sacharidy jsou preferovány jako zdroj energie, a pokud je to nutné, glukóza je doplňována přeměnou z tuků. Hladina glukózy v krvi je udržována na stálé úrovni. Při zvýšeném štěpení tuků stoupá hladina ketolátek, které mohou sloužit jako zdroj energie a šetřit bílkoviny. Nadměrné využívání bílkovin jako zdroje energie vede k negativní dusíkové bilanci.

Příčiny a důsledky narušeného metabolismu

Patologické stavy vznikají z mnoha příčin narušeného metabolismu, včetně poruch příjmu a složení živin, poruch využití živin a dalších faktorů, jako je nedostatek hormonů, genetické vady a závažná onemocnění. Složkami výživy jsou voda, proteiny (obsahující esenciální aminokyseliny), glycidy a lipidy. Potrava musí být posuzována z hlediska množství (energetické hledisko) a kvality (optimální složení včetně stopových látek). Mezi důsledky narušeného metabolismu patří otoky z hladu (způsobené poklesem onkotického tlaku krevní plazmy), snížený srdeční výdej a omezená ventilace plic. Při hladovění organismus využívá rezervy jaterního glykogenu, lipolýzu a ketolátky.

Dědičné poruchy metabolismu aminokyselin

Dědičné poruchy metabolismu aminokyselin jsou monogenní onemocnění, ve většině případů autosomálně recesivní (AR), vzácněji gonosomálně recesivní (XR). Mohou se projevit v novorozeneckém věku nebo kdykoli později v dětství. Diagnostika zahrnuje molekulárně-genetické testování (MGD), které umožňuje i prenatální diagnostiku.

Specifické poruchy metabolismu aminokyselin

Homocystinurie

Homocystinurie je AR dědičné onemocnění charakterizované enzymatickým blokem, s výskytem v populaci 1:10 000 až 1:20 000. Poškozený enzym cystathionin β-syntetáza (CBS) způsobí hromadění aminokyselin před blokem (homocystein, methionin) a deficit aminokyselin za blokem (cystathionin, cystin). Tento enzym se podílí na transsulfuraci homocysteinu na cystathionin a jeho aktivita závisí na přítomnosti pyridoxinu. Klinické projevy závisí na typu mutace a schopnosti odpovědět na léčbu pyridoxinem. Formy reagující na pyridoxin mají mírnější průběh. Onemocnění postihuje CNS, skelet, vazivovou tkáň a oči, a zvyšuje riziko trombóz.

Čtěte také: Příznaky, příčiny a léčba poruch metabolismu

Poruchy cyklu močoviny

Poruchy cyklu močoviny tvoří skupinu enzymatických poruch, které vedou k hromadění dusíku ve formě amoniaku, což je toxické pro organismus a způsobuje ireverzibilní poškození mozku. Klinická manifestace bývá v prvních dnech života. Hyperamonemie způsobuje poruchy vědomí, křeče a edém mozku. U starších dětí se projevuje psychomotorickou retardací, neprospíváním, zvracením, poruchami chování, ataxiemi a bolestmi hlavy. Citrulinémie se projevuje v novorozeneckém věku poruchami vědomí, křečemi, jaterním selháním a edémem mozku.

Od roku 2016 jsou v ČR v rámci screeningu novorozenců vyšetřovány argininémie a citrulinémie I. typu.

Tyrosinémie I. typu

Při tyrosinémii I. typu dochází k hromadění tyrosinu a jeho metabolitů (hlavně sukcinylacetonu) v organismu, protože chybí enzym potřebný k jeho odbourávání. Sukcinylaceton je toxický především pro játra a buňky ledvinných tubulů. Zvláštní formou je tzv. remetylační forma, kdy nedochází ke zpětné přeměně homocysteinu na methionin. Onemocnění má tři formy: akutní (do 6. měsíce života), subakutní (mezi 6. měsícem a 1. rokem života) a chronickou (po 1. roce života). Léčba zahrnuje snížení toxicity (např. transplantací jater) a dietu (omezení příjmu masa, mléka a obilnin).

Acidurie organických kyselin

Acidurie organických kyselin jsou způsobeny poruchami enzymů v katabolismu větvených aminokyselin (leucin, isoleucin, valin). To vede ke zvýšenému vylučování karboxylových kyselin v moči. Společnými příznaky jsou toxické poškození mozku, pozitivita ketolátek, acidóza a hypoglykémie. Příkladem je glutarová acidurie I. typu, s incidencí 1:100 000.

Léčba a management poruch metabolismu aminokyselin

Léčba poruch metabolismu aminokyselin se zaměřuje na snížení toxicity nahromaděných metabolitů a doplnění chybějících látek. Pokud není možná specifická léčba, cílem je mírnit projevy onemocnění a přidružené komplikace.

Čtěte také: Co je třeba vědět o poruchách metabolismu cukru

Dietní opatření

Dieta je založena na omezeném přívodu problematické aminokyseliny a na doplňcích stravy, jako jsou směsi aminokyselin, vitamínů a minerálů. V akutních stavech se podává parenterálně glukóza, a při horečce se omezuje příjem bílkovin a zajišťuje se dostatek energie sladkými nápoji. Při změnách chování, apatii nebo zvracení se podává glukóza intravenózně a benzoát sodný.

Další léčebné postupy

• Transplantace orgánů: V některých případech, jako je tyrosinémie I. typu, může být nutná transplantace jater.
• Intenzivní a podpůrná péče: Při akutní intoxikaci amoniakem je nutná intenzivní péče a podpůrná péče.

Obezita jako metabolická porucha

Obezita je definována jako nadměrné ukládání tukových zásob při nepoměru energetického příjmu a výdeje. Za normu je u mužů považována hodnota do 20 % tělesného tuku, u žen do 25 % z celkové hmotnosti. Rozlišujeme dva typy ukládání tukových rezerv: u mužů jablíčkový (viscerální) a u žen hruškový. Pro hodnocení obezity se používá BMI (body mass index) a obvod pasu. Příčiny obezity jsou multifaktoriální, zahrnují genetické faktory, stravovací návyky, fyzickou aktivitu a stres. V patogenezi obezity se uplatňuje i leptinová rezistence. Obezita je spojena s diabetem II. typu, inzulinorezistencí, hypertenzí a hypercholesterolémií. Spojení obezity a dechové nedostatečnosti představuje Pickwickův syndrom.

Mentální anorexie a bulimie

Mentální anorexie a bulimie jsou psychické poruchy s dopadem na metabolismus. Mentální anorexie se projevuje cíleným snižováním tělesné hmotnosti při nekritickém pohledu na vlastní tělesnou schránku, což vede k proteinové a energetické malnutrici. Bulimie je charakterizována stavy častého nezvládnutelného přejídání a snahou o redukci hmotnosti i za cenu použití diuretik, projímadel a zvracení.

Čtěte také: Poruchy metabolismu tuků a genetika