A ketogén glikogén tárolási betegségek étrendi kezelése

Cikk információk

Kaustuv Bhattacharya, Sydney Gyermekkórház Hálózat, Gyermekkórház Westmeadben, Hainsworth Street, Sydney, Új-Dél-Wales 2145, Ausztrália. E-mail: [e-mail védett]

Absztrakt

Bevezetés

A kezelés történelmi perspektívája

Carl és Gerti Cori 1936-ban azonosította a Cori-észter-glükóz-1-fofátot. Ez közvetlenül a GSD I etiológiájának, nevezetesen a glükóz-6-foszfatáz (G6Páz) hiányának felfedezéséhez vezetett. 11 Az 1950-es években annak idején megvizsgált 10 kóros minta közül kettőben rendellenes glikogénszerkezetet mutattak ki - az egyik „hosszabb belső és külső lánccal rendelkezik, mint a normál glikogén.… Hasonlított az amilopektinhez”, a másik pedig „nagyon rövid külső ággal rendelkezett… egy foszforiláz-határértékű dextrin. ” 12 Kimutatták, hogy a limit dextrinosist (GSD III) amilóz-1,6-glükozidáz (debrancher) hiány okozta. Ez az enzim szokatlan, mivel 2 katalitikus helye van. Az oligo-1,4-1,4-glükán-transzferáz a 4 glükózmolekula közül 3-at az elágazóláncból egy szomszédos lineáris láncba visz át, míg az amil-1,6-glükozidáz megkönnyíti a maradék glükózmaradék 1,6-glikozidos hasítását.

Henri-Géry Hers az 1960-as években még 2 GSD enzimatikus bázisát fedezte fel, nevezetesen a GSD II (Pompe-betegség) és a GSD VI (máj foszforiláz-hiány) nevű nevét. 13,14 Annak ellenére, hogy az 1950-es években felfedezték a foszforilil-kinázt (PhK), a betegséghez való viszonyát csak az 1960-as évek végén azonosították. A foszforiláz-kináz egy heterotetramer (α, β, γ, δ) 4, és mindegyik alegységnek különböző izoformái vannak. 2,15 A katalitikus hely a γ alegységen található, míg a többi alegység szabályozó funkcióval rendelkezik. 16,17 Számos olyan gént azonosítottak, amelyek különböző öröklődéssel és szöveti expresszióval rendelkeznek, kódolva ezeket az alegységeket, és ezért a IX. Típusú GSD jelentős fenotípusos változékonysággal rendelkezik. 2,18,19

E rendellenességek felfedezésével párhuzamosan John Fernandes az 1960-as és 1970-es években érdekes fiziológiai tanulmányok sorozatát végezte el, hogy megpróbálja meghatározni a GSD-k optimális kezelését. 4,20 A rövid távú élettani vizsgálatok számos rendellenességben tesztelték az egyszerű cukrok, diszacharidok, zsírok és fehérjék feldolgozása körüli hipotéziseket kis számú beteg esetében. Ezeknek a vizsgálatoknak az extrapolációját az alábbiakban foglaljuk össze a KGSD-vel kapcsolatban.

Fruktóz és galaktóz korlátozás

Két GSD VI-ben szenvedő beteget tanulmányoztak Fernandes és van de Kamer 1965-ben kiadott tanulmányában glükóz, fruktóz és galaktóz felhasználásával. 21 Bár az az érv hangzik el, hogy a GSD I-ben egyik cukor sem glükoneogén, megjegyzik, hogy a 2 GSD VI-ben szenvedő betegben szintetizálják a glükózt. Egy későbbi 1968-as cikkben 5 GSD III-ban szenvedő beteget vizsgáltak fruktózzal, glükózzal, galaktózzal, búzakeményítővel és különféle fehérjékkel. A glükóz beadása után az éhomi ketózis szuppressziója következett be, de az étkezés utáni laktátszint emelkedett. A többi egyszerű cukor esetében hasonló reakció figyelhető meg, bár a laktátszint emelkedése magasabbnak tűnt a galaktóz alkalmazásakor. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy „a fruktóz és a galaktóz egyenértékű a glükózzal, de a keményítő előnyösebb, mert emésztése és felszívódása fokozatosabb”.

Magas fehérjetartalmú étrend

Nagy zsírtartalmú/keton alapú étrend

Részletes étrendi adatok vannak azokról a testvérekről, akik agresszív kardiomiopátiában szenvednek a GSD III-val szemben, Valayannopoulos et al. Az infantilis kardiomiopátia ritka a GSD III-ban. 29 Mindazonáltal a szerzők feltételezik, hogy mivel a gyermekek magas glükózbevitellel rendelkeznek, az inzulin által közvetített lipolízis gátlás miatt nem volt elegendő a keton testtermelés. Következésképpen bizonyítják, hogy a d, l-3-hidroxi-butiráttal végzett kezelés és a ketogén étrend megmenti a második testvért, miután úgy tűnt, hogy a 11 hónapos korában elhunyt nővér menetét követi. Brambilla és munkatársai a kardiomiopátia javulását tárgyalják 2 testvérnél, akik a kukoricakeményítő 5-ről 6 g/kg/nap-ra 0-ra változtatják a szénhidrát-bevitelt, a teljes energiafogyasztás szénhidrát-arányának változásával a bevitel 50% -áról 60% -ra 15% -ra csökken. 30 Mayorandan és mtsai jelentése szerint a módosított Atkins-diéta 2 egyénnél javította a kardiomiopátiát, bár 1 nem tartotta fenn a megfelelést. 31

Esettanulmány - Glükóz-toxicitás a GSD IX-ben?

Nehéz ésszerű döntést hozni a megfelelő kezelésről, ha a különböző jelentések jó eredményeket mutatnak a magas szénhidrát-, zsír- és fehérjetartalmú étrend mindegyikében a KGSD esetében. 7 Valószínűleg előfordul, hogy nincs egyetlen legjobb étrend. Megpróbáljuk ezt megvitatni az alábbi esettanulmány összefüggésében, ahol a végrehajtott beavatkozás a C típusú GSD IX-es gyermekek májfunkciójának romlásához vezetett.

1. ábra: A testvér változásai 2. A, Rendszeres, nagy energiájú tápszer használata éjjel és nappal (5 bolus adagolás), ami a májfunkciós tesztek emelkedéséhez vezet. B, Nagy energiájú takarmány pótlása alacsony zsírtartalmú izokalórikus tehéntejhez és nyers kukoricakeményítőhöz, ami a májfunkciós tesztek javulásához vezet.

Az étrend makroelem-összetétele - mit kell tenni?

A téma, amely az összes esetjelentésből kiderül, főként a GSD III-ban, de a GSD IX C-vel kapcsolatos esetünk az, hogy problémák tűnnek fel, ha túl sok szénhidrátot adnak be. A jelentett sikeres étrendekben a szénhidrát néha csökken és helyettesít egy másik makrotápanyagot. Ebben a helyzetben a szénhidrát kiszorul az étrendből. Más körülmények között a szénhidrát hatását egy másik makrotápanyag „hígítja”. Ez lényegében megváltoztatná a beadott szénhidrát glikémiás terhelését. Eseteink azt mutatják, hogy nemcsak a makrotápanyagot kell figyelembe venni, hanem a minőségét is. Ez nem új fogalom, és John Fernandes az 1960-as évek tanulmányai során külön kommentálta az egyszerű cukrokról a GSD III-ban írt cikkében.

Ami az 1960-as években nem volt világos, az a mérték, hogy a túlzott egyszerű cukorhasználattal milyen hosszú távú szövődmények jelentkezhetnek. A hivatkozott esetjelentések sokfélesége jelzi a ketogenezist vagy a glükoneogenezist fokozó alternatív makrotápanyagok megmentését. Több fehérje és zsír, valamint egyéb tápanyagok étrendben történő használata megváltoztatja az adott étkezés glikémiás terhelését. Ezért ezek a beavatkozások valószínűleg kevesebb glükóz- és laktáttörzshez vezetnek az ilyen betegeknél, azzal a feltétellel, hogy elegendő szénhidrát marad az étrendben a hipoglikémia megelőzésére is. Azonban feltenni kell a kérdést, hogy elsősorban mi az aggasztó szövődmények etiológiája?

A szervezet metabolikus reakcióját a glükózterhelésre és a magas GI-tartalmú ételekre más körülmények között tanulmányozták. A GI index a szénhidráttartalmú ételek glikémiás válasz szerinti osztályozásának rendszere. 33 Kimutatták, hogy a magas GI-tartalmú ételek fogyasztása összefügg a szív- és érrendszeri betegségek és a II-es típusú cukorbetegség fokozott kockázatával. 34-36 A magasabb fehérjebevitel szignifikánsan csökkenti a relatív glikémiás választ, a görbe alatti területet és a glükóz csúcsnövekedését 50 g-os szénhidrátterhelés során, 36 ami részben megmagyarázhatja a megnövekedett fehérje előnyeit a GSD-ben. Slonim és munkatársai további adatokat szolgáltattak arra utalva, hogy a fehérje glükoneogén szubsztrátot szolgáltat, Valayannopoulos és mtsai azt mutatják, hogy a túlzott glükózszint mellett a keton testtermelése is károsodik. 29 Hogy ezek a megközelítések jobbak-e, mint egyszerűen csökkenteni a glükóz csúcsértékeket és az inzulin felszabadulást komplex szénhidrátok, például Glycosade (Vitaflo Int Ltd, Liverpool, Egyesült Királyság) vagy brazil manióka keményítő (édes polvilho) alkalmazásával, még nem látható. 37 -39

2. ábra: A glikogén-szintáz és a glikogén-foszforiláz reciprok aktiválódását és deaktiválását bemutató diagram a protein-kináz és az 1. protein-foszfatáz köztitermékek révén. Adaptálva Berg et al. 40

Vannak olyan tanulmányok is, amelyek a hiperglikémiát összekapcsolják a májkárosodással más klinikai körülmények között, bár ennek hátterében a mechanizmusok még mindig rosszul vannak meghatározva. Megállapították, hogy a jó glikémiás kontroll a cirrhosisban szenvedő hepatitis B-ben szenvedő betegek túlélésével jár, a hepatitis C-ben szenvedő betegeknél pedig a magas szérum glükózszint a fokozott májfibrózissal jár. 46 Meglévő májbetegségben szenvedő felnőtt betegeknél szintén észlelték a túlzott glükóz- és inzulinprofilokat az orális glükózterhelés után. 47

A kardiomiopátia a cukorbetegség jól elismert jellemzője, és cukorbeteg anyák csecsemőinél tapasztalható. Ennek a szövődménynek a kórélettana nem teljesen ismert, de a glükóz és az inzulin homeosztázis diszfunkciójával kezdődik. Amint leírtuk, a glükóz, az inzulin és az ellenszabályozó homeosztázis diszregulációja is van a KGSD-ben, ami hasonló kóros következményekhez vezethet. A megváltozott glükóz- és inzulinháztartás következtében cukorbetegségben bizonyíték van mitokondriális diszfunkcióra, csökkent lipolízisre, mikroangiopathiára és fokozott kollagénlerakódásra, fokozott térhálósodással. Mindezek továbbra is elfogadható mechanizmusok maradnak a kardiomiopátiában és véget vetnek a szerv károsodásának a KGSD-ben. 48,49

Összegzés

Egyetértés mutatkozik abban, hogy a túlzott egyszerű cukrok kárt okozhatnak, amint azt Derks és Smit, valamint az American College of Medical Genetics Practice irányelvei kimondják: „Az egyszerű cukrok nem részesülnek a komplex szénhidrátokban és fehérjében magasabb étrend mellett." 3,7 A családok általában megértik a hipoglikémia kezelésére vonatkozó egyszerű utasításokat. Az ilyen típusú menedzsmentről jól beszámoltak, és évtizedek óta központi szerepet játszik a GSD szakirodalomban. 6 Ugyanakkor a hipoglikémia kezelésének elmozdulásának meg kell történnie a megelőzés érdekében komplex szénhidrátok vegyes étrend alkalmazásával, esetleg a fehérje vagy a zsír relatív növekedésével. Fiziológiai adatok arra utalnak, hogy a fehérje valóban glükoneogén szubsztrátumokat termel, és számos jelentés szól a megmentésről a fehérje használatának növelésével. A növekedés mértékét és a fehérje típusát sem határozták meg. Nincs elegendő tanulmány annak igazolására, hogy valamelyik aminosavnak van-e különös előnye. Az MCT-alapú étrendet, a módosított Atkins-diétát és a terápiás ketonok alkalmazását mentési helyzetekben is alkalmazták. Ezen jelentések némelyikében a premorbid étrend-bevitel rosszul meghatározott.

A KGSD körültekintő megközelítése az alacsony GI-alapú étrend alkalmazása lenne, az egyszerű cukorfelhasználás lehető legnagyobb mértékű csökkentése. A normál teljes energiaigény 30% -ának megfelelő magas biológiai értékű fehérjebevitel gyakorlatias célnak tűnik a legtöbb család számára. További komorbiditások azonosítása esetén a fehérje további növelése, a zsír használata, az MCT egyidejű szénhidrát-csökkentéssel vagy terápiás ketonok alkalmazhatók.

Nyilatkozat az ütköző érdekekről
A szerző (k) a következő lehetséges összeférhetetlenségeket deklarálták a cikk kutatásával, szerzőségével és/vagy publikációjával kapcsolatban: Dr. Bhattacharya kapott támogatást a Glcologic Ltd és a Vitaflo Ltd által szponzorált klinikai vizsgálatokhoz 2008 előtt.

Finanszírozás
A szerző (k) nyilvánosságra hozták a következő pénzügyi támogatás kézhezvételét a cikk kutatásához és/vagy szerzőjéhez: Dr. Bhattacharya tanácsadói munkát végzett a Vitaflo Ltd-nél 2008-ban.