Дефицит глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы
Е.А. Скорнякова, А.Ю. Щербина, А.П. Продеус,
А.Г. Румянцев
ФГУ ФНКЦ Детской гематологии, онкологии и иммунологии Росздрава,
РГМУ, Москва
Некоторые первичные иммунодефицитные состояния находятся на стыке нескольких специальностей, и нередко больные с тем или иным дефектом наблюдаются не только иммунологом, но и гематологом. Например, к группе дефектов фагоцитоза относится врождённый дефицит глюко-зо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД). Эта наиболее часто встречающаяся ферментативная недостаточность является причиной целого спектра синдромов, включая гипербилирубинемию новорождённых, гемолитическую анемию и повторные инфекции, характерные для патологии фагоцитарного звена. У отдельных больных эти синдромы могут быть выражены в разной степени.
Эпидемиология
Дефицит Г6ФД встречается с наибольшей частотой среди жителей Африки, Азии, Средиземноморья и Среднего Востока. Широкая распространённость дефицита Г6ФД коррелирует с географическим распространением малярии, что привело к возникновению теории, будто носительство дефицита Г6ФД обеспечивает частичную защиту от малярийной инфекции.
Патофизиология
Г6ФД катализирует переход никотинамидаде-ниндинуклеотидфосфата (НАДФ) в его восстановленную форму (НАДФН) в пентозо-фосфатном пути окисления глюкозы (см. рисунок). НАДФН защищает клетки от повреждения свободным кислородом. Так как эритроциты не синтезируют НАДФН никаким другим путём, они являются наиболее чувствительными к агрессивному воздействию кислорода.
В связи с тем что из-за дефицита Г6ФД наибольшие изменения происходят в эритроцитах, именно эти изменения наиболее хорошо изучены. Однако аномальное реагирование в ответ на некоторые инфекции (например, риккетсиоз) у таких па-
Рисунок. Схема пентозо-фосфатного пути окисления глюкозы
гексокиназа
Гл юкозо-6 фосфат
Окисленный глютатион
Восстановленный глютатион
циентов заставляет задуматься о нарушениях в клетках иммунной системы.
Генетика
Ген, кодирующий глюкозо-6-фосфатдегидроге-назу, находится в дистальном отделе длинного плеча Х-хромосомы. Обнаружено более 400 мутаций, большинство мутаций происходят спорадически.
Диагностика
Диагностика дефицита Г6ФД осуществляется посредством количественного спектрофотометри-ческого анализа или, что случается чаще, быстрого флуоресцентного капельного теста, обнаруживающего совокупность восстановленной формы (НАДФН) по сравнению с НАДФ.
У пациентов с острым гемолизом тесты на дефицит Г6ФД могут быть ложно отрицательными, так как более старые эритроциты с более низким содержанием фермента подверглись гемолизу. Молодые эритроциты и ретикулоциты имеют нормальный или субнормальный уровень ферментативной активности.
Дефицит Г6ФД является одним из группы врождённых гемолитических анемий, и его диагностика должна рассматриваться у детей, имеющих в семейном анамнезе желтуху, анемию, спленомегалию или холелитиаз, особенно средиземноморского или африканского происхождения. Тестирование должно рассматриваться у детей и взрослых (особенно мужского пола, средиземноморского, африканского или азиатского происхождения) с острой гемолитической реакцией, возникшей на фоне инфекции, использования оксидативных препаратов, приёма в пищу бобовых, контактом с нафталином.
В странах, где дефицит Г6ФД встречается часто, проводится скринирование новорождённых. ВОЗ рекомендует проведение скрининга новорождённых во всех популяциях с частотой встречаемости 3-5 % или более среди мужского населения.
Гипербилирубинемия новорождённых
Гипербилирубинемия новорождённых встречается вдвое выше, чем в среднем в популяции, у мальчиков с дефицитом Г6ФД и у девочек-гомозигот. Довольно редко гипербилирубинемия наблюдается у девочек-гетерозигот. Механизм развития гипербилирубинемии новорождённых у таких пациентов недостаточно ясен.
В некоторых популяциях дефицит Г6ФД - вторая по частоте причина развития ядерной желтухи и смерти новорождённых, а в других популяциях это заболевание почти не встречается, что отражает различные по тяжести мутации, специфические для различных этнических групп.
Острый гемолиз
Острый гемолиз у пациентов с дефицитом Г6ФД обусловлен инфекцией, потреблением в пищу бобовых, приёмом оксидативных препаратов. Клинически острый гемолиз проявляется резкой слабостью, болями в брюшной полости или спине, возможно повышение температуры тела до фебрильных цифр, желтухой, возникающей в связи с повышением уровня непрямого билирубина, потемнением мочи. У взрослых пациентов описаны случаи острой почечной недостаточности.
Препараты, вызывающие острую гемолитическую реакцию у пациентов с дефицитом Г6ФД, наносят удар по антиоксидантной защите эритроцитов, что приводит к их распаду (см. таблицу).
Гемолиз обычно продолжается в течение 24-72 часов и заканчивается к 4-7-м суткам. Особое внимание следует уделять назначению оксидативных препаратов кормящим женщинам, так как,
Таблица. Препараты, назначения которых следует избегать при дефиците Г6ФД
Название препарата Область применения
Флутамид Антиандроген, при раке простаты
Метиленовый синий Антидот при ятрогенной метге-моглобинемии
Налидиксовая кислота Антибиотик
Нитрофураны Антибактериальные средства
Феназопирамид Анальгетик
Примахин Антималярийное средство
Сульфаниламид и его производные Антибактериальные средства
Многие другие
секретируясь с молоком, они способны спровоцировать гемолиз у ребёнка с дефицитом Г6ФД.
Хотя у пациентов, имеющих в анамнезе эпизод гемолиза после приёма в пищу бобовых, можно заподозрить дефицит Г6ФД, не все из них будут развивать подобную реакцию в дальнейшем.
Инфекция - наиболее частая причина развития острого гемолиза у Г6ФД-дефицитных пациентов, хотя точный механизм его не ясен. Предполагается, что лейкоциты могут высвобождать свободные радикалы кислорода из фаголизосом, что является причиной оксидативного стресса для эритроцитов. Наиболее часто обуславливают развитие гемолиза сальмонеллёзная, риккетсиальная инфекция, бета-гемолитический стрептококк, кишечная палочка, вирусные гепатиты, вирус гриппа типа А.
Хронический гемолиз
При хронической гемолитической анемии, которая обычно обусловлена спорадическими мутациями, гемолиз происходит в течение метаболизма эритроцитов. Однако в условиях оксидативного стресса возможно развитие острого гемолиза.
Иммунодефицит
Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа - фермент, который встречается во всех аэробных клетках. Ферментативная недостаточность наиболее ярко проявляется в эритроцитах, однако у пациентов с дефицитом Г6ФД страдают не только эритроцитар-ные функции. Нейтрофилы используют активные формы кислорода для внутри- и внеклеточного киллинга инфекционных агентов. Поэтому для нормального функционирования нейтрофилов необходимо достаточное количество НаДФН для обеспечения антиоксидантной защиты активированной клетки. При недостаточности НАДФН наблюдается раннее апоптозирование нейтрофилов, что в свою очередь ведёт к неадекватному ответу на некоторые инфекции. Так, например, риккет-сиоз у таких пациентов протекает в фульминант-ной форме, с развитием ДВС-синдрома и высокой частотой летального исхода. По данным литературы, при исследованиях in vitro индукция апо-птоза в Г6ФД-дефицитных клетках значительно выше по сравнению с контролем. Отмечается корреляция между усилением апоптоза и числом «по-
ломок» при «удвоении» ДНК. Однако нарушения, возникающие при недостаточности антиоксидантной защиты в гранулоцитах и лимфоцитах, изучены мало.
В основу лечения пациентов с дефицитом Г6ФД должен быть положен принцип избегания возможных триггерных факторов с целью предупреждения развития острого гемолиза.
Гипербилирубинемия новорождённых, как правило, не требует особого подхода в терапии. Как правило, назначение фототерапии дает быстрый положительный эффект. Однако у пациентов с дефицитом Г6ФД необходим контроль уровня билирубина в сыворотке крови. При повышении до 300 ммоль/л показано проведение заменного переливания крови для предупреждения развития ядерной желтухи и наступления необратимых нарушений со стороны ЦНС.
Терапия при остром гемолизе у пациентов с дефицитом Г6ФД не отличается от таковой при гемолизе другого генеза. При массивном распаде эритроцитов может быть показана гемотрансфу-зия для нормализации газообмена в тканях
Очень важно избегать назначения оксидатив-ных препаратов, способных вызывать острый гемолиз и приводить к ухудшению состояния. При диагностировании мутации у гетерозиготной женщины целесообразно проведение пренаталь-ной диагностики у плода мужского пола.
1. Ruwende C., Hill A. Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency and malaria // J Mol Med 1998;76:581-8.
2. Glucose 6 phosphate dehydrogenase deficiency. Accessed July 20, 2005, at: http://www.malariasite.com/malaria/g6pd.htm.
3. Beutler E. G6PD deficiency // Blood 1994;84:3613-36.
4. Iwai K., Matsuoka H., Kawamoto F., Arai M., Yoshida S., Hirai M., et al. A rapid single-step screening method for glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency in field applications // Japanese Journal of Tropical Medicine and Hygiene 2003;31:93-7.
5. Reclos G.J., Hatzidakis C.J., Schulpis K.H. Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency neonatal screening: preliminary evidence that a high percentage of partially deficient female neonates are missed during routine screening // J Med Screen 2000;7:46-51.
6. Kaplan M., Hammerman C., Vreman H.J., Stevenson D.K., Beutler E. Acute hemolysis and severe neonatal hyperbilirubinemia in glucose-6-phos-phate dehydrogenase-deficient heterozygotes // J Pediatr 2001;139:137-40.
7. Corchia C., Balata A, Meloni G.F., Meloni T. Favism in a female newborn infant whose mother ingested fava beans before delivery // J Pediatr 1995;127:807-8.
8. Kaplan M., AbramovA. Neonatal hyperbilirubinemia associated with glu-cose-6-phosphate dehydrogenase deficiency in Sephardic-Jewish neonates: incidence, severity, and the effect of phototherapy // Pediatrics 1992;90:401-5.
9. Spolarics Z., Siddiqi M., Siegel J.H., Garcia Z.C., Stein D.S., Ong H., et al. Increased incidence of sepsis and altered monocyte functions in severely injured type A- glucose-6-phosphate dehydrogenase-deficient African American trauma patients // Crit Care Med 2001;29:728-36.
10. Vulliamy T.J., Beutler E., Luzzatto L. Variants of glucose 6-phosphate dehydrogenase are due to missense mutations spread throughout the coding region of the gene // Hum Mutat 1993; 2,159-67.
Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа является важнейшим ферментом пентозофосфатного пути превращения углеводов. Она катализирует начальную реакцию этого пути - окисление глюкозо-6-фосфата до 6-фосфатглюконолактона. Наибольшая активность фермента определяется в эритроцитах.
Биологический смысл функционирования пентозофосфатного пути в эритроцитах заключается прежде всего в том, что он является важнейшим источником НАДФ. Н, который используется в дальнейшем для биосинтеза различных органических веществ, а также для поддержания нормальной концентрации глутатиона в его восстановленной SH-форме . Последняя защищает гемоглобин и эритроциты от денатурации и распада при действии различных агентов, обладающих окислительными свойствами. К таким агентам-оксидантам относятся противомалярийные средства, ПАСК, сульфаниламиды, фенацетины, большие дозы витамина С, а также вирусные инфекции и некоторые пищевые продукты - грибы, бобовые и др. Эти агенты способствуют окислению глутатиона в эритроцитах. При дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в клетках блокируется пентозофосфатный путь расщепления глюкозы и выделение достаточного количества НАДФЧН, необходимого для возвращения окисленного глутатиона в его SН-форму. Снижение концентрации восстановленного глютатиона приводит к отложению денатурированного гемоглобина в мембране эритроцитов (тельца Гейнца) и ее деформации, что является главной причиной усиленного распада (гемолиза) эритроцитов в клетках РЭС.
Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы относится к числу наиболее распространенных наследственных дефектов, ведущих к развитию гемолитической анемии. Заболевание может долгое время никак не проявлять себя. Гемолитический криз
наступает при приеме описанных выше лекарственных средств, при инфекциях, диабетическом ацидозе.
Альдолаза (фруктозо-1, 6-дифосфат-альдолаза) (К.Ф.4.1.2.13)
Фруктозодифосфат-альдолаза (альдолаза) - фермент, участвующий в процессах гликолитического расщепления глюкозы. Альдолаза катализирует образование из 1 молекулы фруктозо-1, 6-дифосфата двух молекул 3-фосфоглицеринового альдегида (триозофосфата). Фермент присутствует во всех тканях и органах, но наибольшая активность обнаруживается вмышечной ткани, сердце, печени и мозге.
Повышение активности альдолазы наблюдается при многих патологических состояниях, сопровождающихся повреждением и разрушением клеток:
1. Поражениях печени и поджелудочной железы (вирусном или токсическом гепатите, метастатическом раке печени, циррозе печени, некрозе различных тканей, остром панкреатите);
2. Остром ИМ , инфаркте легких, кишечника, гангрене конечностей и т. д.;
3. Заболеваниях, сопровождающихся повреждением мышечной ткани (травма мышц, дерматомиозит, мышечная дистрофия);
4. Злокачественных новообразованиях различной локализации (рак печени, меланома, опухоли ЦНС, опухоли желудка, кишечника);
5. При некоторых заболеваниях крови (лейкоз, мегалобластная анемия, гемолитическая анемия и т. п.).
Щелочная фосфатаза (ЩФ)
Щелочная фосфатаза (фосфомоноэстераза) - фермент, гидролизующий эфиры ортофосфорной кислоты в щелочной среде. Щелочная фосфатаза содержится практически во всех
органах, но максимальная ее активность выявляется в печени, костной ткани, кишечнике и плаценте . Имеется несколько изоферментов ЩФ, отличающихся по своим физико-химическим свойствам и относительной органоспецифичности: печеночный, желчный, костный, кишечный, плацентарный изоферменты. В норме при электрофоретическом исследовании на пленках из ацетата целлюлозы выявляются только две фракции ЩФ в зоне a2-глобулинов. При некоторых заболеваниях внутренних органов их количество может быть больше.
Повышение активности ЩФ и соответствующих изоферментов наиболее часто наблюдается при следующих патологических состояниях:
1. Заболеваниях печени и желчевыводящих путей : обтурационной желтухе (наиболее значительное повышение активности), холангите, гепатите, циррозе печени, особенно сопровождающихся внутрипеченочным холестазом, раке печени и метастазах в печень.
2. Заболеваниях костей , сопровождающихся увеличением активности остеобластов: деформирующем остите (болезни Педжета), рахите, злокачественных новообразованиях костей (остеосаркомах), остеомаляции, метастазировании в кости, миеломной болезни, заживлении костных переломов, гиперпаратиреозе с вовлечением костей и т. п.
3. Заболеваниях, сопровождающихся поражением кишечника: язвенном колите, регионарном илеите, кишечных бактериальных инфекциях и др.
4. При применении некоторых лекарственных средств, обладающих гепатотоксичным действием и/или усиливающих холестаз : барбитуратов, индометацина,
допегита, препаратов никотиновой кислоты, метилтестостерона, салициловой кислоты, сульфаниламидов, некоторых антибиотиков и др.
5. Во время беременности .
Наиболее значительное повышение активности ЩФ в сыворотке крови наблюдается при заболеваниях костей и обтурации желчевыводящих путей.
Кислая фосфатаза
Кислая фосфатаза - второй фермент, участвующий в гидролизе эфиров ортофосфорной кислоты, но в кислой среде. Так же, как и ЩФ, кислая фосфатаза содержится почти во всех органах и тканях, но наибольшая ее активность выявляется впредстательной железе . КФ содержится также в печени, селезенке, эритроцитах и тромбоцитах, почках и костном мозге.
У мужчин около 50% активности КФ в сыворотке крови приходится на простатическую фракцию фермента, а остальная часть связана с фосфатазой, вырабатывающейся в печени, эритроцитах и тромбоцитах. У женщин КФ сыворотки крови вырабатывается печенью, эритроцитами и тромбоцитами.
Значительное повышение активности КФ в сыворотке крови, особенно ее простатической фракции, используется почти исключительно для диагностики рака предстательной железы. Следует помнить, что при метастазировании рака этой локализации в кости повышается активность не только кислой (КФ), но и щелочной фосфатазы (ЩФ). В отличие от этого другие повреждения костей сопровождаются увеличением только ЩФ.
Умеренное повышение активности КФ выявляется и при некоторых воспалительных заболеваниях предстательной железы (простатитах), особенно после применения некоторых диагностических и лечебных манипуляций (массажа простаты, катетеризации мочевыводящих путей, проведении цистоскопии, после ректального исследования и т. п.).
α-Амилаза
α-Амилаза катализирует расщепление (гидролиз) крахмала, гликогена и некоторых других полисахаридов до мальтозы, декстринов и других олигосахаридов (подробнее см. ниже). Частичное переваривание этих полисахаридов начинается в полости рта под действием амилазы слюнных желез (S-тип фермента) и завершается в тонком кишечнике под влиянием амилазы поджелудочной железы (P-тип).
α-Амилаза сыворотки крови состоит, главным образом, из двух изоферментов: панкреатического и слюнного.
1. Около 60–70% общей активности α-амилазы сыворотки крови приходится на слюнной изофермент (S-тип), и только 30–40% - на панкреатический (Р-тип). 2. В отличие от большинства ферментов α-амилаза фильтруется в клубочках почек и выделяется с мочой.
Повышение активности α-амилазы происходит при следующих заболеваниях:
1. паротите;
2. панкреатите, раке поджелудочной железы, диабетическом кетоацидозе;
3. почечной недостаточности (за счет уменьшения экскреции α-амилазы с мочой);
4. других заболеваниях: бронхогенном раке легкого, опухоли яичников, обтурационной непроходимости кишечника, перитоните, остром аппендиците, ожогах, холециститах т. п.
Липаза
Липаза - фермент, образующийся в поджелудочной железе и выделяющийся в большом количестве в двенадцатиперстную кишку с панкреатическим соком.
В отличие от других клеточных липаз, участвующих в процессе липолиза в печени и жировых клетках, липаза поджелудочной железы относится к числу секретируемых ферментов, расщепляющих триацил-глицерин, образующийся в тонком кишечнике после эмульгации жиров, поступающих с пищей, до моно-и диацилглицеринов и свободных жирных кислот, которые затем всасываются в кровь (подробнее см. ниже).
Наиболее распространенным методом определения активности панкреатической липазы в сыворотке крови является спектрофотометрическое измерение изменений мутности суспензии оливкового масла, возникающих под действием липазы. Нормальные величины активности фермента могут отличаться в разных лабораториях, однако, у здорового человека активность панкреатической липазы в сыворотке крови минимальна и не превышает 0–28 мкмоль/(мин.л).
Причинами повышения активности липазы в сыворотке крови могут быть:
1) Острый панкреатит любого происхождения, при котором обнаруживают особенно значительное увеличение активности фермента.
2) Другие заболевания органов пищеварения , при которых также нельзя исключить наличие реактивных изменений в поджелудочной железе: желчная колика, непроходимость кишечника, перитонит, инфаркт кишечника, перфорация желудка или кишечника. В этих случаях обычно наблюдается умеренное повышение активности липазы.
Наследственный дефицит ферментов эритроцитов проявляется чаще всего при действии на организм некоторых токсинов и лекарств в виде острого гемолиза, реже - хронического гемолиза. Среди них наиболее распространен дефицит Г-6ФД.
Г-6ФД - это первый фермент анаэробного гликолиза или пентозного шунта. Он играет большую роль в устранении токсических перекисей в эритроцитах. Г-6ФД представляет собой полимер, состоящий из 2-6 единиц; димер из двух цепей - активная форма энзима; его концентрация в клетке зависит от концентрации НАДФ, которая увеличивается под влиянием оксидантов, приводя к росту активности Г-6ФД.
Существует более 100 вариантов Г-6ФД. У лиц разных рас в эритроцитах находят разные изоэнзимы Г-6ФД, несколько отличающиеся по своей активности и стабильности. В большинстве случаев дефицит фермента остается бессимптомным в обычных условиях и проявляется гемолитическими кризами при приеме медикаментов-оксидантов. Иногда при более выраженном дефиците Г-6ФД гемолиз происходит хронически. Он осуществляется всегда при накоплении в эритроцитах перекисей, которые способствуют окислению гемоглобина (появление телец Гейнца) и липидов эритроцитарной мембраны.
Генетическая передача дефицита Г-6ФД связана с полом. Соответствующий ген находится в Х-хромосоме в локусе, близком к локусу дальтонизма и удаленном от локуса гемофилии. Мужчины -- носители измененного гена всегда обнаруживают клинические проявления этой патологии. У женщин-гетерозигот проявления нерезко выражены или отсутствуют, и наоборот, у редких женщин-гомози-гот имеется выраженная энзимопения.
По некоторым данным насчитывается более 100 млн носителей патологического гена. Дефицит Г-6ФД особенно распространен среди лиц с темной кожей, включая 10% темнокожих американцев и 10-30% темнокожих африканцев. Эта патология распространена также в бассейне Средиземного моря, на Среднем Востоке, в Саудовской Аравии. Встречается она и на Дальнем Востоке - в Китае, Юго-Восточной Азии. При некоторых вариантах имеется отчетливый как бы защитный эффект этой патологии от малярии .
Клиника. Тяжесть заболевания связана с интенсивностью дефицита. Небольшой дефицит (в пределах 20% от нормы) может проявиться острым медикаментозным гемолизом, более выраженный - желтухой новорожденного, хроническим гемолизом.
Эпизоды острого гемолиза возникают почти всегда под влиянием медикамента-оксиданта, что впервые было описано при лечении примахином. Позже стало известно также действие других противомалярийных средств, сульфаниламидов, нитрофурановых производных (фурадонин), некоторых аналгетиков (амидопирин, аспирин) и других лекарств (хинидин, амильган, бенемид и т. д.). Недостаточность печени и почек (с нарушением выделения медикаментов из организма) благоприятствует острому гемолизу в связи с дефицитом Г-6ФД.
После приема медикаментов через 2-3 дня развивается гемолиз с анемией, лихорадкой, желтухой, а в случае массивного гемолиза - гемоглобинурия. Анемия обычно умеренная, нормохромная, с повышением числа ретикулоцитов; в эритроцитах находят тельца Гейнца. Анемия нарастает к 10-му дню. Затем с 10-го по 40-й день (даже если прием медикамента не прекращен) происходит репарация, анемия уменьшается, нарастает число эритроцитов при высоком ретикулоцитозе (до 25-30%), отражающем интенсивность костно-мозгового кроветворения. Наконец, наступает так называемая фаза равновесия, во время которой анемия отсутствует, хотя гемолиз и активное кроветворение еще продолжаются. Последующее выздоровление связано с тем, что «старые» эритроциты, чувствительные к медикаменту, постепенно разрушаются, а вновь образованные содержат большее количество Г-6ФД и устойчивы к гемолизу. Однако эта устойчивость является относительной (прием больших доз препарата может вызвать гемолиз) или временной. Указанные проявления с довольно благоприятным течением более характерны для лиц с темной кожей. У лиц с белой и желтой кожей проявления дефицита Г-6ФД могут быть более тяжелыми. Интенсивный гемолиз сопровождается лихорадкой, шоком, гемоглобинурией, анурией. Тяжесть проявлений не уменьшается, если препарат не отменен. Заболевание провоцируется множеством различных медикаментов и прежде всего упомянутых выше, которые вводятся иногда в небольшой дозе и кратковременно. Некоторые инфекции (грипп, вирусный гепатит) также могут спровоцировать острый гемолиз.
Хроническая гемолитическая анемия вследствие дефицита Г-6ФД встречается только у лиц белой расы. Анемия обнаруживается у новорожденных и маленьких детей. Она остается умеренно выраженной, иногда осложняется острым гемолизом или эритробла-стопенией. Нарушений роста и серьезных осложнений, характерных для серповидно-клеточной болезни и талассемии, не наблюдают.
В качестве диагностики простым, ориентировочным тестом является обнаружение телец Гейнца. Спонтанно или после инкубации в присутствии фенилгидразина в значительной части эритроцитов с дефицитом Г-6ФД обнаруживают включения, представляющие собой преципитаты производных гемоглобина. Тельца Гейнца неспецифичны и встречаются у больных с другими энзимопатиями эритроцитов, токсической анемией и нестабильностью гемоглобина. Ряд методов полукачественного определения дефицита Г-6ФД позволяет выявить его до развития гемолиза. Большинство из них основаны на использовании чувствительности окрашенного индикатора к феномену превращения НАДФ в НАДН, что происходит под действием Г-6ФД. Так, тест Motulski основан на измерении времени обесцвечивания крезилового бриллиантового. Тест Brewer оценивает скорость уменьшения метгемоглобина метиленовым синим.
Количественная оценка активности фермента проводится с помощью спектрофотометрии и колориметрии. При оценке результатов этих тестов на разных этапах наблюдения больного могут быть ошибки, связанные, в частности, с тем, что высокий ретикулоцитоз может маскировать дефицит Г-6ФД, так как эти клетки содержат большее количество фермента.
Лечение этой патологии симптоматическое. При остром гемолизе с большим падением гемоглобина проводят гемотрансфузии. Следует избегать недостаточно обоснованного применения медикаментов, которые вызывают острый гемолиз при дефиците Г-6ФД.
Этиология и встречаемость недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) . Недостаточность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) (MIM №305900), наследственная склонность к гемолизу, - Х-сцепленное заболевание антиоксидантного гомеостаза, вызванное мутациями в гене G6PD. В областях, эндемичных по малярии, недостаточность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) имеет распространенность от 5-25%; в неэндемичных областях распространенность менее 0,5%.
Подобно серповидноклеточной анемии, (Г6ФД) имеет высокую частоту на некоторых территориях, поскольку вызывает у гетерозиготных носителей повышенную сопротивляемость к малярии, и таким образом дает им селективное преимущество.
Патогенез недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД)
Глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) - первый фермент в гексозомонофосфатном шунте, метаболическом пути, критически важном для синтеза НАДФ. НАДФ необходим для восстановления окисленного глутатиона. В эритроцитах восстановленный глутатион используется для детоксикации оксидантов, образующихся при взаимодействии гемоглобина и кислорода с внешними факторами, такими как лекарства, инфекции или метаболический ацидоз.
Чаще всего (Г6ФД) возникает вследствие мутаций в Х-сцепленном гене G6PD, снижающих либо каталитическую активность, либо устойчивость фермента, либо и то и другое. Когда активность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) достаточно низкая, дефицит НАДФ приводит к недостаточному восстановлению окисленного глутатиона во времени окислительного стресса. Это вызывает окисление и накопление внутриклеточных белков (телец Хайнца) и образование ригидных эритроцитов, легко подвергающихся гемолизу.
Наиболее частые аллели G6PD , приводящие к неустойчивости белка, вызывают преждевременное старение эритроцитов. Поскольку эритроциты не имеют ядра, новая мРНК глюкозо-6-фосфат дегидрогеназа (Г6ФД) не синтезируется; поэтому эритроциты не в состоянии заменять глюкозо-6-фосфат дегидрогеназу (Г6ФД) по мере его деградации. Следовательно, при действии окислительных агентов гемолиз начинается с более старых эритроцитов и постепенно захватывает все более молодые эритроциты, в зависимости от степени окислительного стресса.
Фенотип и развитие недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД)
Так как заболевание Х-сцепленное , недостаточность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) преимущественно и наиболее сильно поражает мужчин. Редкие женщины с клинической симптоматикой имеют смещение инактивации Х-хромосомы, у которых в предшественниках эритроцитов активна Х-хромосома, несущая аллель болезни недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД).
Кроме пола, тяжесть (Г6ФД) зависит от конкретной мутации гена G6PD. В общих чертах мутации, часто встречающиеся в Средиземноморском бассейне (Г6ФД В или средиземноморские), приводят к более тяжелым формам, чем африканские (Г6ФД А- варианты). В эритроцитах пациентов со средиземноморскими вариантами активность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) падает до недостаточного уровня за 5-10 дней после их появления в кровотоке, тогда как в эритроцитах пациентов с глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) А- вариантами активность ГбФд снижается до недостаточного уровня только через 50-60 дней.
Следовательно, у пациентов с тяжелыми формами недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) средиземноморского типа гемолизу подвержены большинство эритроцитов, а у пациентов с вариантами глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) А- - только 20-30%.
Чаще всего (Г6ФД) обнаруживается или как неонатальная желтуха, или как острая гемолитическая анемия. Максимальная встречаемость неонаталь-ной желтухи происходит в течение 2-3-го дня жизни. Тяжесть желтухи колеблется от преклинической до ядерной желтухи; связанная анемия редко бывает тяжелой.
Эпизоды острой гемолитической анемии обычно начинаются во время окислительного стресса и заканчиваются после гемолиза эритроцитов с недостаточностью глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД); следовательно, тяжесть анемии, связанной с острыми гемолитическими кризами, прямо пропорциональна степени недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) и выраженности окислительного стресса.
Наиболее частые пусковые механизмы - вирусные и бактериальные инфекции, но также к гемолизу могут приводить множество лекарственных средств и токсинов. Название заболевания - «фавизм» происходит от гемолиза, вызванного употреблением конских бобов Vicia fava пациентами с тяжелыми формами недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД), например, средиземноморскими; бобы содержат b-гликозиды, оксиданты естественного происхождения.
Помимо неонатальной желтухи и острой гемолитической анемии , недостаточность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) иногда вызывает врожденную или хроническую несфероцитарную гемолитическую анемию. Пациенты с хронической не-сфероцитарной гемолитической анемией обычно имеют выраженную недостаточность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД), вызывающую хроническую анемию и повышенную предрасположенность к инфекциям. Предрасположенность к инфекциям возникает в связи с тем, что поступления НАДФ в гранулоциты недостаточно, чтобы поддерживать окислительную реакцию, необходимую для разрушения фагоцитированных бактерий.
Особенности фенотипических проявлений недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД)
:
Возраст начала: неонатальный
Гемолитическая анемия
Неонатальная желтуха
Лечение недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД)
Недостаточность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) следует заподозрить у пациентов африканского, средиземноморского или азиатского происхождения, имеющих острый гемолитический эпизод или неонатальную желтуху. Недостаточность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) диагностируют измерением активности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) в эритроцитах; эта активность должна быть измерена только в том случае, если пациент не имел переливаний крови или острого гемолиза (поскольку недостаточность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) первоначально развивается в более старых эритроцитах, измерение активности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) преимущественно в молодых эритроцитах во время или немедленно после гемолитического эпизода, часто дает ложноотрицательный результат).
Ключ к оказанию помощи при недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) - предотвращение гемолиза быстрым лечением инфекций и исключением лекарств с оксидантным эффектом (например, сульфаниламидов, сульфонов, нитрофуранов) и токсинов (например, нафталина). Хотя большинство пациентов во время гемолитического эпизода не нуждаются в медицинском вмешательстве, в случае выраженной анемии и гемолиза может потребоваться переливание эритроцитарной массы и интенсивное наблюдение. Пациенты с неонатальной желтухой хорошо отвечают на такую же терапию, как и при неонатальной желтухе другого генеза (регидратацию, светотерапию и обменные переливания крови).
Риски наследования недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД)
Все мальчики у матери, несущей мутацию в гене G6PD , имеют 50% шансы быть больными, а все дочери - 50% шансов оказаться носительницами. Все дочери больного отца будут носительницами, но сыновья будут здоровы, поскольку больной отец не передает X хромосому сыновьям. Риск того, что девочки-носительницы будут иметь клинически значимые симптомы, низкий, так как достаточное смещение инактивации Х-хромосомы встречается сравнительно редко.
Пример недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД) . Л.М., ранее здоровый 5-летний мальчик, поступил в неотложное отделение с лихорадкой, бледностью, тахикардией, одышкой, заторможенностью; в остальном результаты его клинического осмотра оказались без особенностей. Утром перед поступлением он был здоров, но в течение дня появились боли в животе, головная боль, поднялась температура тела; вечером начались одышка и заторможенность. Он не принимал никаких лекAPCтвенных средств или известных токсинов, результаты токсикологического анализа мочи оказались отрицательными. Результаты других лабораторных тестов показали огромный внутрисосудистый гемолиз и гемоглобинурию.
После реанимации ребенок переведен в отделение ; гемолиз разрешился без дальнейшего вмешательства. Пациент по этнической принадлежности - грек; его родители были не осведомлены о случаях гемолиза в семье, хотя мать имела несколько дальних родственников в Европе с «проблемами крови». Дальнейший опрос выяснил, что утром перед заболеванием ребенок поел конские бобы в саду, пока мать работала во дворе.
Все симптомы дефицита глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы объединены в 5 синдромов (устойчивая совокупность симптомов, объединенных единым развитием).
Анемический (то есть со стороны системы крови):
- слабость, снижение работоспособности;
- головокружение;
- обморочные состояния;
- шум в ушах, мелькание « мушек» перед глазами;
- одышка (учащенное дыхание) и сердцебиение при незначительной физической нагрузке;
- колющие боли в грудной клетке.
- изменение окраски мочи (она становится красной, бурой, черной);
- боли в поясничной области;
- отеки (преимущественно лица).
- Боли:
- в костях;
- в кончиках пальцев;
- в кончиках ушей и носа.
- Образование язв (глубоких дефектов) передней поверхности голеней.
- повышение температуры тела;
- сильные боли в поясничной области;
- потемнение мочи (она становится темнее, чем обычно).
- башенный (то есть вытянутый в высоту) череп;
- выступающие скуловые дуги;
- узкие глазницы;
- утолщение участков ребер в месте их прикрепления к грудине (центральной кости передней поверхности грудной клетки);
- укорочение пальцев;
- искривление голеней и т. д.
Формы
По степени тяжести, в зависимости от содержания гемоглобина (особого вещества эритроцитов (красных клеток крови), переносящего кислород) в крови, различают:
- легкую анемию (гемоглобин от 90 до 110 г/л, то есть граммов гемоглобина на 1 литр крови);
- анемию средней тяжести (гемоглобин от 90 до 70 г/л);
- тяжелую анемию (гемоглобин менее 70 г/л).
В норме у мужчин содержание гемоглобина в крови 130/160 г/л. Ситуации, при которых гемоглобин крови составляет от 110 до 130 г/л, являются промежуточными между нормой и анемией.
Причины
Причина дефицита глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы – передающееся по наследству нарушение в структуре генов (носителей наследственной информации). Дефектные гены могут передаться по наследству от одного или от обоих родителей – в этом случае заболевание будет протекать тяжелее.
Факторы риска гемолитических кризов (резкого усиления разрушения эритроцитов – красных клеток крови).
- Физические:
- длительное пребывание под солнечными лучами;
- переохлаждение;
- перегревание.
- Химические:
- производственые (продукты переработки нефти и газа, лаки, краски, бензин и др.) - опасным может стать вдыхание паров этих веществ, попадание их на кожу, проникновение внутрь организма с пищей и водой;
- лекарственные (обезболивающие средства, противомикробные средства, витамин К (необходим для синтеза печенью факторов свертывания) и др. Лекарственные препараты являются факторами риска только для некоторых людей, имеющих особенности строения организма (какие именно, пока неизвестно), в том числе при необоснованном приеме медикаментов.
- Биологические – отрицательные эмоции, инфекции, травмы, операции, употребление в пищу конских бобов.
Диагностика
- Анализ анамнеза заболевания и жалоб (когда (как давно) появились общая слабость, боли в костях и пальцах, снижение аппетита, одышка и др., с чем пациент связывает возникновение этих симптомов).
- Анализ анамнеза жизни. Есть ли у пациента какие-либо хронические заболевания, отмечаются ли наследственные (передающиеся от родителей к детям) заболевания, имеет ли пациент вредные привычки, принимал ли какие-нибудь препараты, контактировал ли он с токсическими (отравляющими) веществами, было ли длительное пребывание пациента под прямыми солнечными лучами, переохлаждение или перегревание и др.
- Физикальный осмотр. Определяется цвет кожных покровов (для анемии характерна бледность), осматривается передняя поверхность голеней (возможное наличие язв – глубоких дефектов), пульс может быть учащенным, артериальное давление - сниженным.
- Анализ крови. При развитии анемии (снижение уровня гемоглобина крови – особого вещества эритроцитов – красных клеток крови – переносящего кислород) определяется снижение количества эритроцитов и ретикулоцитов (клеток-предшественников эритроцитов) с увеличением их размера, уменьшение уровня гемоглобина, снижение количества тромбоцитов (кровяных пластинок). Форма и размер клеток крови остаются нормальными. Цветной показатель (отношение уровня гемоглобина, умноженного на 3, к первым трем цифрам количества эритроцитов) не изменяется: в норме этот показатель 0,86-1,05.
- Анализ мочи. В моче, преимущественно во время гемолитического криза (резкого усиления разрушения эритроцитов) определяется свободный гемоглобин (то есть вне эритроцитов) и гемосидерин (продукт распада гемоглобина), которых в норме быть не должно.
- Биохимический анализ крови. Определяется уровень холестерина (жироподобное вещество), глюкозы (простого углевода), креатинина (продукт распада белка), мочевой кислоты (продукт распада веществ из ядра клетки) для выявления сопутствующего поражения органов, электролиты (калий, натрий, кальций).
- Определение активности глюкозо-6-фосфат-дегидрозеназы – точный метод постановки диагноза.
- Исследование костного мозга, полученного при помощи пункции (прокалывания с извлечением внутреннего содержимого) кости, чаще всего грудины (центральной кости передней поверхности грудной клетки, к которой крепятся ребра). В костном мозге при дефиците глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы определяется усиленное образование эритроцитов нормальных размеров и формы.
- Электрокардиография (ЭКГ). Определяется увеличение частоты сердечных сокращений, нарушение питания мышцы сердца, реже – нарушения ритма сердца.
- Генетическое обследование (исследование наследственных свойств организма) родственников пациента с дефицитом глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы, а также определение у них активности данного фермента позволяет выявить людей со снижением активности данного фермента и дать им рекомендации по профилактике гемолитических кризов (резкого усиления разрушения эритроцитов).
- Возможна также консультация .
Лечение дефицита глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы
- Воздействие на причину дефицита глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы – в настоящее время невозможно. Проводятся генетические исследования (то есть исследования генов – носителей наследственной информации) с целью внедрения в организма пациента генов, обеспечивающих нормальный уровень глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы.
- Трансплантация костного мозга проводится в случаях тяжелого дефицита активности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. Трансплантация костного мозга позволяет частично заменить костный мозг пациента с нарушенной структурой клеток на здоровый донорский костный мозг. Появление в кровотоке полноценных эритроцитов значительно снижает риск возникновения гемолитических кризов.
- Быстрое восполнение количества эритроцитов
(красных клеток крови) – переливание эритроцитарной массы (эритроцитов, выделенных из донорской крови) или (предпочтительнее) отмытых эритроцитов (донорских эритроцитов, лишенных потенциально опасных белков донора на их поверхности) по жизненным показаниям (то есть при угрозе для жизни пациента). Угрозой для жизни пациента с анемией являются два состояния:
- анемическая кома (утрата сознания с отсутствием реакции на внешние раздражители вследствие недостаточного поступления кислорода к головному мозгу в результате значительного или быстро развившегося снижения количества эритроцитов);
- тяжелая степень анемии (то есть уровень гемоглобина крови ниже 70 г/л).
Осложнения и последствия
Осложнения дефицита глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы.
- Анемия (снижение уровня гемоглобина – особого вещества эритроцитов – красных клеток крови – переносящего кислород) – основное осложнение дефицита глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. У некоторых пациентов может никогда не возникнуть.
- Анемическая кома – утрата сознания с отсутствием реакции на внешние раздражители вследствие недостаточного поступления кислорода к головному мозгу в результате значительного или быстро развившегося снижения количества эритроцитов.
- Хроническая почечная недостаточность (нарушение всех функций почек) развивается при повреждении почек продуктами распада эритроцитов.
- Ухудшение состояния внутренних органов, особенно при наличии хронических заболеваний (например, сердца, почек и др.).
Профилактика дефицита глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы
- Профилактика дефицита глюкозо-6-фосат-дегидрогеназы заключается в определении активности данного фермента у потенциальных родителей. Предлагается отказаться от наступления беременности в случаях высокого риска рождения ребенка с выраженным дефицитом активности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы.
- Профилактика гемолитических кризов заключается в исключении провоцирующих факторов (например, приема некоторых лекарственных препаратов, употребления в пищу конских бобов, чрезмерных психоэмоциональных нагрузок и др.).
Дополнительно
- Дефицит глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы – самый частый вариант гемолитических (то есть связанных с повышенным разрушением эритроцитов) анемий.
- По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в мире этим заболеванием страдают более 100 миллионов человек, преимущественно в странах с жарким климатом.
- В России снижение активности фермента глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы определяется примерно у каждого пятидесятого человека. У каждого из них может развиться анемия.
- В период между гемолитическими кризами (резким усилением разрушения эритроцитов) неприятные ощущения у пациента могут отсутствовать, а в общем анализе крови определяется нормальный уровень эритроцитов и гемоглобина.
- Мужчины болеют чаще, чем женщины.
Загрузка...