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ERRORES INNATOS DEL METABOLISMO DE PROTEINASLuis Eduardo Hernández Ramos
Facultad de bioanalisis
Universidad Veracruzana
FENILC
ETONURIA
La fenilcetonuria clásica se incluye entre los denominados errores congénitos del metabolismo de los aminoácidos y se debe a una deficiencia de la enzima fenilalanina hidroxilasa y en algunos casos de la dihidropteridina reductasa, que provoca una acumulación de fenilalanina y algunos metabolitos derivados, ademas de una carencia de tirosina.
En los pacientes no tratados, estas alteraciones metabólicas causan un daño cerebral posnatal, con el consiguiente retraso mental, lo cual ocasiona grandes problemas al individuo, la familia y la sociedad.
La fenilcetonuria u oligofrenia fenilpirúvica (PKU) constituye una de las alteraciones metabólicas más comunes y a la que mayor atención se le ha prestado por conducir a un retardo mental irreversible, si no se diagnostica y trata precozmente. Es un trastorno hereditario que se presenta en alrededor de 10/100 000 nacidos
Metabolismo normal de la fenilalanina
Además disminución de las catecolaminas y de la serotonina
PATOLOGIA
El incremento de la fenilalanina en sangre puede llegar a ser desde 5 hasta 40 veces mayor que lo normal, lo cual depende en gran medida de la dieta ingerida, por lo que se producen trastornos orgánicos capaces de determinar las manifestaciones clínicas de la enfermedad
El lactante afectado es normal al nacer. El retardo mental puede aparecer lentamente y pasar inadvertido durante unos meses. Se calcula que un bebé no tratado ha perdido alrededor de 50 puntos del cociente intelectual al cumplir el primer año.
En el examen físico: Son más rubios que sus hermanos no afectados, pielblanca y ojos azules (ambos relacionados con la disminución de la melanina),así como olor desagradable a ácido fenilacético, que ha sido comparado conel del moho.
Aumento de fenilalanina y fenilpirúvico♦ Inhiben a la hexoquinasa y pirúvico quinasa, enzimas
relacionadascon el metabolismo de la glucosa, de modo que disminuye
elaporte energético al cerebro.
♦ El exceso de fenilalanina puede competir con otros aminoácidos en
el transporte a través de la barrera hematoencefálica y dar lugar al
agotamiento de algunos metabolitos imprescindibles.
Escasa disponibilidad de tirosina para la síntesis de proteínas y
neurotransmisores en el cerebro
Lesión cerebral irreversible
Retraso mentalPorcentaje CI60% <2030% 21-505% 50-70
Desarrollo neurológico alterado
Diagnostico
El diagnostico puede llevarse a cabo mediante una simple medición de fenilalanina es sangre la cual debe resultar por encima de 20 mg/dl o midiendo la concentración de acido fenil piruvico en la orina usando cloruro férrico pero estas pruebas serian después de un tiempo ya cuando se hayan presentado las consecuencias por ello se debe buscar un diagnostico oportuno y preventivo.
Para ello se utiliza la prueba del tamiz neonatal………..
ENFERMEDAD DE LA ORINA DE JARABE DE ARCE
La enfermedad de orina en jarabe de arce (MSUD por sus siglas en inglés Maple Syrup Urine Disease), es un error innato del metabolismo caracterizado por acumulación de aminoacidos de cadena ramificada y de alfacetoacidos ramificados.
Esto se debe a mutaciones en al menos 4 genes (BCKDHA, BCKDHB, DBT y DLD), situados en el locus 19q13.1-q13.2 que codifican un complejo enzimático complejo de deshidrogenasas de a-cetoaminoácidos ramificados.(BCKD - Branched-Chain alpha-Keto acid Dehydrogenase complex) que cataliza el catabolismo de la valina , leucina y isoleucina
El complejo BCKD, asociado a la membrana interna de la mitocondrial tiene tres componentes catalíticos (E1, E2, E3) y dos proteínas reguladoras, una BCKD-fosfatasa y una BCKD-kinasa.
PATOLOGÍA
La enfermedad muestra cuatro variantes según esté producida por alguno de los cuatro genes anteriores. Además, existen dos tipos adicionales causados por mutaciones de las proteínas reguladoras, una kinasa y una fosfatasa específicas.
Las principales características clínicas de la enfermedad de la orina con olor a jarabe de arce son, además del olor de la orina característico a jarabe de arce (azúcar quemado) retrasos mental y del crecimiento. Existen cinco subtipos clínicos de la enfermedad, según estén afectados los cuatro genes antes señalados, o el gen E3 (que codifica tres sistemas enzimáticos mitocondriales: BCKD, alfa-cetoácido deshidrogenasa y piruvato deshidrogenasa):
• Forma grave neonatal clásica: esta forma se desarolla en los primeros siete días de vida y si no se trata adecuadamente, puede ocasionar la muerte en 30 días. Se caracteriza por signos neurológicos (hipotonía-hipertonía alternantes, distonía, convulsiones y encefalopatía). Al aparecer los primeros síntomas, tambien se presentan cetosis y el olor característico de la orina. En estos pacientes la actividad enzimática del complejo BCKD es inferior al 2%
• Forma intermedia: muy poco frecuente, se puede presentar a cualquier edad y se caracteriza por un deterioro neurológico y retraso mental de grado variable. La actividad enzimática de estos pacientes es del 30-40%
• Forma intermitente: es la segunda forma más frecuente después de la enfermedad neonatal clásica. Los pacientes con este tipo de enfermedad se desarrollan con un crecimiento físico e inteligencia normales, pero muestran episodios intermitentes de estrés catabólico durante los cuales se observan ataxia, letargia, convulsiones e incluso coma. Se han comunicado casos de muerte cuando estos pacientes no han sido tratados adecuadamente
• La forma que responde a la tiamina es muy rara y se caracteriza por responder a un tratamiento con tiamina, con desaparición total de la hiperaminocidemia
• La forma E3-deficiente con acidosis láctica es sumamente rara y se asemeja en todo a la forma intermedia con la única excepción de la acidosis láctica. Estos pacientes muestran simultáneamente deficiencia de los complejos de BCKD, piruvato deshidrogenasa y alfa-cetoglutarato deshidrogenasa.
DIAGNOSTICO
Se puede llegar al diagnostico a través de la medición de los a.a ramificados en plasma u orina pero al igual que la fenilcetonuria a este punto ya habra provocado problemas en el cuerpo por lo cual es mejor realizar una prueba preventiva la cual es la prueba el tamiz.
PRUEBA DEL TAMIZ NEONATAL
El Tamiz Neonatal (TN) es una serie de estudios de laboratorio, que detecta si existe en el recién nacido algún Error Innato del Metabolismo (EIM) ú otra enfermedad cuyas consecuencias puedan ser prevenibles por medio de un tratamiento oportuno.
El TN en México se hizo obligatorio a nivel nacional desde 1988, actualmente está contemplado dentro de la Norma Oficial Mexicana (NOM 007- SSA2, 1993)
y tambien es mediado por la NORMA Oficial Mexicana NOM-034-SSA2-2002
El Tamiz neonatal fue descubierto por el Dr. Rober Guthrie quien recolecto gotas de sangre con el fin de diagnosticar fenilcetonuria
Técnica para la toma de muestra
La prueba que se utilizaba comunmente era la inhibicion bacteriana en la cual la placa de guthrie se coloca en un medio de cultivo especial que contiene bacillus subtillis el cual era inhibido por la cantidad de fenilalanina ahora se utilizan metodos analiticos de mayor especificidad.
Las técnicas que se han utilizado :
PRUEBA DE INHIBICIÓN BACTERIANA
RADIOINMUNOENSAYO
FLUOROMETRIA
ELECTROFORESIS EN GEL
ESPECTROMETRÍA DE MASAS EN TANDEM, LA CUAL TIENE UNA ALTA SENSIBILIDAD Y ESPECIFICIDAD (Tamiz Ampliado)
TAMIZAJE AMPLIADO
El tamiz simple, sólo detecta enfermedades que cursan con retraso mental, principalmente hipotiroidismo congénito y otras manifestaciones graves como fenilcetonuria (incapacidad para descomponer apropiadamente un aminoácido llamado fenilalanina), y fibrosis quística (enfermedad hereditaria que causa discapacidad progresiva y muerte prematura).
Mientras que el tamizaje ampliado llega a detectar hasta 60 afecciones metabolicas en un mismo ensayo
ESPECTROMETRIA DE MASAS EN TANDEMLa espectrometría de masas tándem (MS/MS) es posiblemente el avance más significativo en tamiz de recién nacidos de los últimos 30 años. Un espectrómetro de masas tándem es un instrumento especializado que detecta moléculas midiendo su peso (masa).
Los espectrómetros de masas miden el peso electrónicamente y presentan los resultados en la forma de espectro de masas. Un espectro de masas es una gráfica que muestra cada molécula específica por peso y cantidad de moléculas presentes
Una sencilla muestra de un recién nacido contiene miles de moléculas que van desde moléculas pequeñas tales como sales hasta proteínas grandes como lo es la hemoglobina. Cuando se agrega alcohol a la mancha de sangre seca, se extraen varios cientos de moléculas las cuales pueden ser estudiadas.
Si se estudia directamente la mezcla completa se produce una gráfica compleja y es difícil diferenciar bioquímicamente a las moléculas importantes de otras menos importantes del mismo peso. Para que la gráfica sea más fácil de analizar, las moléculas importantes deberán ser separadas de todas las demás moléculas.
Antes de que existiera la tecnología MS/MS, estas moléculas podían separarse únicamente por métodos físicos(cromatografía de gases y líquidos) que requerían entre 10 y 30 minutos cada uno. Un espectrómetro de masas tándem puede hacer la tarea de una manera exacta en aproximadamente dos minutos.
¿Cómo funciona un espectrómetro de masas?
Un espectrómetro de masas funciona de una manera parecida a la de buscar una moneda entre muchas en un bolsillo. Cada moneda tiene cierto tamaño y peso (una moneda de 25 centavos pesa más que una de 10 centavos). Después de sortear por peso y tamaño, la cantidad de cada tipo de moneda puede ser contada con rapidez. Los espectrómetros de masas tándem pueden llevar el sorteo a otro nivel. Por ejemplo, considere que las nuevas monedas de 25 centavos que llevan el diseño de un estado en una de sus caras. Cada moneda tiene un peso y tamaño similar pero con una estructura ligeramente diferente. Un espectrómetro de masas tándem puede sortear con rapidez bioquímicamente las moléculas importantes de peso similar
¿Por qué es el MS/MS el mejor método para tamiz de recién nacidos?
El espectrómetro de masas tándem mide muchas moléculas diferentes en una sola prueba. Métodos más antiguos de prueba requieren del uso de varios exámenes para observar diferentes tipos de moléculas resultando en un alto consumo de tiempo y alto costo. Con el espectrómetro de masas tándem los resultados están disponibles rápidamente y además son más exactos.
Por ejemplo, pruebas MS/MS para PKU estudian los niveles de dos químicos. fenilalanina (phe) y tirosina. Aunque la mayoría de los bebés con PKU tendrán un nivel elevado de phe, casi todos los bebés con este desorden tendrán un alto nivel de phe comparado con la tirosina.
Esto es importante porque los métodos anteriores de prueba observaban solamente el phe, y podían no detectar algunos bebés con PKU. La prueba MS/MS es más exacta que el estudio phe a solas porque existen varias razones aparte de PKU por las cuales un niño podría tener niveles elevados de phe en la sangre.
Estos incluyen pre-madurez, dietas especiales, enfermedad hepática, y diferencias en la recolección de sangre. La comparativa de fenilalanina a tirosina por lo general no es alta en estas instancias, por lo tanto las pruebas MS/MS reducen la cantidad de resultados PKU falsamente "anormales".
