Дефекти на каталазата и пероксидазата МКБ E80.3

Към рубриката дефекти на каталазата и пероксидазата се включва заболяването акаталазия.

Акаталазията, известна още като болест на Takahara или дефицит на каталаза, е автозомно-рецесивно пероксизомно разстройство, причинено от отсъстващи или много ниски нива на ензима каталаза. Каталазата разгражда водородния прекис в клетките до вода и кислород. Ниските нива на каталаза могат да доведат до натрупване на водороден прекис, причинявайки увреждане на клетките.

Хетерогенната група генетични нарушения е открита за първи път през 1948 година от Такахара в Япония, отоларинголог, който установява, че в случаите на прогресивна орална гангрена водородният пероксид, нанесен върху язвата, не реагира по обичайния начин.

Епидемиология

Акаталаземията представлява много рядко генетично заболяване с приблизителна честота 1 на 31 250 от индивидите в общата популация. Според различни епидемиологични проучвания разпространението на това разстройство е 1 на 12 500 души в Япония, 1 на 25 000 души в Швейцария и 1 на 20 000 души в Унгария. Разпространението на акаталаземията в други популации е неизвестно.

Етиология

Акаталаземията се причинява главно от мутации в CAT гена, който кодира каталазата. Този ген предоставя инструкции за направата на ензима каталаза, който разгражда молекулите на водородния прекис до кислород и вода. Водородният пероксид се получава чрез химични реакции в клетките. При ниски нива той участва в няколко химически сигнални пътя, но при високи нива е токсичен за клетките. Ако водородният прекис не се разгражда от каталаза, допълнителни реакции го превръщат в съединения, наречени реактивни кислородни видове, които могат да увредят ДНК, протеини и клетъчни мембрани.

Мутациите в CAT гена значително намаляват активността на каталазата. Недостигът на този ензим може да позволи на водородния пероксид да се натрупа до токсични нива в определени клетки. Например, водородният прекис, произведен от бактериите в устата, може да се натрупва и да уврежда меките тъкани, което води до язви в устата и гангрена. Натрупването на водороден прекис може също да увреди бета-клетките на панкреаса, които отделят хормон, наречен инсулин, който помага за контрол на кръвната захар. Счита се, че неправилно функциониращите бета-клетки са в основата на повишения риск от диабет тип 2 при хора с акаталаземия. Не е ясно защо някои хора нямат здравословни проблеми, свързани със загуба на каталазна активност.

Много хора с намалена активност на каталазата нямат идентифицирана мутация в CAT гена. В тези случаи причината за състоянието е неизвестна. Изследователите вярват, че други генетични и екологични фактори също могат да повлияят на активността на каталазата.

Акаталаземията има автозомно-рецесивен модел на наследяване, което означава, че и двете копия на CAT гена във всяка клетка имат мутации. Когато и двете копия на гена са променени, активността на каталазата се намалява до по-малко от 10% от нормалното.

Когато само едно от двете копия на CAT гена има мутация, активността на каталазата се намалява приблизително наполовина. Това намаляване на активността на каталазата често се нарича хипокаталаземия. Подобно на акаталаземията, хипокаталаземията обикновено не причинява никакви здравословни проблеми.

Клинична картина

Клинична картина при дефекти на каталазата и пероксидазата заболяването е много специфична.

При наличие на тежък ензимен дефицит най-често се откриват лезии по устната лигавица. Пациентите са с повишен риск от развитие на захарен диабет. Ниските концентрации водороден пероксид действат като преносител на инсулиновите сигнали, а високите концентрации са токсични, особено за панкреатичните клетки.

Каталазата в еритроцитите е основен регулатор на метаболизма на водородния пероксид. Всички вродени или придобити дефекти на ензима водят до повишени концентрации на водороден пероксид с последващи ефекти. Началото на диабета при дефицитните на каталаза индивиди е с 10 години по-рано, отколкото при здравите индивиди. Концентрацията на С-пептид е под референтните стойности. Ранното развитие на диабет тип 2 при пациентите не се дължи на специфични мутации, а на натрупването на водороден пероксид.

Предполага се, че дефицитът на каталаза предразполага към увреждане на кожата под въздействие на ултравиолетовите лъчи и към развитието на лек умствен дефицит.

Диагноза

Първоначалната диагноза на акаталаземията се основава главно на изследване на устната кухина, което е последвано от получаване на задълбочена фамилна анамнеза на пациента. Диагнозата се потвърждава предимно от различни генетични тестове, като молекулярно генетично тестване (изследване на един ген или къси порции ДНК), хромозомно генетично тестване (изследване на цяла хромозома или дълги порции ДНК) и биохимични генетични тестове (изследване количество или активност на протеините).

Следващото поколение секвениране на целия кодиращ регион на CAT гена и анализ на делеция/дублиране са най-често използваните диагностични методи за акаталаземия. Тестовете се използват главно за идентифициране на причините за мутации при заподозрени пациенти.

Лечение

Понастоящем няма лечение за акаталаземия. Тъй като основните симптоми на акаталаземията са язва на устната кухина и гангрена, лечението на пародонта обикновено се счита за намаляване на увреждането на тъканите и подобряване на хигиената на устната кухина.

По отношение на генната и ензимната терапия, проучвания върху животни показват, че имплантирането на изкуствени клетки, съдържащи екзогенна каталаза, може да замести нефункционалния ендогенен ензим и да подобри състоянията, свързани с дефекти на каталазата и пероксидазата. Понастоящем няма налични изследвания върху хора, които да установят този факт.

Заглавно изображение: freepik.com