Deficit fosfofruktokinázy (PFK)

Deficit svalové fosfofruktokinázy je řazen mezi glykogenózy (dědičné glykogen střádavé choroby). Deficit PFK neboli glykogenóza VII postihuje lidi i další savce, zejména psy.

Enzym fosfofruktokináza hraje ústřední roly v regulaci glykolýzy (štěpení glukosy); katalyzuje za spotřeby ATP fosforylaci fruktosa-6-fosfát (F6P) na fruktosa-1,6-bisfosfát (FBP), která je pak rozštěpena na dvě triosy (cukry se třemi uhlíky). V metabolické dráze těchto trióz poté vzniká 1,3-bisfosfoglycerát (1,3-BFG), který je jednak metabolizován dále v řetězci glykolýzy na pyruvát, ale také vedlejší cestou vzniká 2,3-bisfosfoglycerát (2,3-BFG).
2,3-BFG ovlivňuje afinitu kyslíku k hemoglobinu, čímž se výrazně podílí na regulaci přenosu kyslíku erytrocyty. Deficit PFK způsobuje nedostatek 2,3-BFG a ovlivňuje tak funkci erytrocytů (může se projevit hemolytické anémie).
Výsledkem nedostatku enzymu PFK ve svalech je hromadění glykolytických metabolitů glukosa-6-fosfát (G6P) a F6P. Vysoká koncentrace G6P ve svalu stimuluje syntézu glykogenu, který se tak hromadí.

U lidí je deficit PFK znám jako Tarui-Layzerův syndrom. Onemocnění se vyskytuje zřídka a je charakterizované metabolickou myopatií a dobře kompenzovanou hemolytickou anémií. Hlavními klinickými projevy je zejména svalová slabost a zátěžová intolerance. Postižený jedinec trpí svalovými křečemi při cvičení a námaze svalů.

Deficit PFK byl popsán u plemen aglický špringršpaněl a americký kokršpaněl (Ginger et al. 1985); stejná mutace byla nalezena i u plemena wippet (Gerber et al. 2009). Psi s deficitem PFK mají pouze 6-22 % aktivity PFK v erytrocytech a 1-4% aktivity svalové PFK oproti aktivitě enzymu u zdravých jedincům (Ginger et al. 1986). Klinickými příznaky jsou zejména sporadické hemolytické krize spojené s pigmenturií, anémií a ikterem. Zátěžové situace, hyperventilace a stres zvířete bývají stimulem vzniku těchto krizí.

Klinické příznaky se mohou někdy vyskytnout během prvních měsíců života, ale jindy mohou být poměrně špatně rozpoznatelné nebo pomíjeny. Kvalitu života postiženého zvířete lze zlepšit, vyhneme-li se zátěžovým situacím, které bývají stimulem pro vznik hemolytických krizí.

Deficit enzymu PFK je způsoben jednobodovou substitucí v předposledním exonu genu M-PFK. Mutace způsobí zkrácení výsledného enzymu, který je pak nestabilní a rychle degraduje (Smith et al. 1996). Vzhledem k tomu, že molekulárně genetická podstata deficitu PFK byla identifikována, je možné odhalit i přenašeče onemocnění. Molekulárně genetický test odhalí přítomnost mutace c.2228G>A v exonu 21 PFK genu, která je kazální příčinou deficitu PFK (Smith et al. 1996).

Deficit PFK (glykogenóza VII) je autosomálně recesivní onemocnění. To znamená, že se nemoc rozvine pouze u jedinců, kteří zdědí od obou svých rodičů mutovaný gen; tito jedinci se označují P/P (positivní / positivní). Přenašeči mutovaného genu (N/P, tzn. negativní / positivní) jsou klinicky zdraví, ale přenášejí nemoc na své potomky. V případě krytí dvou heterozygotních jedinců (N/P) bude teoreticky 25 % potomků zcela zdravých, 50 % potomků přenašečů a 25 % zdědí od obou rodičů mutovaný gen a budou postiženi deficitem enzymu fosfofruktokinázy (P/P).

.

Citace:

Smith BF, Stedman H, Rajpurohit Y, Henthorn PS, Wolfe JH, Patterson DF, Giger U (1996) Molecular basis of canine muscle type phosphofructokinase deficiency. The Journal of Biological Chemistry, 33, 20070-20074

Giger, U., Harvey, J. W., Yamaguchi, R. A., McNulty, P. K., Chiapella, A., Beutler, E. Inherited phosphofruktokinase deficiency in dogs with hyperventilation induced hemolysis:increased in vitro and in vivo alkaline fragility of erythrocytes. Blood 1985;65:435-351.

Giger, U., Reilly, M. P., Asakura, T., Baldwin, C. J., and Harvey, J. W. (1986) Autosomal recessive inherited phosphofructokinase deficiency in English springer spaniel dogs. Anim. Genet. 17, 15-23

Gerber K, John W. Harvey JW , D'Agorne S, Wood J, Giger U (2009) Hemolysis, myopathy, and cardiac disease associated with hereditary phosphofructokinase deficiency in two Whippets. Vet Clin Pathol. 38, 46-51