Введение

Дефицит фосфофруктокиназы – редкое нарушение мышечного метаболизма, наследуемое по аутосомно-рецессивному типу. Он может встречаться у людей, а также у других млекопитающих (особенно у собак). Заболевание получило название в честь японского врача Сейичиро Таруи (род. 1927), впервые описавшего его в 1965 году.

У людей

Дефицит PFK у человека подразделяется на четыре типа: классический, с поздним началом, инфантильный и гемолитический. Эти типы различаются по возрасту проявления симптомов и по их характеру.

Классическая форма

Классический дефицит фосфофруктокиназы – наиболее распространенный тип этого заболевания. Он проявляется мышечными судорогами и слабостью, возникающими при физической нагрузке (иногда с рабдомиолизом), миоглобинурией, а также гемолитической анемией, вызывающей потемнение мочи спустя несколько часов. Гиперурикемия встречается часто из-за неспособности почек перерабатывать мочевую кислоту после повреждений, вызванных переработкой миоглобина. Тошнота и рвота после интенсивных физических упражнений – еще один распространенный признак классического дефицита PFK. У многих пациентов также отмечается повышенный уровень билирубина, что может приводить к желтушности кожи и слизистых. Симптомы этого типа дефицита PFK обычно проявляются в раннем детском возрасте.

Форма позднего появления

Поздненачальный дефицит PFK, как следует из названия, – это форма заболевания, проявляющаяся в более позднем возрасте. Распространенными симптомами, связанными с поздним началом дефицита фосфофруктокиназы, являются миопатия, слабость и утомляемость. Многие из более тяжелых симптомов, характерных для классической формы этого заболевания, отсутствуют при позднем его проявлении.

Детская форма

Дефицит фосфофруктокиназы также проявляется в редкой младенческой форме. Младенцы с этим дефицитом часто демонстрируют синдром вялого младенца (гипотонию), артрогрипоз, энцефалопатию и кардиомиопатию. Заболевание также может проявляться в центральной нервной системе, как правило, в форме судорог. Младенцы с дефицитом PFK часто также испытывают проблемы с дыханием. Показатель выживаемости при младенческой форме дефицита PFK низок, а причиной смерти часто является дыхательная недостаточность.

Гемолитическая форма

Особенностью этой формы расстройства является гемолитическая анемия, при которой эритроциты разрушаются преждевременно. Мышечная слабость и боль наблюдаются не так часто у пациентов с гемолитическим дефицитом ПФК.

У собак

Собачьи проявления заболевания схожи с таковыми у людей. Наиболее характерно, что у собак с дефицитом PFK наблюдается умеренная, но постоянная анемия с гемолитическими эпизодами, непереносимость физических нагрузок, гемоглобинурия и бледные или желтушные слизистые оболочки. Мышечная слабость и спазмы – нередкие симптомы, однако они встречаются реже, чем при дефиците PFKM у человека.

У людей

Чтобы заболеть болезнью Таруи, оба родителя должны быть носителями генетического дефекта, в результате чего ребенок унаследует полную форму рецессивного признака. Наиболее достоверным показателем риска является наличие в семье случая дефицита PFK.

У собак

Дефицит фосфофруктокиназы у собак чаще всего встречается у английских спрингер-спаниелей и американских кокер-спаниелей, но также был зарегистрирован у уиппетов и вахтельхундов. Метисы, происходящие от любой из этих пород, также подвержены риску наследования дефицита PFK.

Патофизиология

Фосфофруктокиназа – тетрамерный фермент, состоящий из трех типов субъединиц: PFKL (печень), PFKM (мышцы) и PFKP (тромбоциты). Комбинация этих субъединиц варьируется в зависимости от ткани. При данном состоянии дефицит субъединицы M (PFKM) фермента фосфофруктокиназы нарушает способность клеток, таких как эритроциты и рабдомиоциты (клетки скелетных мышц), использовать углеводы (например, глюкозу) для получения энергии. В отличие от большинства других болезней накопления гликогена, это заболевание напрямую влияет на гликолиз. Мутация снижает способность фосфофруктокиназы фосфорилировать фруктозо-6-фосфат перед его расщеплением на глицеральдегид-3-фосфат, который является лимитирующей стадией гликолитического пути. Ингибирование этой стадии препятствует образованию аденозинтрифосфата (АТФ) из аденозиндифосфата (АДФ), что приводит к недостатку энергии для мышц при интенсивных физических нагрузках. Это вызывает мышечные спазмы и боли – распространенные симптомы этого заболевания.

У людей

Генетическая мутация является причиной дефицита фосфофруктокиназы. У людей описано несколько различных мутаций в гене, кодирующем PFKM, приводящих к продукции субъединиц PFKM с незначительной или отсутствующей функцией. В результате у пораженных людей наблюдается лишь около 50–65% нормальной общей активности фермента фосфофруктокиназы.

У собак

Считается, что дефицит PFK обусловлен нонсенс-мутацией в гене, кодирующем PFKM. Это приводит к образованию нестабильного, укороченного белка, лишенного нормальной функции. В результате наблюдается почти полная потеря активности PFKM в скелетных мышцах. У собак с этой мутацией активность PFK в эритроцитах составляет 10–20% от нормы, что связано с более высокой концентрацией PFKM в этих клетках.

Диагноз

Симптомы дефицита фосфофруктокиназы могут тесно напоминать симптомы других метаболических заболеваний, включая дефицит фосфоглицераткиназы, фосфоглицератмутазы, лактатдегидрогеназы, бета-энолазы и альдолазы А. Диагноз может быть поставлен на основании биопсии мышцы, которая выявляет избыточное накопление гликогена. Отложение гликогена в мышцах является следствием нарушения нормального расщепления глюкозы, регулирующего распад гликогена. Анализы крови проводятся для измерения активности фосфофруктокиназы, которая будет снижена у пациентов с этим состоянием. У пациентов также часто отмечается повышенный уровень креатинкиназы. Кетогенная диета также способствовала улучшению симптомов у младенца с дефицитом PFK. Основа этого лечения заключается в том, что диета с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров заставляет организм использовать жирные кислоты в качестве основного источника энергии вместо глюкозы. Это позволяет обойти ферментативный дефект в гликолизе, уменьшая влияние мутировавших ферментов PFKM. Данный подход недостаточно изучен, чтобы подтвердить его эффективность в качестве метода лечения, однако продолжаются исследования для оценки этой возможности. Также доступны генетические тесты для определения, является ли человек носителем мутировавшего гена.

У собак

Диагностика дефицита фосфофруктокиназы у собак схожа с анализами крови, используемыми для диагностики этого состояния у людей. В большинстве случаев для точной диагностики используются анализы крови, измеряющие общую активность PFK в эритроцитах. Также доступно ДНК-тестирование для выявления носительства заболевания. Лечение в основном заключается в поддерживающей терапии. Владельцам рекомендуется ограждать своих собак от стрессовых или возбуждающих ситуаций, избегать воздействия высоких температур и интенсивных физических нагрузок. Важно также, чтобы владелец внимательно следил за любыми признаками гемолитического эпизода. Собак, несущих мутировавший ген, следует исключать из племенного разведения для снижения частоты встречаемости заболевания.