الخطأ الاستقلابي الخلقي Inborn error of metabolism، هومجموعة كبيرة من الأمراض الوراثية المتعلقة بالاستقلاب. والاضطراب الاستقلابي هوأي خلل يسبب فقد الرقابة على وضع استتباب الجسم، أوأي عامل يتدخل في كيفية بناء الغذاء في الجسم أوهدمه لحفظه سليماً معافى. وتسبب بعض المورثات (الجينات) المتنحية الجسمية somatic recessive genes حدوث كثير من العلل الاستقلابية.

يمكن حتى يتسبب عدم توازن العناصر الغذائية أونقصها، أوالإدارة غير الحكيمة لبرامج التغذية الحيوانية، في إحداث علل استقلابية كثيرة، ويزيد المشكلة تعقيداً حتى الاحتياجات الغذائية للحيوانات ليست ثابتة، بل هي متغيرة لعوامل عدة، منها العمر وفترة الحمل والوضع الجسماني وفترة الحليب أوالجفاف وتغير نوع الأعلاف ودرجات الحرارة الجوية والإشعاع الشمسي والرطوبة وغيرها من العوامل البيئية، وصار من الضروري تخطيط برامج التغذية بعناية وتطبيقها بدقة متناهية لتحاشي حدوث العلل الاستقلابية، وإذا لم يتمكن المربي من التحكم فيها، فإنها قد تُنقص قدرة الحيوانات على مقاومة الأمراض وتُضعف مناعتها، مما قد يؤدي إلى خسارات كبيرة في إنتاجيتها أوفي بقائها على قيد الحياة.

والاستقلاب أوالأيض metabolism هومجموع التفاعلات الكيمياوية التي تحدث في الخلايا، وتؤدي إلى إنتاج الطاقة وتجديد الخلايا والنمووإزالة الفضلات، وغير ذلك من وظائف الجسم، وتعمل الإنزيمات وسائط مهمة في حدوثها وتسريعها، وعلى هذا فإن الاستقلاب يؤدي إلى حالة استتباب ضرورية للحفاظ على سلامة الجسم.

أهم تصنيفات الأمراض الاستقلابية الخلقية

• اضرابات أيض الكربوهيدرات
  • داء اختزان الگليكوجين
• اضرابات أيض الأحماض الأمينية
  • E.g., phenylketonuria , maple syrup urine disease, احمضاض الدم الگلوتاريكي نمط 1
• Disorders of organic acid metabolism (organic acidurias)
  • E.g., alcaptonuria
• Disorders of fatty acid oxidation and mitochondrial metabolism
  • E.g., Medium-chain acyl-coenzyme A dehydrogenase deficiency (often shortened to MCADD.)
• Disorders of porphyrin metabolism
  • E.g., acute intermittent porphyria
• Disorders of purine or pyrimidine metabolism
  • E.g., Lesch-Nyhan syndrome
• Disorders of steroid metabolism
  • E.g., congenital adrenal hyperplasia
• Disorders of mitochondrial function
  • E.g., Kearns-Sayre syndrome
• Disorders of peroxisomal function
  • E.g., Zellweger syndrome
• Lysosomal storage disorders
  • E.g., Gaucher's disease
  • E.g., Niemann Pick disease

الحدوث

أهم الأمراض الاستقلابية

• متلازمة البقرة البدينة fat cow syndrome: إذا استهلاك البقرة كميات كبيرة من المواد الغنية بالطاقة في فترة الجفاف التي تسبق الوضع ولا تنتج فيها حليباً، كثيراً ما يؤدي إلى زيادة وزنها على نحوملحوظ عند وضعها لمولودها. والأبقار «البدينة» أكثر عرضة لمجموعة من العلل الاستقلابية مثل حمى اللبن milk fever والخُلال ketosis واحتباس المشيمة retained placenta والتهاب الرحم metritis. ولتحاشي هذه الحالات السقمية؛ لابد من اتباع نظام غذائي مناسب يحقق المحافظة على الوزن الطبيعي للأبقار ويوفر لها احتياجاتها الغذائية الإنتاجية، من دون حتى يؤدي ذلك إلى زيادة كبيرة في أوزانها. وقد ثبت حتى إناث الحيوانات الهزيلة أوالفائقة البدانة تُصاب بنقص الخصوبة، على خلاف الإناث ذوات الأوزان الطبيعية.

• احتباس المشيمة retained placenta: أمر رائج في الأبقار، ويمكن إنقاص نسبة حدوثه إلى 10% أوأقل بالإدارة الحكيمة للقطيع، وقد يسبب حدوثها التهابات رحمية مزمنة هي إحدى الأسباب الرئيسة المؤدية إلى إنقاص معدلات الخصوبة في الأبقار، وانخفاض إنتاجها من الحليب.

يصعب تحديد السبب الرئيسي لاحتباس المشيمة، إذ يظهر حتى هنالك عدداً من العوامل المسببة، منها نقص فيتاميني A وD، ونقص عنصر السيلينوم، ومن الضروري المحافظة على صحة الأبقار وسلامتها قبل الوضع وفي أثنائه وبعده، وتغذيتها على نحويكفل لها احتياجاتها الغذائية من دون زيادة أونقصان، وتوفير الرياضة اليومية لها، إضافة إلى مكان نظيف وجاف لتضع حملها فيه، مما يساعد على إنقاص حدوث احتباس المشيمة.

النفاخ bloat: حالة شائعة تصيب الأبقار عندما تنخفض نسبة الألياف في غذائها. كما حتى هنالك أعلافاً خضراء مثل الفصفصة alfalfa والبرسيم clover يمكنها إحداث نفاخ رغوي حاد في كرش البقرة عندما تستهلكها بكميات كبيرة، وقد يسبب النفاخ نفوقها في وقت قصير. ويفضل عدم إخراج الأبقار إلى المراعي البقولية قبل إعطائها بعضاً من الأتبان الغنية بالمادة الجافة.

• الخُلال ketosis: يحدث هذا السقم في ماشية الحليب عادة في أثناء الأسابيع الستة الأولى بعد الوضع، إذ لاتكون الأبقار قادرة على استهلاك كميات كافية من الغذاء لتلبية احتياجاتها من الطاقة، مما يؤدي إلى حدوث عجز تحاول البقرة تعويضه باستخدام كمية كبيرة من دهن الجسم لتحويلها إلى طاقة. وحينما يحدث ذلك بمعدلات كبيرة تضعف قدرة الكبد على التعامل معها، فيتم إنتاج الكيتونات ketones بدلاً من سكر الدم (الگلوكوز). أما في ماشية اللحم، فيحدث ذلك غالباً في المراحل الأخيرة من فترة الحمل، إذ تكون شهية الأبقار متدنية، واحتياجات الجنين من الطاقة كبيرة.

يُلاحظ في هذا السقم علامات القلق والتهيج وضعف عام ونقص شهية وانخفاض إنتاج اللبن (الحليب). وقد تُشم رائحة الأسيتون acetone (الخلُّّون) في زفير البقرة وبولها وحليبها، وتزداد فيها الأجسام الكيتونية، كما ينخفض مستوى السكر في الدم، ومع حتى الموت ليس شائعاً ولكنه محتمل.

تتباين البتران في مستوى الإصابة بهذا السقم وشدته وتكراره من سنة إلى أخرى. وللوقاية منه، يجب الاهتمام بتوفير التغذية السليمة المتزنة للأبقار، وإطعامها عليقة تُزيد نسبة سكر الدم وتتوافر فيها الأعلاف الخضراء، أوالمجففة ذات النوعية الجيدة، مع عدم الاعتماد على السيلاج silage وحده، بل يحسن إطعام بعض الدريس hay أيضاً لأن ذلك سيساعد على منع حدوث حموضة الكرش، من دون حتى يؤدي ذلك إلى حتى تصبح البقرة «بدينة»، مع توفير «الرياضة» المناسبة للأبقار.

• حمى اللبن milk fever: يحدث هذا السقم قبيل الوضع أوعنده، ويرجع سببه إلى نقص عنصر الكلسيوم في الدم، وهوضروري وتحتاج البقرة كميات وفيرة منه عند بداية إنتاجها للحليب، كما حتى لنقص فيتامين D ونقص نشاط جارات الدرق parathyroids أثراً في ذلك.

تتلخص علامات الإصابة بترنح البقرة وعدم قدرتها على النهوض وضعف عضلاتها، واضطجاعها مع توجه رأسها نحومؤخرتها، وانخفاض في درجة حرارة جسمها، وتموت إذا لم تعالج.

العلاج سهل ويعتمد على حقن البقرة المصابة بگلوكونات الكلسيوم calcium gluconate لتوفير ما بحاجة إليه من هذا العنصر، ويلجأ بعض المزارعين إلى إعطاء الأبقار التي تكررت إصابتها بحمى اللبن كبسولات تحتوي على الكلسيوم (على هيئة جل gel) قبل الوضع وفي أثنائه وبعده بنحو12 ساعة، فيقيها ذلك من الإصابة. كما حتى حقن الأبقار قبل الوضع بنحو2 ـثمانية أيام بفيتامين D3 يساعد على وقايتها؛ لأن هذا الفيتامين يزيد من امتصاص الكلسيوم من الأمعاء.

من الجدير بالذكر حتى الاهتمام تجدد في العقد الأخير من القرن العشرين باستخدام الأنيونات anions في الغذاء (Cl- وSO4-) للتحكم بحمى اللبن، وذلك بعد حتى تبين حتى مستوى البوتاسيوم (K) في الغذاء عامل مهم في تحديد احتمال حدوث هذا السقم الاستقلابي (ويعتقد بعضهم أنه قد يحدث أكثر أهمية من الكلسيوم)، وعلى هذا أجريت بحوث كثيرة لتقصي طرائق معادلة الآثار الضارة الناجمة عن زيادة عنصر البوتاسيوم في حدوث حمى اللبن، ونتائجها مبشّرة.

انخفاض مستوى المغنسيوم في الدم: إذا انخفاض مستوى عنصر المغنزيوم في دم الأبقار، الذي يترافق عادة مع انخفاض مستوى عنصر الكلسيوم، يسبب اضطراباً في الجهاز العصبي المركزي، فتترنح البقرة المصابة وتفقد قدرتها على التحكم بنشاط عضلاتها، وقد تسير مباشرة باتجاه جدار أوسور، وفي حالة الإصابة الشديدة تقع على الأرض وتنفق بعد فترة من الارتعاشات، وأكثر ما تشاهد هذه الحالة في الأبقار بعد قضائها فترة تتغذى على أعشاب ربيعية غضة، ومنها أتت تسميتها تكزز الأعشاب grass tetany، ولكنها قد تحدث في أوقات أخرى من السنة، حتى في أثناء وجودها في الحظائر شتاءً.

تعالج الأبقار المصابة بحقن وريدية تحتوي على أملاح المغنزيوم والكلسيوم، واحتمالات شفائها هي جيدة عادة.

الأعراض والعلامات

• قصور النمو، failure to thrive، فقدان الوزن
• الأعضاء الملتبسة، تأخر البلوغ، البلوغ المبكر
• تأخر النمو, نوبات، الخرف، االاعتلال الدماغي، الصدمة
• الصمم, العمى, pain agnosia
• الطفح الجلدي، فرط التصبغ، فقدان التصبغ, زيادة نموالشعر، lumps and bumps
• Dental abnormalities
• Immunodeficiency, thrombocytopenia, فقر دم، تضخم الطحال، تضخم العقد اللمفاوية
• أشكال متعددة من السرطان
• قي، إسهال، ألم البطن متكرر
• Excessive urination, فشل كلوي، فقدان السوائل، الوذمة
• Hypotension, قصور القلب، تضخم القلب، فرط ضغط الدم, myocardial infarction
• Hepatomegaly, اليرقان، فشل الكبد
• Unusual facial features, congenital malformations
• Excessive breathing (hyperventilation), respiratory failure
• Abnormal behavior, depression, ذهان
• ألم المفاصل، ضعف العضلات، شد عضلي
• قصور الغدة الدرقية, adrenal insufficiency, hypogonadism, diabetes mellitus

تقنيات التشخيص

الفحوصات الأكثر شيوعا في الستين سنة الأخيرة:

• Ferric chloride test (turned colors in reaction to various abnormal metabolites in urine)
• Ninhydrin paper chromatography (detected abnormal amino acid patterns)
• Guthrie bacterial inhibition assay (detected a few amino acids in excessive amounts in blood) The dried blood spot can be used for multianalyte testing using Tandem Mass Spectrometry (MS/MS). This given an indication for a disorder. The same has to be further confirmed by enzyme assays, GC/MS or DNA Testing.
• Quantitative measurement of amino acids in plasma and urine
• Urine organic acid analysis by Gas chromatography-mass spectrometry
• Plasma acylcarnitines analysis by mass spectrometry
• Urine purines and pyrimidines analysis by Gas chromatography-mass spectrometry

اختبارات تشخيصية محددة (أوالفحوصات التي هجرز على عدد محدود من الاضطرابات):

• Tissue biopsy or necropsy: الكبد، العضلات، المخ، نقي العظم
• Skin biopsy and fibroblast cultivation for specific enzyme testing
• اختبار الدنا

العلاج

المراجع

For clinicians and scientists in the field of inborn errors of metabolism, good resources include books by Scriver, Fernandes, Clarke, Blau (diagnosis), Blau (treatment), Lyon, Nyhan, Hoffmann, and Zschocke. Other resources include genetests, orphanet, OMIM, Metab-L, societies such as the SSIEM, the SIMD and links therein. For medical students and clinicians looking for overviews of the field, such reviews can be found on pubmed and in good pediatric textbooks (e.g. articles by Saudubray, Ellaway, Raghuveer or Burton, and textbooks by Hay or Behrman).

For patients, their families or other individuals seeking good information and support groups, the National Institutes of Health offers the office of rare diseases, genetics home reference, medlineplus and health information. The National Human Genome Research Institute hosts an information center, a section for patients and the public and additional educational resources. Support groups can be found at NORD, Genetic Alliance and Orphanet. The genetic education center at the KUMC has many more useful links.

المصادر

نطقب:Carbohydrate metabolic pathology نطقب:Amino acid metabolic pathology نطقب:Fatty-acid metabolism disorders نطقب:Lipid metabolism disorders نطقب:Heme metabolism disorders نطقب:Inborn errors of purine-pyrimidine metabolism نطقب:Other metabolic pathology نطقب:Defects of steroid metabolism نطقب:Metabolic disorders of vitamins, coenzymes, and cofactors