丙酮酸激酶缺乏症

别名:
    丙酮酸激酶缺乏症(pyruvate kinase deficiency,PKD)为遗传性红细胞PK缺乏所致的非球形细胞溶血性贫血,多为常染色体隐性遗传。我国发病南方多于北方。

优势科室:血液内科

发病部位:血液系统

丙酮酸激酶缺乏症的病因
  (一)发病原因

  1.生化变异型PK是一分子量为60kD由完全相同或基本相同的亚单位组成的四聚体,在哺乳动物组织中有4种异构酶:L,R,M1和M2,R型异构酶(R-PK)只存在于成熟的红细胞,R-PK用聚丙烯酰胺凝胶电泳后分成两种成分,Rl-PK为一同源四聚体(L2L2),R1-PK主要存在于原始红细胞和网织红细胞,而R2-PK则主要存在于成熟红细胞,L-型PK存在肝脏,与R-PK非常相似但不完全相同,M1型存在于肌肉,心脏和脑,M2-PK存在于白细胞和血小板,幼稚细胞中也有M2-PK,在PK缺乏症的某些患者的红细胞已发现有M2-PK的存在,PK突变型的异质性可以解释PK缺乏表型的大范围变异性,“古典”的PK缺乏,除酶活性减低外其余酶的特性均无异常,起先认为仅只是结构正常的酶产生过少而已,但进一步研究证明存在有仅影响催化活性的酶分子结构改变,显然,大部分PK突变都伴有结构异常蛋白,而这些蛋白在电泳速度,残留活性,底物亲和度,动力学特征,热稳定度,核苷酸特异性,ATP抑制,变构激活或最适pH方面均不同。

  2.遗传方式PK缺乏症为常染色体隐性遗传,但偶有呈常染色体显性遗传家系的报道,一般来说,只有纯合子或复合杂合子才会出现溶血性疾患,杂合子患者尽管红细胞中有葡萄糖中间产物改变,但无贫血表现,PK缺乏症杂合子的检出率为0.24%~2.20%,大部分PK缺乏症患者为复合杂合子,真正的纯合子很少。

  3.分子生物学M2型PK基因定位于15q22-qter,L型和R型PK基因定位于1q21,L和R型为异构调节,由用两个组织特异性启动子的同一个基因所转录编码的L型和R型仅只在前2个外显子有差异;M1和M2也是由同一基因所编码,由于剪接的不同而产生两种分别翻译成这种PK的mRNA,最近,Kanno等克隆了人的R型PK基因的cDNA,由2060bp组成,编码1个574个氨基酸组成的蛋白,PK缺乏症是由于PK基因点突变,迄今已发现130余种不同的突变,主要为错义突变,小部分患者表现为缺失或插入。

  (二)发病机制

  PK缺乏患者的确切溶血机制现尚不清楚,PK缺乏时,ATP生成减少,ATP缺乏是PK缺乏症导致溶血的主要因素,因为ATP缺乏时,引起红细胞内K和水的丢失,红细胞皱缩成棘细胞,该细胞变形性降低而在脾中阻留,被破坏,导致镕血性贫血的发生,PK缺乏红细胞二磷酸腺苷(ADP)和氧化型辅酶Ⅰ(NAD)合成受损,ADP和NAD会加剧由于PK缺乏导致的葡萄糖代谢量的减低,由此而加重PK,缺乏患者的溶血,此外PK缺乏症红细胞中2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)积聚,而2,3-DPG是己糖激酶的抑制物,这样亦加剧PK缺乏引起的葡萄糖代谢量的减低,ATP生成量进一步减少使PK缺乏症患者的溶血加重。
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