Glykogen střádající choroba Ia

Glykogen střádající choroba Ia je autosomálně recesivní dědičná porucha metabolismu u maltézských psíků. Dysfunkce enzymu glukóza-6-fosfatáza-α má za následek narušení biochemické reakce rozkladu glykogenu na glukózu. Třes, slabost a menší tělesná stavba jsou klinickými příznaky hypoglykemie, kterou tato dysfunkce způsobuje. Nemoc není léčitelná.

Glykogen střádající choroby (glycogen storage disease, GSD), také glykogenózy, patří mezi vrozená metabolická onemocnění, která můžeme najít u lidí, ale i u různých plemen psů. Příčinou těchto dědičných vad je nepřítomnost či nefunkčnost enzymů nebo transportních proteinů v těle, které hrají důležitou roli v metabolismu glykogenu. Pokud kvůli chybějícímu enzymu nedochází k úplnému odbourávání glykogenu, pak se začne ukládat v různých orgánech, převážně v játrech a svalech, ale také v ledvinách a srdci. Toto ukládání je potom příčinou patologických stavů (myopatie, hepatopatie atd.), které jsou často doprovázeny ještě hypoglykemií. Rozlišujeme několik typů glykogen střádajících chorob, podle toho, který protein/enzym je nefunkční.

Článek pojednává o glykogen střádající chorobě Ia (von Gierkova nemoc) způsobené nefunkčností enzymu glukóza-6-fosfatáza-α, který je v těle klíčový při biochemické přetvorbě glykogenu na glukózu. Tato nemoc byla popsána u maltézských psíků.

Na úvod

Glykogen je polysacharid složený z několika tisíc molekul glukózy, který je ve formě granul uchováván uvnitř buněk. Je to velice důležitý zásobní sacharid, jenž slouží jako zdroj energie hlavně v období hladovění nebo fyzické práce, prostě v případech, kdy v krvi poklesne hladina glukózy. Jaterní buňky pojímají největší zásobu glykogenu, méně potom buňky svalové. Glykogen ve svalech slouží jako místní energie pro svalovou činnost a ten uložený v jaterních buňkách se po přeměně na glukózu (glykogenolýza) dostává do krve. V procesu glykogenolýzy se zásobní glykogen v terminálním stadiu reakce přeměňuje enzymem glukóza-6-fosfátáza-α na glukózu. Enzymy jsou molekulární struktury složené z bílkovin, které zahajují a urychlují průběh biochemických reakcí a jsou tak nepostradatelné pro správné fungování biochemických procesů organismu.

Monosacharid glukóza je nejdůležitějším a nejrychlejším zdrojem energie pro živočišný organismus. Hladinu glukózy v krvi udržuje buď její transport ze střeva do krve po příjmu potravy, nebo její tvorba přímo v organismu, buďto již zmíněnou glykogenolýzou anebo novotvorbou glukózy z různých substrátů (glukoneogenezí). V glukoneogenezi se též uplatňuje enzym glukóza-6-fosfatáza-α. Pokud je narušen proces „samovýroby“ glukózy, dochází k vážnému narušení energetického metabolismu a kritickému snížení hladiny glukózy v krvi během lačnění, což může mít v nejhorším případě za následek až smrt. Mimo jiné dochází k tomu, že glykogen není úplně odbouráván, a to kvůli defektnímu enzymu glukóza-6-fosfátáza-α. To má za následek ukládání glykogenu v orgánech, jako jsou játra, ledviny potažmo svaly. Tyto orgány jsou ukládáním glykogenu (a tuků) zvětšené a jejich správná funkce je narušena. Dalším vedlejším efektem je nadměrná přítomnost substrátu, glukóza-6-fosfátu, který je meziproduktem přeměny glykogenu na glukózu. Zvýšená koncentrace glukóza-6-fosfátu vede k jeho přeměně různými cestami na různé výchozí produkty (tuky, kyselinu močovou, laktát), proto v krvi mimo hypoglykémie pozorujeme ještě hyperlipidémii, hyperurikémii a hyperlaktatémii. Hormonem snižujícím hladinu glukózy v krvi je inzulin, ten je v tomto případě snížený.

Co je příčinou této dědičné vady?

Mutace v genu (G6PC gene) pro enzym glukóza-6-fosfatáza-α je pravou příčinou glykogenózy Ia. Právě díky této mutaci dochází k nefunkčnosti enzymu a nemožnosti přeměny glukóza-6-fosfátu na glukózu v procesu glykogenolýzy a glukoneogeneze.


GLYKOGENOLÝZA

                                                                                                                          ↓glukóza-6-fosfatáza↓

glykogen       →           glukóza-1-fosfát         →          glukóza-6-fosfát            →             glukóza

 


 

Jaké jsou klinické projevy této nemoci?

Klinické příznaky lze pozorovat již u mláďat, kdy jde hlavně o projevy hypoglykemie. Postižená štěňata jsou slabá, letargická, objevuje se třes až kolaps. Dále si můžeme povšimnout, že jsou menšího vzrůstu než ostatní zdravá štěňata ve vrhu. Kvůli zvětšeným játrům mohou mít zvětšenou dutinu břišní. Objevuje se i opožděné otevírání očí a přechod na pevnou stravu.

Jak se GSD dědí?

Glykogen střádající choroby patří mezi autosomálně recesivní poruchy metabolismu. Deficience enzymu glukóza-6-fosfatáza-α se projeví u zvířat, která od každého z rodičů získala po jedné recesivní alele, která nese kopii defektního genu. Aby se tedy u psa projevila nemoc i klinicky, musí mít dvě tyto recesivní alely (g/g). Takovému zvířeti říkáme recesivní homozygot. Pokud ale mládě zdědí pouze jednu mutovanou kopii genu po jednom z rodičů (G/g), označuje se jako heterozygot neboli skrytý nosič nemoci. U takovýchto zvířat se neprojeví žádné klinické příznaky onemocnění, ale můžou přenášet mutaci genu na další generace. Tabulka ukazuje pravidla autosomálně recesivní dědičnosti při křížení dvou jedinců.

KŘÍŽENÍ DVOU JEDINCŮ G/G G/g g/g
G/G (zdravý) 100% zdravé potomstvo 50% zdravého potomstva, 50 % potomstva budou nosiči 100% potomstva budou nosiči
G/g (nosič) 50% zdravého potomstva, 50 % potomstva budou nosiči 25% zdravého potomstva, 50% potomstva budou nosiči, 25% potomstva bude postiženo GSD Ia 50% potomstva budou nosiči, 50% potomstva bude postiženo GSD Ia
g/g (GSD Ia) 100% potomstva budou nosiči 50% potomstva budou nosiči, 50% potomstva bude postiženo GSD Ia 100% potomstva postiženo GSD Ia

 

Jak zjistím, že můj pes trpí glykogen střádající chorobou?

Diagnostický test prokazující přítomnost mutace genu pro enzym glukóza-6-fosfatáza-α je dostupný jak pro chovatele tak majitele maltéských psíků. Odběr vzorku (krev, sliny) pro tento test DNA je snadno proveditelný a psího pacienta nijak nezatěžuje. Cílem tohoto testování je nejen odhalit pravou diagnózu, ale hlavně skryté nosiče nemoci a zabránit tak jejich nekontrolovanému využití v chovu, při kterém hrozí, že mutovaný gen zdědí i část potomstva. Pokud bychom vyřadili všechny nosiče z chovu, dá se teoreticky nemoc vymýtit.

Jaká je terapie GSD Ia?

Pro glykogen střádající chorobu Ia u psů terapie bohužel neexistuje. Nízké hladiny glukózy v krvi lze krátkodobě poměrně snadno korigovat, ale dlouhodobě je to prakticky nemožné. U lidí se postupem času vyvinula účinná terapie, která umožnila pacientům dožít se dospělosti, u zvířat je ale takováto terapie poměrně náročná. Spočívá to v pravidelném podávání diety přes den a v kontinuálním příjmu výživy pomocí nazogastrické sondy v noci. Proto je pro štěňata tato metabolická choroba fatální, buď umírají již brzy po narození anebo jsou humánně utracena, i z důvodu špatné prognózy a kvality života.

 

Reference:

  1. Kishnani, P. S., et al. “Canine Model and Genomic Structural Organization of Glycogen Storage Disease Type Ia (GSD Ia).” Veterinary Pathology, vol. 38, no. 1, Jan. 2001, pp. 83–91, doi:10.1354/vp.38-1-83.
  2. D. Koeberl, C. Pinto, B. Sun et al., “AAV vector-mediated reversal of hypoglycemia in canine and murine glycogen storage disease type Ia,” Molecular Therapy, vol. 16, no. 4, pp. 665–672, 2008.
  3. J. Specht, Laurie M Brown et al.“ Glycogen Storage Disease Type Ia in Canines: A Model for Human Metabolic and Genetic Liver Disease“, Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2011(1110-7243):646257, DOI: 10.1155/2011/646257, Source: PubMed
  4. Wikipedia, The Free Encyclopedia, Glycogen, WWW.: < https://en.wikipedia.org/wiki/Glycogen>

MVDr. Bára Schneiderová

V roce 2019 jsem ukončila studium veterinárního lékařství na Veterinární a farmaceutické univerzitě Brno. Momentálně jsem na mateřské dovolené. V budoucnu bych se chtěla věnovat medicíně malých zvířat, případně se ještě dál vzdělávat. Doma nám dělají společnost německá boxerka Berry, dva papoušci a mnoho želv.
MVDr. Bára Schneiderová

Poslední příspěvky od MVDr. Bára Schneiderová (všechny zde)

Buďte první kdo přidá komentář

Napište komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.


*