Le patologie del metabolismo degli aminoacidi a catena ramificata si verificano quando gli aminoacidi come leucina, isoleucina e valina non vengono degradati correttamente (metabolizzati) e i loro sottoprodotti tossici si accumulano nel sangue e nelle urine, causando vari sintomi. Questi disturbi si verificano quando i genitori trasmettono alla prole i geni difettosi che li causano.
Gli aminoacidi sono i “mattoncini” che costituiscono le proteine e svolgono molte funzioni nell’organismo. L’organismo produce alcuni degli aminoacidi di cui necessita, mentre altri vengono introdotti con l’alimentazione.
I bambini con una patologia del metabolismo degli aminoacidi a catena ramificata non sono in grado di degradare (metabolizzare) completamente gli aminoacidi come leucina, isoleucina e valina. Gli aminoacidi a catena ramificata sono così chiamati a causa della loro struttura chimica.
Esistono diversi tipi di disturbi ereditari. In molte patologie del metabolismo degli aminoacidi a catena ramificata, entrambi i genitori del bambino colpito sono portatori di 1 copia del gene anomalo. Poiché di solito sono necessarie 2 copie del gene anomalo (recessivo) affinché insorga il disturbo, di norma nessun genitore ne è affetto. (Vedere anche Panoramica sui disturbi metabolici ereditari.)
Nella maggior parte degli Stati Uniti, queste patologie vengono rilevate alla nascita nell’ambito dei test di screening neonatale di routine.
L’acidemia isovalerica, la malattia delle urine a sciroppo d’acero, l’acidemia metilmalonica e l’acidemia propionica sono alcune delle numerose patologie del metabolismo degli aminoacidi.
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 accumulato ha un odore simile al sudore.
Esistono 2 forme di acidemia isovalerica. Una inizia durante i primi giorni di vita. I sintomi che insorgono in questa forma 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. L’altra forma inizia diversi mesi o anni dopo la nascita. In questa forma, 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 (1 siringa alla volta), 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 gli aminoacidi leucina, isoleucina e valina. I sottoprodotti di questi aminoacidi si accumulano, causando alterazioni neurologiche, comprese convulsioni e deficit intellettivo. 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 quando sotto stress, ad esempio in corso di infezioni, interventi chirurgici o stress fisici di altro tipo presentano vomito, barcollamento durante la deambulazione, confusione e coma.
Per diagnosticare la malattia delle urine a sciroppo d’acero, i medici ricercano livelli elevati di aminoacidi nel sangue. La diagnosi viene confermata mediante test genetici.
I lattanti con la forma grave della malattia 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 un apparecchio esterno che rimuove il sangue dall’organismo e lo purifica (la cosiddetta emodialisi). Viene somministrata anche idratazione e nutrizione per via endovenosa.
Alcuni bambini con forme lievi della malattia possono beneficiare di integrazioni 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 enzima (un tipo di proteina) chiamato metilmalonil CoA mutasi non è funzionale, nell’organismo si accumulano livelli nocivi di acido metilmalonico. Questo enzima è necessario per degradare alcuni aminoacidi come l’isoleucina e la valina, nonché alcune altre sostanze. L’acidemia metilmalonica può essere causata da una carenza di vitamina B12 (cobalamina).
L’età alla quale iniziano i sintomi, i sintomi stessi 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 un enzima (un tipo di proteina) chiamato propionil-CoA carbossilasi non funziona, nell’organismo si accumulano livelli pericolosi di acido propionico. Questo enzima è necessario per degradare alcuni aminoacidi come l’isoleucina e la valina, nonché alcune altre sostanze.
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 elevati di acido propionico. La diagnosi è confermata misurando i livelli di propionil CoA carbossilasi nei globuli bianchi o in cellule di altri tessuti e/o mediante test genetici.
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 del lattante 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). 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).
Ulteriori informazioni
Di seguito si riportano alcune risorse in lingua inglese che possono essere utili. Si prega di notare che IL MANUALE non è responsabile del contenuto di tali risorse.
National Organization for Rare Disorders (NORD): questa risorsa offre informazioni sulle malattie rare a genitori e famiglie e include un elenco delle malattie rare, gruppi di sostegno e risorse sulla sperimentazione clinica.
Genetic and Rare Diseases Information Center (GARD): questa risorsa offre informazioni di facile comprensione sulle malattie rare o genetiche.
