Кіріспе

Аденозин монофосфат деаминазаның 1-типі жетіспеушілігі немесе AMPD1 – адам метаболизмінің бұзылысы, онда организмде AMP деаминаза ферментінің жеткілікті мөлшері үнемі жетіспейді. Бұл жаттығуға төзбеушілік, бұлшықет ауруы және бұлшықеттердің құрысуына алып келуі мүмкін. Бұрын бұл ауру миоаденилат деаминаза жетіспеушілігі (MADD) деп аталатын. Көбінесе бұл жетіспеушілік rs17602729 немесе C34T белгілі SNP мутациясынан туындайды. Алғашында бұл рецессивті (немесе таза гомозиготалық) бұзылыс ретінде қарастырылғанмен, кейбір зерттеушілер SNP-ның гетерозиготалық түрінің де ұқсас зиянды әсер ететінін хабарлады. Мутацияның гомозиготалық түрінде 1-ші хромосоманың екі тізбегінде де цитозин ("C") тиминге ("T") ауысқан, яғни "C;C" орнына "T;T" пайда болады. Сирек кездесетін, бірақ ұқсас жағдайларда екі гуанин ("G;G") негізі (өзгермеген түрінде) аденинге ("A;A") ауысқан жағдайлар да анықталды. Гетерозиготалық форманың ("C;T" немесе "A;G") әсеріне қатысты нақтылы консенсусқа қол жетпегенімен, оның да AMPD1 жетіспеушілігін тудыруы мүмкін деген деректер бар. Бұл ауру азиялықтар арасында сирек кездеседі. Шамадан тыс жүктемеден кейін қалпына келу бірнеше сағат, күн немесе тіпті айларға созылуы мүмкін. Рабдомиолиз жағдайында, яғни бұлшық ет талшаларының жылдам ыдырауында, қалпына келу уақыты бастапқы белсенділіктің ұзақтығы мен қарқындылығына, сондай-ақ қалпына келтіру кезеңіндегі артық жүктемеге байланысты. Бұлшықет ауруы MADD-тан туындаған бұлшықет ауруының себептері толыққанды түсініксіз, бірақ оның ішінара себебі лактат деңгейінің жоғарылауымен байланысты. Аденозин деңгейінің жоғарылауы ауырсынуды уақытша басады, бұл сезімсіздікке алып келуі мүмкін. Шамадан тыс жүктеме рабдомиолиздің ауыр түріне әкелуі мүмкін. Аденозин ауырсынуды аденозин рецепторлары арқылы жеткізеді. MADD ауыр физикалық жүктеме кезінде еркін аденозиннің деңгейінің артуына себеп болады, бұл жаттығудан туындаған бұлшықет ауруына алып келуі мүмкін. Уақыт өте келе, еркін аденозиннің артық деңгейі негізгі А1 аденозин рецепторларын төмендетеді, бұл бұлшықет ауруының күшеюіне әкеледі. Екіншілік рецепторлар (А3) перифериялық қабынуды күшейтеді, бұл да ауырсынуды арттырады. Бұлшықеттердің құрысуы Құрысудың себебі белгісіз, бірақ оның себебі лактат деңгейінің жоғарылауы, АТФ деңгейінің төмендеуінен туындаған мембрананың тұрақсыздығынан саркоплазмалық тор арқылы кальцийдің сигнал беруінің күшеюі немесе еркін аденозиннің деңгейінің артуы болуы мүмкін. Бұлшықет әлсіздігі Бұлшықет әлсіздігі негізгі симптом емес, бірақ рабдомиолизден туындаған созылмалы бұлшықет зақымдануының прогрессивті әсері ақырында айтарлықтай әлсіздікке алып келуі мүмкін. Ұзақ мерзімді метаболизмік әсерлер жүйке зақымдануына әкелуі мүмкін. Анестезия MADD-тан зардап шегетін науқастарда қатерлі гипертермияға, яғни дене температурасының бақылаусыз көтерілуіне және бұлшықеттердің тұрақты зақымдануына әкелуі мүмкін. MADD-тан зардап шегетін адамдарға операциядан бұрын анестезиологқа өз жағдайы туралы хабарлау ұсынылады.

Себептер

АМФ деаминаза – аденозин монофосфатын (АМФ) инозин монофосфатына (ИМФ) түрлендіретін фермент, осы процесте аммиак молекуласы босатылады. Бұл қант, май және белокты жасуша энергиясына айналдыратын метаболизм процесінің бір бөлігі. Энергияны пайдалану үшін жасуша митохондрия арқылы аталған отынның біреуін аденозин трифосфатына (АТФ) түрлендіреді. Жасуша процестері, әсіресе бұлшық еттер, АТФ-ты аденозин дифосфатына (АДФ) түрлендіреді, бұл жұмыс істеу үшін энергияны босатады. Ауыр немесе ұзаққа созылған орташа белсенділік кезінде басқа ферменттер АДФ-тың екі молекуласын бір АТФ молекуласына және бір АМФ молекуласына айналдырады, энергияны жеткізу үшін көбірек АТФ қолжетімді етеді. АМФ әдетте миоаденилат деаминаза арқылы ИМФ-қа түрлендіріледі, сондықтан миоаденилат деаминазаның жетіспеушілігі пурин нуклеотидтік циклы арқылы жасушаға қолжетімді энергияны азайтады. АМФ-ты ИМФ-қа түрлендірудің орнына, ол зардап шеккен адамдардың жасушаларында жинақталып, қанға өтеді және соңында бауырда метаболизмге ұшырайды. Ферменті бұзылған адамдарда 5' нуклеотидаза АМФ-тан рибоза мен фосфорды алып тастайды, бұл жаттығудан кейін бұлшық еттердегі аденозин деңгейін шамамен 16–25 есеге арттырады.

Механизм

АМФ молекулаларын деаминациялаудың жетіспеуі үш негізгі салдарға әкеледі. Біріншіден, жасушадан және организмнен маңызды мөлшерде АМФ жоғалады. Екіншіден, жасуша жұмыс істегенде аммиак босатылмайды. Үшіншіден, жасуша ішіндегі ИМП деңгейі сақталмайды. Бірінші салдар – АМФ жоғалуы – ең маңыздысы, себебі АМФ құрамында рибоза бар, ол ДНК, РНК және кейбір ферменттерді жасау үшін қолданылатын қант молекуласы. Дене кейбір рибозаны өндіре алады және бұршақ, қызыл ет сияқты РНК-ға бай көздерден қосымша ала алады, бірақ MADD салдарынан рибозаның жоғалуы кейде организмде тапшылық тудырып, қатты шаршау мен бұлшықет ауруына себеп болуы мүмкін. Бұл, әсіресе, адам апталар бойы немесе айлар бойы жүйелі түрде қарқынды жаттығулар жасаса немесе физикалық жұмыс істесе, орын алуы мүмкін. Екінші салдар – аммиактың болмауы – толыққанды түсініксіз. Бұл лимон қышқылы циклына қолжетімді фумарат мөлшерінің азаюына және денедегі азот оксиді (вазодилататор) деңгейінің төмендеуіне әкелуі мүмкін, бұл қарқынды жаттығу кезінде қан ағыны мен оттегі қабылдауды азайтады, бірақ бұл аденозиннің, басқа да вазодилататордың деңгейінің артуымен толықтырылуы мүмкін. Үшінші салдар – ИМП деңгейінің төмендеуі де толыққанды түсініксіз. Бұл бұлшықеттер өндіретін сүт қышқылы мөлшерінің азаюына әкелуі мүмкін, бірақ MADD кезінде сарысудағы лактат әдетте сәл жоғарылайды. АМФД жетіспеушілігі бар бұлшықет жасушасында не болып жатқанын қарапайым модель арқылы түсіндіруге болады. Екі негізгі жартылай тұрақты күй бар: біреуі жасушалық гликогеннің болуымен, екіншісі гликогеннің толық жұмсалуымен сипатталады. Екі күй де лимон қышқылы циклының төмендеуіне байланысты өзгертіледі. Гликогеннің бар екендігі және лимон қышқылы циклының қатты төмендеуі жағдайынан бастаңыз. Жасушаға маңызды жүктеме түскеннен кейін және фосфокреатин қоры жұмсалғаннан кейін АТФ-тың шағын мөлшері АМФ-қа дейін төмендейді. АМФ бірден миофосфорилазаны белсендіреді, ол гликогеннен глюкозаны босатып, оны гликолиттік жолға жібереді, пируват өндіреді және АМФ-ты АТФ-қа қайта зарядтайды. Пируваттың субстрат ретінде көп болуы және пируваттың лимон қышқылы циклының аралық өнімі α-кетоглутаратқа қосылуы, глютаматты тұтыну арқылы лимон қышқылы циклының жылдамдығы да артады. Гликолиз бен лимон қышқылы циклының үйлесімі АТФ өндірісін АТФ сұранысымен теңестіреді және АМФ қоры одан әрі өспейді. Пируваттың барлығы лимон қышқылы циклында толық жанып кетпейді – пируваттың концентрациясы оның жануын реттейді, артық пируват лактатқа айналып, қанға сүт қышқылы ретінде өтеді. АМФД белсенділігі қалыпты бұлшықет жасушаларында пурин нуклеотидтік цикл лимон қышқылы циклының аралық өнімдеріне фумаратты біртіндеп қоса бастайды. Бұл пируват өндірісінің артық мөлшерін азайтады, оның тұтынуын арттырады, лимон қышқылы циклының АМФ-ты АТФ-қа қайта зарядтау жылдамдығын арттырады және осылайша гликогеннен глюкозаның босауын азайтады, қандағы отынның жеткілікті болуы гликогенолизді толығымен тоқтатуға мүмкіндік береді. АМФД жетіспеушілігі бар бұлшықет жасушаларында лимон қышқылы циклының АТФ өндіру жылдамдығы АТФ сұранысымен үйлесімсіз болады. АМФД1 жетіспейтін бұлшықет жасушалары глютаматты едәуір көп жинап, тұтынады және сау бақылау тобына қарағанда бұл жағдайда көбірек аланин өндіреді, бұл жаттығу кезінде жасушада пируваттың жоғары концентрациясының пайда болуын көрсетеді. АМФ қоры да бақылау тобына қарағанда артады, бұл глюкозаның гликогеннен босатылу жылдамдығының жоғарылауына әкеледі. Бұл жағдай гликоген бар болғанша созылуы мүмкін және көмірсуларға бай тамақты үнемі жеу арқылы ұзартылуы мүмкін. Егер бұлшықеттерге түсетін жүктеме организмнің лактатты глюкозаға қайта өңдеу қабілетінен жоғары болса, онда қанда лактат жинақтала бастайды. Лактаттың бүйрекпен сіңіру шегіне жеткенде (жалпы халықта 5-6 ммоль/л), ол зәрмен жоғалады, көптеген калориялар жоғалады (және зәр кептіретін беттерде жарқын сары түсті бөлшектер пайда болады). Шамамен сол уақытта бүйрек қан қышқылдығын түзетуді бастайды. Артық қышқылданған несеп жиі несеп шығаруды талап етеді (көп емес көлемде) және "қызыл" несепке себеп болады. Лактатты шығару үшін бүйрек магнийді міндетті катион ретінде де шығаруы керек, бұл магнийдің жедел және созылмалы жетіспеушілігіне әкелуі мүмкін. Лактат немесе цитрат түріндегі қосымша магний де осылай жоғалуы мүмкін. Магний аэробтық метаболизмге өте маңызды болғандықтан, уақыт өте келе магнийді жоғалту цитрустық қышқыл циклының төмендеуіне, лактат өндірісінің артуына және магнийді жоғалтудың қайтадан артуына әкелуі мүмкін. АМФД жетіспеушілігімен тікелей байланысты болмаса да, егер адамның қанында d-лактаттың жоғары концентрациясы болса (көбінесе тағамнан және ішек ферментациясынан), лактаттың жоғалуы және магнийдің жоғалуы l-лактаттың (көбінесе бұлшықеттерден) бүйрекпен сіңіру шегіне жетпес бұрын жүзеге асуы мүмкін. Бұл l-лактат пен d-лактат бүйрекпен сіңіру үшін бәсекелесетініне және d-лактаттың бүйрекпен сіңіру шегі l-лактатқа қарағанда едәуір төмен болғанына (<1 ммоль/л) байланысты. Шығарылған метаболиттерді ерітіндіде ұстау үшін бүйрек сонымен қатар суды да шығаруы керек. Бұл сүт қышқылының толық тотығуына керісінше, ол организмге метаболикалық суды берер еді. Бұл жағдайда, денедегі су балансы бастапқыда бейтарап болса, жаттығудың басында ондаған минуттан кейін жедел шөлдеу сезіміне әкелуі мүмкін. Егер бұлшықеттерге түсетін жүктеме аз болса, лактат көбінесе глюкозаға қайта өңделеді немесе организмнің басқа жасушаларымен жанып кетеді. Алайда, жаңадан пайда болған глюкоза барлық жасушаларға қол жетімді болады, тек бұлшықет жасушаларына емес. Организмнің лактатты сіңіру қабілеті де төмендеуі мүмкін, егер бұлшықет жасушалары миофосфорилазаның жүктемелі жасушалардың ішіндегі концентрациясын жоғары ұстауына байланысты қаннан глюкозаны сіңіре алмаса және бауыр гликоген қорының сыйымдылығына дейін толған болса. Осылайша, соңында, бұл жағдайда бұлшықет жасушалары барлық гликогенін жоғалтуға тағдырланған. Бұл жағдайда АМФ-тың аденозинге ыдырауы аз болады, себебі АМФ қоры миофосфорилазаның күшті реттеуімен кішкентай болып сақталады. Ең жоғары үздіксіз жүктеме бұлшықеттерде лактаттың жиналуынан туындаған күйдіргіш сезімнің пайда болуымен шектеледі. Соңында, барлық гликоген жұмсалады және бұлшықет жасушасы басқа жартылай тұрақты күйге енеді. Бұл өту кезінде пируваттың көп болуына байланысты лимон қышқылы циклының белсенділігі кері қайтарылады және АТФ қорының маңызды бөлігі АМФ-қа дейін төмендейді, бұл лимон қышқылы циклының басқа механизмдермен (әлдеқанда АТФ концентрациясының төмендеуіне жауап беретін аллостериялық механизм арқылы немесе үлкейген АМФ қорымен AMPD белсенділігінің күшеюі арқылы) жылдамдатылуына мүмкіндік береді, АТФ өндірісі АТФ тұтынуымен теңестіріледі. АМФ-тың аденозинге айналуы, қанға (АМФ және оның әртүрлі метаболиттері) шығарылуы, одан әрі сілқышқышқылға айналуы және зәрмен шығарылуы белгілі бір уақытқа дейін маңызды болады, АМФ бұлшықет жасушасынан толығымен жойылғанша. Бұлшықет қозғалыстары айқын түрде дәлдігін жоғалтады. Тыныс алу баяулайды және осы сәттен бастап жүктемеге өте әлсіз және күш салуға ешқандай жауап бермейді. МакАрдл ауруындағыдай, бұлшықетке жүктемені жылдам арттыру қиын болады және мұндай жүктемені жылдам арттыру қан мен зәрге көбірек пуриндерді шығарады (мөлдір немесе қызыл қоңыр түсті, жылтыр кристалдар түрінде көрінеді және қышқылды болады). Бұл жағдай бұлшықет жасушаларына қан ағыны жеткіліксіз болғанда да орын алады (бірақ АМФ аз шығарылады және оның бір бөлігі метаболизмге ұшырайды...).

Диагностика

МАДД диагнозын жаттығудан туындаған миалгиясы, құрысулары және кейде әлсіздігі бар науқастарда қарастыру керек. Креатинкиназа деңгейінің шамалы жоғарылауы да болуы мүмкін. МакАрдл ауруы және карнитин циклының бұзылулары сияқты басқа бұлшықет ауруларын жоққа шығару қажет. Алқабына жүктеме бергеннен кейін аммиак деңгейінің көтерілмеуі МАдд-тің болуын көрсетеді. Диагнозды генетикалық тестілеу арқылы растауға болады.

Емдеу

MADD ауруы бар пациенттердің күшін және дене шынықтыруын, жаттығулар жасамай немесе шектен тыс жұмыс істемей сақтауы маңызды. Бұл тепе-теңдікті ұстану әдеттегіден қиынға түсуі мүмкін, себебі бұлшықет ауруы мен шаршауды дені сау адамдардан өзгеше сезінуі мүмкін. MADD-тың әсерінен туындаған симптомдарды жеңілдету үшін рибозаны ауыз жолымен тәулігіне 100 фунт салмаққа (0,2 г/кг) шамасында 10 граммнан беру және қажет болған жағдайда жаттығуларды реттеу арқылы қол жеткізуге болады. Рибоза сағат сайын қабылдағанда жасушаларға тікелей, бірақ шектеулі энергия көзін ұсынады. Миоаденилат деаминаза жетіспеушілігі бар пациенттер қарқынды жаттығулар кезінде рибозаны толық сіңіре алмайды, сондықтан АТФ деңгейін қалпына келтіру үшін қосымша препараттар қабылдау қажет болуы мүмкін. Креатин моногидраты AMPD-мен ауыратын пациенттерге де көмектесуі мүмкін, себебі ол анаэробты бұлшықет тіні үшін энергияның балама көзін қамтамасыз етеді және басқа да бұлшықет миопатияларын емдеуде тиімділігі дәлелденген.