Nutriția în bolile congenitale în metabolismul aminoacizilor
NUTRIȚIA ȘI BOLILE METABOLICE LA COPII
Nutriția în bolile congenitale în metabolismul aminoacizilor
CORNELIA MADDALON1, ALEXANDER LAEMMLE2
Există boli metabolice congenitale în care aminoacizii specifici sau produșii lor de descompunere nu pot fi metabolizați în continuare din cauza unui defect enzimatic sau în care detoxifierea amoniacului nu funcționează. Acest grup eterogen de boli duce adesea la o deraiere metabolică care pune viața în pericol și otrăvire cu aminoacizii nemetabolizabili sau cu metaboliții lor sau cu amoniac la nou-născut. O componentă centrală a terapiei acestor boli este o dietă cu proteine reduse, cu scopul de a evita absorbția aminoacizilor nedegradabili sau acumularea de amoniac.
Informații generale despre metabolism
de proteine și aminoacizi
„Metabolismul” descrie procese chimice complexe care au loc în interiorul celulelor corpului, de exemplu pentru a produce energie din alimentele furnizate sau pentru a menține un număr mare de alte funcții corporale. Ingredientele polimerice din alimente (carbohidrați, proteine [sinonim: proteine], grăsimi) nu pot fi utilizate direct de organism. Mai întâi trebuie descompuse în monomeri prin digestie. Acestea sunt apoi în mare parte împărțite în fragmente mai mici prin căi metabolice catabolice. Metaboliții rezultați sunt folosiți fie pentru a genera energie după alte transformări catabolice, fie sunt construiți din nou în molecule mai complexe prin căi metabolice anabolice (1, 2).
1 Nutriționist calificat (FH, Bsc), Spitalul Universitar de Copii din Zurich. 2 Asistent clinic și de cercetare, Departamentul de boli metabolice, Spitalul Universitar de Copii din Zurich.
Proteinele sunt substanțe moleculare foarte complexe, foarte complexe în structura lor, care sunt alcătuite din aminoacizi individuali. Acestea apar în alimentele de origine animală și vegetală și nu reprezintă o sursă relevantă de energie pentru organismul uman în comparație cu grăsimile și carbohidrații. Mai degrabă, sarcina principală a proteinelor este de a construi și reînnoi propriile proteine ale organismului, de exemplu, producerea proteinelor structurale ale matricei extracelulare, Proteine de membrană, proteine de transport, hormoni sau enzime (1, 2). În Figura 1, este prezentată structura chimică a unui aminoacid, care ar trebui să fie numit în mod corect acid aminocarboxilic. Prin consumul de proteine cu alimente, organismul își poate satisface nevoia de aminoacizi și le poate folosi pentru sinteza proteinelor proprii ale corpului. Dintre cei 20 de așa-numiți aminoacizi proteinogeni care alcătuiesc propriile proteine și proteine alimentare ale organismului, 9 sunt esențiale, ceea ce înseamnă că nu se găsesc la om-
Figura 1: Structura chimică a unui aminoacid: caracteristic pentru toți aminoacizii este prezența unei grupări amino (NH2) și a unei grupări carboxil (COOH), precum și a unei grupări hidrogen (H) pe atomul -C al moleculei. Restul (R) al moleculei, care este, de asemenea, atașat la atomul -C al moleculei, variază de la aminoacizi la aminoacizi, definește proprietățile sale biochimice și îi dă numele (3).
poate fi sintetizat, dar trebuie adăugat odată cu dieta. Aminoacizii esențiali includ lizină, metionină, treonină, izoleucină, valină, leucină, fenilalanină, triptofan și histidină. Restul aminoacizilor sunt fie esențiali condiționat, cum ar fi tirozina și cisteina, ceea ce înseamnă că corpul uman-
NUTRIȚIA ȘI BOLILE METABOLICE LA COPII
deja la nou-născuți
arată una destul de neglijentă-
Figura 2: Defecte în descompunerea aminoacizilor și în detoxifierea amoniacului: Figura prezintă diferite grupuri de defecte enzimatice în metabolismul aminoacizilor și metaboliții acestora, precum și în detoxifierea amoniacului. Aminoacidopatiile afectează în mare parte enzimele localizate în citosol, așa cum este ilustrat în exemplul de fenilcetonurie (PKU) prezentat aici. În organoacidopatii, acizii carboxilici CoA activați, care provin din descompunerea aminoacizilor specifici, nu pot fi defalcați în continuare din cauza diferitelor defecte ale enzimei mitocondriale. În cazul defectelor ciclului ureei, există diferite defecte care, printre altele, fac mai dificilă detoxifierea amoniacului în uree.
așa-numitele aminoacidopatii sunt în mare parte enzime citosolice afectate sau defecte. Acest grup include, de exemplu, fenilcetonuria (PKU), în care un defect al fenilalaninei hidroxilazei (HAP) previne descompunerea
doar parțial sau în anumite Si-fenilalanină (Phe) la tirozină prevenite,
aportul exogen - care duce la metaboliți toxici precum fenilul-
este dependentă sau nu esențială, cum ar fi aspirvatul și lactatul de fenil din organism
partat, asparagină, glutamat, glutamină, se pot acumula. Pe PKU va
Glicina, alanina, serina, prolina și arginina sunt detaliate mai jos. A
(3). o altă problemă potențială cu Ami-
Fiecare aminoacid, indiferent dacă este esențial sau nu, este noacidopatic, în afară de acumulare-
esențial, este produs în organizația umană de către metaboliții toxici, omul-
trebuie prin regulă enzimatică specifică asupra produselor enzimatice. Aceasta joacă la
acțiuni metabolizate, ab-, on- sau PKU un rol subordonat deoarece
reconstruit. Tulburări ale aminoacizilor chiar și cu o enzimă completă-
metabolismul este de obicei defect genetic, de obicei suficient tirozină
disfuncție biochimică legată de alimentele consumate
enzime specifice. Prin can.
defectul enzimatic duce în general la organoacidopatii: organoazido-
o acumulare de aminopatii specifice este diferită, intra-
acid și/sau metaboliții săi, ducând la defecte ale enzimei localizate mitocondrial
efecte toxice în diferite or- pe baza cărora există o acumulare-
ganen poate conduce. În plus, lipsește organizarea acizilor carboxilici CoA activați
organism produsul reacției enzimatice apare în organism. Acestea pot fi în
pe ce, în funcție de enzima implicată, de diferitele fluide corporale
deficiențele specifice duc să fie dovedite și să facă parte din ele-
înțelept până la acute dezechilibre metabolice-
Defecte în descompunerea aminoacizilor și în detoxifierea amoniacului
și uneori la efecte toxice cronice. În organoacidopatii apare adesea ca urmare a conversiei restricționate a substratului enzimatic
Există diferite grupuri de gene - de asemenea, la un deficit de energie. Fie
boli legate de masă, care în acidemia propionică, precum și în
Tulburări în descompunerea aminoacizilor sau aciduria metilmalonică, de exemplu
detoxifierea amoniacului cu succinil-CoA mai puțin produsă
gen. Toate aceste boli sunt apoi la rândul lor un substrat important pentru
mai specific, în principal autosomal recesiv, Zi central în metabolismul energetic-
defect enzimatic moștenit. Lipsește pentru ciclul lent.
Unele dintre aceste boli pot fi atât defecte ale ciclului ureei
NUTRIȚIA ȘI BOLILE METABOLICE LA COPII
Laptele matern/lapte de lapte pentru sugari a crescut. Dacă nivelul sanguin Phe este prea scăzut, inversul este adevărat. De exemplu, un copil cu o toleranță de 200 mg Phe pe zi poate lua adesea mai mult de jumătate din cantitatea de băut pe zi din laptele matern. Nevoia de Phe este considerabilă din cauza creșterii puternice din primele luni de viață
Sub rezerva fluctuațiilor, motiv pentru care sunt necesare o monitorizare atentă a nivelului sanguin de Phe, precum și ajustări ale alimentării cu Phe. Planul nutrițional aplicabil primului an de viață și elaborat de Societatea Elvețiană pentru Nutriție și Societatea Elvețiană pentru Pediatrie privind introducerea
Tabelul 1: Boli ale metabolismului aminoacizilor și detoxifierea amoniacului
Boala Aminoacidopatii: Fenilcetonurie Tirosinemie Tip I Sirop de arțar Boală
Defect enzimatic
Fenilalanină hidroxilază fumarylacetoacetase BCKDHb complex
Aminoacizi afectați a
Phe Phe, Tyr Leu, Ile, Val
Organoacidopatii: acidemia propionică, acidemia metilmalonică, aciduria glutarică, tip I, aciduria izovalerică
Propionil-CoA carboxilază metil malonil-CoA carboxilază glutaril-CoA dehidrogenază izovaleril-CoA dehidrogenază
Ile, Thr, Met, Val Ile, Thr, Met, Val Lys, Trp Leu
Defecte ale ciclului ureei: deficit de ornitină transcarbamilază ornitină transcarbamilază
Restricționarea proteinelor naturale
Toate bolile enumerate aici au în comun faptul că aportul de proteine naturale trebuie restricționat (mai mult sau mai puțin strict) și aminoacizii care nu sunt afectați în degradarea lor sunt suplimentați sub formă de amestecuri de aminoacizi specifici, sintetizați. Această prezentare tabelară este doar o selecție a bolilor pentru care se efectuează restricții proteice și nu o listă completă. De exemplu, dintre cele șase defecte ale ciclului ureei, deficitul de ornitină transcarbamilază este enumerat aici doar ca exemplu. În cazul defectelor ciclului ureei, aportul natural de proteine este în general redus, iar aminoacizii nespecifici sunt limitați. Pacienții sunt suplimentați cu amestecuri de înaltă calitate de aminoacizi esențiali. a Enumerate sunt aminoacizii a căror defalcare este perturbată de defectul enzimei (direct sau indirect) și care trebuie restricționată din punct de vedere alimentar. Phe, fenilalanina; Tyr, tirozină; Leu, leucina; Ile, izoleucina; Val, valină; Thr, treonină; Met, metionină; Lys, lizină; Trp, triptofan. b BCKDH, engleză: Ceto-acid dehidrogenază cu lanț ramificat (germană: ceto-acid dehidrogenază cu lanț ramificat).
Tabelul 2: Compoziția amestecului de aminoacizi fără Phe
Date per 100 mla fenilalanină în mgb energie în kcalc proteine în gd carbohidrați în gd grăsimi în gd
Laptele pentru sugari 53-75 66-67 1,2-1,5 7,4-8,4 3,2-3,6
Amestec de aminoacizi fără phe 0 66-77 1,3-2,0 7,0-8,1 2,9-4,0
În ceea ce privește conținutul energetic și compoziția carbohidraților și a grăsimilor (precum și a vitaminelor și mineralelor, care nu sunt enumerate aici), amestecul de aminoacizi fără Phe corespunde în mare măsură cu laptele matern și laptele pentru sugari cu formula normală. Amestecul de aminoacizi fără Phe nu conține Phe, ci puțin mai multă proteină totală decât laptele matern și laptele de formulă. aml, mililitri; bmg, miligrame; ckcal, kilocalorii; dg, gram
NUTRIȚIA ȘI BOLILE METABOLICE LA COPII
Hrana pentru bebeluși se aplică și copiilor cu PKU (http://sge-ssn.ch), cu unele ajustări necesare la selecția alimentelor. Ca și în cazul copiilor sănătoși, primul terci poate fi o masă de legume sau fructe. Nu este nevoie să se limiteze cantitatea, deoarece sugarii au o autoreglare excelentă și încetează să mai mănânce imediat ce sunt plini. Pe măsură ce consumul de alimente complementare crește, sugarii beau automat mai puțin lapte matern/lapte de lapte pentru sugari și, în practică, rareori este necesar să se determine cantitățile exacte. De la vârsta de 10 luni, alimentația unui sugar constă din ce în ce mai mult în alimente solide.
Se recomandă o dietă fără proteine animale (carne, pește, ouă, produse lactate), leguminoase, cereale și produse din cereale. Prin urmare, cel târziu la sfârșitul primului an de viață, dieta ar trebui completată cu produse speciale cu conținut scăzut de proteine, cum ar fi pâinea și pastele. Diversi furnizori vând acum o gamă considerabilă, chiar dacă termenele de livrare sunt lungi și costurile sunt ridicate. Cantitățile definite de orez, cartofi și porumb pot fi utilizate zilnic în dietă datorită conținutului lor redus de proteine. Cu câteva excepții, legumele și fructele pot fi consumate în cantități adecvate vârstei. Consumul de proteine din legume și fructe din intestinul subțire este mult mai mic decât consumul de proteine din cereale și surse de proteine animale, cum ar fi carnea și
Tabelul 3: Intervalul țintă dependent de vârstă al nivelului sanguin Phe și frecvența controalelor
Vârsta 0-2 ani 2-10 ani Vârstă de 10 ani femei care doresc să aibă copii sau sunt însărcinate
Intervalul țintă: Phe nivel sanguin 100-300 µmol/l 100-400 µmol/l 100-600 µmol/l 100-300 µmol/l
Frecvența controalelor La fiecare 1-2 săptămâni La fiecare 1-2 săptămâni Min. 1 x pe lună săptămânal
Pentru a-și controla dieta, pacienții cu PKU efectuează în mod regulat auto-verificări ale nivelului sanguin de Phe. În acest scop, câteva picături de sânge sunt picurate pe cardurile de sânge uscate prevăzute cu un dispozitiv de lansare. Cardurile sunt uscate și trimise prin poștă la laboratorul special din centrul de metabolism, unde se determină valoarea Phe. Sunt necesare controale mai strânse, în special pentru copiii mici (0-2 ani) și pentru femei în timpul/înainte de sarcină.
Tabelul 4: Exemplu de calcul zilnic al cantității de Phe furnizate cu alimente
Legume, salată verde și ciuperci (două porții) Fructe (trei porții) Orez, cartofi, porumb Pasta cu conținut scăzut de proteine, pâine, produse de patiserie Cantitatea totală de Phe
Cantitate Gratuit Gratuit 150 g Potrivit poftei de mâncare
Phe în mg 50 50 150 aproximativ 50 300
O taxă forfetară de 50 mg Phe pe zi se percepe pentru legume, salată verde și ciuperci, același lucru se aplică fructelor. În principiu, pot fi consumate cantități gratuite. Vă recomandăm două porții pe zi pentru legume, salată verde și ciuperci și trei porții pentru fructe. O porție este cantitatea care se potrivește într-o mână. Există anumite restricții la aceste reguli, în special unele tipuri de legume cu un conținut de Phe ușor mai mare (de exemplu, spanac, broccoli) nu pot fi consumate după bunul plac. Nu este necesar să mâncați cantitatea maximă tolerată de Phe în fiecare zi.
NUTRIȚIA ȘI BOLILE METABOLICE LA COPII
Lista de referință: 1. Shaw V. Dietetică clinică pediatrică, ediția a IV-a. John Wiley & Sons, Marea Britanie, 2014. 2. Elmadfa I, Leitzmann C. Nutriția umană. Ediția a IV-a. Eugen Ulmer, Stuttgart 2004. 3. Löffler G, Petrides PE, Heinrich PC. Biochimie și patobiochimie. Ediția a 8-a, Springer, Heidelberg 2006. A 4-a Zschocke J, Hoffmann GF. Vademecum Metabolicum. Ediția a IV-a. Milupa metabolics, Friedrichsdorf, 2012. 5. MacDonald A, Rylance G, Davies P și colab. Utilizarea gratuită a fructelor și legumelor în fenilcetonurie. J Moștenește Metab Dis 2003; 26 (4): 327-338. 6. Weetch E, Mac-Donald A. Determinarea conținutului de fenilalanină din alimentele adecvate pentru fenilcetonurie. J Hum Nutr Diet 2006; 19 (3): 229-236. 7. Recomandări pentru tratamentul fenilcetonuriei și hiperfenilalaninemiei. Grupul Metabolic Elvețian. Pediatrie. 2006, 17 (2): 14.
11 2/15