Glycogen storage disease (Biochemical Application)

Glycogen storage disease เป็นกลุ่มโรคที่เกิดจากความผิดปกติในการสลาย glycogen เนื่องจากขาด enzyme ที่ใช้ใน glycogenolysis ก็จะพบ glycogen สะสมที่ตับและกล้ามเนื้อเป็นปริมาณมาก ทำให้เกิดอาการคือ

1.      hypoglycemia เนื่องจากสลาย glycogen ออกมาใช้ไม่ได้

2.      hepatomegaly ตับจะโตจากการที่ glycogen ไปสะสมแทรกตัวใน hepatocyte

3.      จากการที่ glycogen ไปสะสมที่กล้ามเนื้อต่างๆ การทำงานของกล้ามเนื้อก็จะไม่ดีเนื่องจากมีตัวมาขัดขวาง กล้ามเนื้อจะโตแต่มี moter weakness เช่น ปวดบวมบ่อยๆ เป็นตะคริว รู้สึกตึงที่แขนหลังยกของหนัก เป็นมาตั้งแต่เด็ก glucose ในเลือดปกติ ถ้ามีการสะสมที่กล้ามเนื้อหัวใจก็จะเกิด cardiomyopathy และเกิด heart failure ได้

Type	Character
Type I von Gierke’s disease	ขาด Glucose-6-phosphate ทำให้ glycogen สะสมที่ตับและไต ตับปล่อย glucose ไม่ได้; ช่วงอดอาหารจึงมี hypoglycemia, ketosis, hyperlipemia
Type II Pompe’s dis	ขาด enzyme ย่อย glycogen พบว่า lysosome ในหัวใจและตับมีขนาดใหญ่ มักเสียชีวิตแต่เด็ก
Type III/ limit dextrinosis Forbes’ dis/ Cori’s dis	ขาดการทำงานของ debranching enzyme ทำให้ glycogen มีโครงสร้างผิดปกติ
Type IV Amylopectinosis	ขาดการทำงานของ branching enzyme ทำให้ glycogen แตกกิ่งน้อย heart failure, liver failure
Type V Myophosphorylase deficiency	ขาดการทำงานของ phosphorylase ในกล้ามเนื้อ ออกกำลังได้น้อย, lactate ↓↓
Type VI/ Hers’ dis	ขาดการทำงานของ phosphorylase ในตับ จึงมี glycogen สะสมในตับมาก, hypoglycemia แต่ไม่รุนแรง, เป็นอันตรายเพราะสมองต้องใช้กลูโคสจากเลือดตลอดเวลา
Type VII/ Tarui’s dis	ขาด phosphofructokinase (หน้าที่ glycolysis) ในกล้ามเนื้อและ RBC, ออกกำลังกายได้น้อย, hemolytic anemia
Type VIII	ขาดการทำงานของ phosphorylase ในตับ อาการเหมือน type VI

Key สำคัญในส่วนของ clinical part ที่อยากให้นึกถึง คือ

1.      คนที่เป็น liver disease เช่น cirrhosis ตับมันเจ๊งหมด ดั้งนั้นกระบวนการต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น gluconeogenesis, glycogenolysis หรือการสะสม glycogen จะแย่ไปหมด จึงมีโอกาสเกิดภาวะ hypoglycemia ได้ง่ายกว่าคนปกติ ยิ่งกินเหล้าก็จะเกิด hypoglycemia มากขึ้นไปอีก คนไข้จะมาด้วยหมดสติ หรือ hypoglycemia coma ได้

2.      hepatic encephalopathy คือ brain dysfunction จากการที่ตับทำงานไม่ได้ มี pathway หนึ่งที่เราใช้กำจัด amino acid ก็คือพวก transamination ซึ่งอาศัย metabolite ใน Kreb’s cycle ดังนั้นคนไข้ liver disease ปฏิกิริยานี้จะเสียไป การกำจัดของเสียเหล่านี้ก็จะลดลง จึงมีของเสียคั่ง

โดยทั่วไปการกำจัดของเสียพวกกรดอะมิโน เรามักจะกำจัดโดยใช้ urea cycle แต่เนื่องจากตับมันเจ๊ง urea cycle ก็จะเกิดไม่ได้ พวกแอมโมเนียก็จะไปที่ brain แล้วทำให้เกิด encephalopathy

บางคนก็บอกว่า ของเสียตัวนั้นเนี่ยมันก็จะไปสู่กระแสเลือดแล้วเข้าสู่ brain เซลล์ใน brain ก็พยายามจะสลายมันโดยใช้ปฏิกิริยาต่างๆ ซึ่งการที่จะสลาย amino group ต้องอาศัยพลังงาน ทำให้พลังงานที่ใช้ใน normal function ของ brian เสียไป ก็จะเกิด encephalopathy มันก็อธิบายได้หลาย mechanism แต่โดยภาพรวม คือ เกิดจากการที่มีของเสียสูงขึ้นเพราะตับเสียการทำงาน ซึ่งเราสามารถ relate กับ Kreb cycle ได้