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Panoramica sulle patologie del metabolismo degli aminoacidi

Di

Matt Demczko

, MD, Sidney Kimmel Medical College of Thomas Jefferson University

Ultima revisione/verifica completa feb 2018| Ultima modifica dei contenuti feb 2018
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Le patologie del metabolismo degli aminoacidi sono disturbi metabolici ereditari. Le malattie ereditarie si verificano quando i genitori trasmettono alla prole geni difettosi che causano tali patologie.

Gli aminoacidi sono i blocchi di costruzione delle proteine e svolgono molte funzioni nell’organismo. Le patologie ereditarie dell’elaborazione degli aminoacidi (metabolismo) possono essere il risultato di difetti della degradazione degli aminoacidi o della capacità dell’organismo di trasportarli all’interno delle cellule. Poiché queste alterazioni provocano sintomi nei primi giorni di vita, i neonati vengono controllati sistematicamente per varie patologie comuni. Negli Stati Uniti i neonati vengono regolarmente sottoposti a screening di

I neonati vengono anche sottoposti a screening per vari altri disturbi ereditari, che variano però da Stato a Stato.

Aminoacidi a catena ramificata

Gli aminoacidi a catena ramificata sono così chiamati a causa della loro struttura chimica. Leucina, isoleucina e valina sono gli aminoacidi a catena ramificata che rappresentano i mattoncini che costituiscono le proteine nell’organismo. Se questi aminoacidi non vengono metabolizzati correttamente, si accumulano nel sangue e nelle urine assieme ai loro prodotti di scarto, causando alcuni disturbi.

Acidemia isovalerica

Se l’aminoacido leucina non viene metabolizzato correttamente, nell’organismo si accumulano livelli pericolosi di acido isovalerico. Nell’acidemia isovalerica l’enzima necessario per degradare la leucina, chiamato isovaleril-CoA deidrogenasi, è assente o non funziona correttamente. L’acidemia isovalerica è nota anche come sindrome dei piedi sudati, perché l’acido isovalerico ha un odore simile al sudore.

Esistono due forme di acidemia isovalerica. Una si manifesta durante i primi giorni di vita e l’altra vari mesi o anni dopo la nascita. I sintomi che insorgono nei primi giorni di vita includono inappetenza, vomito e problemi di respirazione man mano che i neonati sviluppano un accumulo di acido nel sangue (acidosi metabolica), bassi livelli di zucchero nel sangue (ipoglicemia) e un aumento dell’ammoniaca nel sangue (iperammoniemia). È possibile che le cellule ematiche non vengano prodotte nel midollo osseo come succede normalmente. Nella forma che si manifesta più avanti nel tempo, i sintomi sono intermittenti e simili a quelli della forma precoce, ma meno gravi.

L’acidemia isovalerica viene diagnosticata mediante esami del sangue e delle urine per rilevare livelli innalzati di acido isovalerico.

Per trattarla, si somministrano idratazione e nutrizione (comprese alte dosi di uno zucchero detto destrosio) per via endovenosa e integratori di glicina per aiutare l’organismo a eliminare l’eccesso di acido. Se tali misure non si rivelano utili, i medici possono prelevare una piccola quantità del sangue del bambino (una siringa alla volta) e sostituirlo con volumi uguali di sangue fresco di un donatore (la cosiddetta exsanguinotrasfusione) e rimuovere sostanze dal sangue mediante un catetere inserito nell’addome attraverso la parete addominale (la cosiddetta dialisi peritoneale). È necessario limitare il consumo di leucina e continuare ad assumere integratori di glicina e un altro aminoacido chiamato carnitina. Con il trattamento, la prognosi è eccellente.

Malattia delle urine a sciroppo d’acero

I bambini con urine a sciroppo d’acero non sono in grado di metabolizzare leucina, isoleucina e valina. I sottoprodotti di questi aminoacidi si accumulano, causando alterazioni neurologiche, comprese convulsioni e ritardo mentale. I sottoprodotti fanno anche sì che i liquidi organici, come le urine, il sudore e il cerume, odorino di sciroppo d’acero. Questa malattia è più frequente nelle famiglie dei mennoniti.

La malattia delle urine a sciroppo d’acero si presenta in molte forme. Nella forma più grave i bambini manifestano vomito e letargia e successivamente sviluppano alterazioni neurologiche, fra cui convulsioni e coma, durante le prime settimane di vita; senza trattamento si può giungere al decesso in pochi giorni o settimane. Nelle forme meno gravi i bambini inizialmente sembrano sani, ma in corso di infezioni, interventi chirurgici o stress fisici di altro tipo presentano vomito, barcollamento, confusione e coma.

Dal 2007 quasi tutti gli Stati degli Stati Uniti richiedono la valutazione di tutti i neonati per la malattia delle urine a sciroppo d’acero mediante un esame del sangue. I medici ricercano anche livelli elevati di aminoacidi nel sangue.

I lattanti con malattia grave vengono trattati limitando rigorosamente la dieta e talvolta rimuovendo sostanze dal sangue mediante un catetere inserito nell’addome attraverso la parete addominale (la cosiddetta dialisi peritoneale) o utilizzando una macchina esterna per rimuovere il sangue dal corpo e purificarlo (la cosiddetta emodialisi). Viene somministrata anche idratazione e nutrizione per via endovenosa.

Alcuni bambini con malattia lieve possono ricevere benefici da iniezioni di vitamina B1 (tiamina). Quando la malattia è sotto controllo, i bambini devono sempre seguire un’alimentazione artificiale speciale a basso contenuto di leucina, isoleucina e valina. Inoltre, gli operatori sanitari devono predisporre un piano di emergenza per gestire un eventuale attacco improvviso che potrebbe determinare un accumulo di sostanze tossiche nel sangue e ridurre la glicemia (cosiddetta crisi metabolica). Gli attacchi improvvisi sono per la maggior parte scatenati da infezioni comuni.

Un trapianto di fegato cura la malattia.

Acidemia metilmalonica

Quando un certo enzima non funziona, livelli pericolosi di acido metilmalonico si accumulano nell’organismo. Il disturbo può essere causato da una carenza di vitamina B12 (cobalamina). L’età alla quale iniziano i sintomi, i sintomi e il trattamento sono simili a quelli dell’acidemia propionica con l’eccezione che si possono somministrare integratori di vitamina B12 invece che biotina.

Acidemia propionica

Quando uno specifico enzima (un tipo di proteina) chiamato propionil-CoA carbossilasi non funziona, nell’organismo si accumulano livelli pericolosi di acido propionico.

Nei lattanti più colpiti i sintomi iniziano nei primi giorni o settimane di vita e includono inappetenza, vomito e problemi respiratori man mano che il lattante sviluppa un accumulo di acido nel sangue (acidosi metabolica), basso livello di zucchero nel sangue (ipoglicemia) e un aumento dell’ammoniaca nel sangue (iperammoniemia). Possono verificarsi convulsioni o coma. Fattori di stress come digiuno, febbre o infezione, possono scatenare un attacco. I bambini che sopravvivono al disturbo possono sviluppare problemi renali, deficit intellettivo, anomalie neurologiche e problemi cardiaci.

L’acidemia propionica viene diagnosticata mediante esami del sangue e delle urine per rilevare livelli innalzati di acido propionico. Si misurano anche i livelli di propionil-CoA carbossilasi nei globuli bianchi o in altre cellule tissutali.

Per trattare l’acidemia propionica si somministrano idratazione e nutrizione (comprese alte dosi di destrosio) per via endovenosa e si limita il consumo di proteine del lattante. Se queste misure non hanno successo, si può tentare di rimuovere sostanze dal sangue mediante un catetere inserito nell’addome attraverso la parete addominale (la cosiddetta dialisi peritoneale) o utilizzano una macchina esterna per rimuovere il sangue dal corpo e purificarlo (la cosiddetta emodialisi). Crescendo, il bambino deve continuare a rispettare le restrizioni alimentari e può dover assumere integratori di carnitina. Spesso i medici prescrivono antibiotici, perché i batteri intestinali possono provocare un accumulo di acido propionico. Inoltre, gli operatori sanitari devono predisporre un piano di emergenza per gestire un eventuale attacco improvviso che potrebbe determinare un accumulo di sostanze tossiche nel sangue e ridurre la glicemia (cosiddetta crisi metabolica).

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