Rối loạn chuyển hóa bẩm sinh (Inborn Errors of Metabolism - IEM) xảy ra do đột biến gen quy định tổng hợp một enzyme, cofactor hoặc kênh vận chuyển chìa khóa trong con đường chuyển hóa.
Sự thiếu hụt này gây nên hai hệ lụy sinh hóa song hành: (1) Tích tụ chất nền phía trước chuỗi chuyển hóa gây độc tính và (2) Thiếu hụt sản phẩm phía sau chuỗi chuyển hóa.
Bệnh học: Đột biến gen mã hóa enzyme Phenylalanine Hydroxylase (PAH) tại gan, enzyme có vai trò chuyển hóa Phenylalanine (Phe) thành Tyrosine.
Sinh lý bệnh & Biến đổi sinh hóa: Phe từ đạm thức ăn không chuyển hóa được sẽ tích tụ vọt lên cao trong máu (Phe > 1200 µmol/L). Phe vượt qua hàng rào máu-não tranh chấp kênh vận chuyển LAT1 với các axit amin khác, làm giảm tổng hợp chất truyền thần kinh (Dopamine, Serotonin) gây tổn thương não và chậm phát triển trí tuệ nghiêm trọng. Bệnh nhân được chẩn đoán qua sàng lọc sơ sinh và điều trị bằng chế độ ăn nghiêm ngặt hạn chế Phe và bổ sung Tyrosine.
Bệnh học: Thiếu hụt enzyme Galactose-1-phosphate uridyltransferase (GALT) làm ngưng trệ con đường chuyển hóa Galactose (từ đường Lactose trong sữa) thành Glucose.
Sinh lý bệnh & Biến đổi sinh hóa: Ngay khi trẻ bú sữa mẹ hoặc sữa công thức chứa lactose, Galactose-1-phosphate và Galactitol tích tụ gây độc trực tiếp cho tế bào gan, thận và thấu kính mắt. Trẻ xuất hiện hạ đường huyết, nôn trớ, vàng da, suy gan cấp kèm rối loạn đông máu, đục thủy tinh thể dạng "giọt dầu" (Oil-drop cataracts) và rất dễ nhiễm trùng huyết do E. coli. Xét nghiệm thấy Chất khử trong nước tiểu dương tính (Galactose là đường đôi có tính khử). Điều trị bắt buộc là cắt bỏ hoàn toàn Lactose/Galactose khỏi chế độ ăn.
Bệnh học: Đột biến gen mã hóa tiểu đơn vị xúc tác của enzyme Glucose-6-Phosphatase (G6Pase) tại gan và thận.
Sinh lý bệnh: G6Pase là enzyme chốt chặn cuối cùng của cả hai con đường giáng hóa Glycogen (Glycogenolysis) và Tân tạo đường (Gluconeogenesis) để giải phóng Glucose do vào máu.
Lý giải biến đổi sinh hóa:
Hạ đường huyết đe dọa tính mạng khi nhịn đói: Do gan không thể giải phóng Glucose tự do.
Axit Lactic máu tăng vọt (Toan lactic): Glucose-6-phosphate đọng lại bắt buộc phải đi vào con đường đường phân (Glycolysis) tạo ra Pyruvate và Lactic acid.
Triglyceride & Axit Uric tăng rất cao: Tích tụ G6P kích thích con đường tổng hợp lipid và pentose phosphate (tăng tổng hợp purine gây gút). Glycogen đọng lại làm gan to phì đại.
Bệnh học: Thiếu hụt enzyme Aldolase B tại gan, thận và ruột non.
Sinh lý bệnh & Biến đổi sinh hóa: Trẻ hoàn toàn bình thường khi bú sữa mẹ, nhưng bùng phát triệu chứng ngay khi ăn dặm hoặc uống nước ép trái cây/thuốc chứa Fructose, Sucrose hoặc Sorbitol. Sự thiếu Aldolase B làm Fructose-1-Phosphate tích tụ gây cạn kiệt phosphat nội bào và ATP của tế bào gan. Thiếu ATP làm ức chế cả hai quá trình tân tạo đường và giáng hóa glycogen, gây Hạ đường huyết cấp tính sau ăn đồ ngọt, nôn trớ, toan lactic, suy gan và tổn thương ống thận. Trẻ hình thành phản xạ tự nhiên rất sợ và từ chối tuyệt đối thực phẩm ngọt hay trái cây.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO VỀ RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA BẨM SINH ĐƠN GEN
I. Hướng Dẫn & Giáo Trình Quốc Tế Chuyên Ngành Dinh Dưỡng & Nhi Khoa
1. American Academy of Pediatrics (AAP) - Kleinman R.E., Greer F.R. (Eds.) (2020). Pediatric Nutrition, 8th Edition. Elk Grove Village, IL: American Academy of Pediatrics.
- Chapter 34: Medical Nutrition Therapy for Inborn Errors of Metabolism (Quản lý dinh dưỡng tiết thực cấp và mạn tính cho PKU, Galactosemia, GSD Type 1a và HFI; quy định dùng sữa y tế Phe-free, Soy formula, tinh bột ngô thô Uncooked cornstarch và nuôi xông qua đêm).
2. Nelson Textbook of Pediatrics (21st / 22nd Edition). Elsevier Inc.
- Chapter 53: Inborn Errors of Metabolism (Tổng quan di truyền, sinh lý bệnh block chuyển hóa, tích tụ chất nền độc tính và thiếu hụt sản phẩm thiết yếu; tam chứng lâm sàng nghi ngờ IEM sơ sinh).
- Chapter 53.1: Defects in Amino Acid Metabolism - Phenylketonuria (Enzyme PAH, nồng độ Phe > 1200 µmol/L, tổn thương não và vai trò cofactor BH4 / Sapropterin).
- Chapter 53.2: Defects in Carbohydrate Metabolism - Galactosemia (Enzyme GALT, tích tụ Galactose-1-phosphate và Galactitol, đục thủy tinh thể giọt dầu, nhiễm trùng huyết E. coli sơ sinh).
- Chapter 53.3: Glycogen Storage Diseases - Type 1a Von Gierke (Enzyme G6Pase, block tân tạo đường và giáng hóa glycogen, hạ đường huyết nhịn đói, toan lactic, tăng uric acid/triglyceride).
- Chapter 53.4: Hereditary Fructose Intolerance (Enzyme Aldolase B, tích tụ Fructose-1-P, cạn kiệt ATP, hạ đường huyết sau ăn trái cây/sucrose/sorbitol và phản xạ né tránh đồ ngọt).
3. Nelson Essentials of Pediatrics (8th Edition). Elsevier.
- Section 4: Inborn Errors of Metabolism, Chapter 21: Approach to Inborn Errors of Metabolism (Định hướng chẩn đoán sinh hóa, sàng lọc sơ sinh RUSP và phác đồ quản lý đợt bùng phát chuyển hóa Metabolic crisis).
4. Pediatric Gastrointestinal and Liver Disease (Robert et al. Eds.). W.B. Saunders / Elsevier.
- Section II: Liver and Biliary Tract Disorders - Metabolic Liver Diseases (Tổn thương gan do Galactosemia, HFI và GSD Type 1a; men gan ALT/AST, suy gan cấp và gan phì đại).
5. Textbook of Pediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (Guandalini S., Dhawan A., Stefano et al. Eds., 2022). Springer Nature Switzerland AG.
- Section: Metabolic and Genetic Liver Diseases in Children (Rối loạn chuyển hóa đường và axit amin ảnh hưởng đến gan và đường tiêu hóa).
II. Định Dạng Chuẩn Vancouver (Dành Cho Báo Cáo / Bài Báo Y Khoa)
1. American Academy of Pediatrics. Pediatric Nutrition. 8th ed. Kleinman RE, Greer FR, eds. Elk Grove Village, IL: American Academy of Pediatrics; 2020: 979-1012.
2. Kliegman RM, St. Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, eds. Nelson Textbook of Pediatrics. 21st ed. Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: 612-685.
3. Marcdante KJ, Kliegman RM. Nelson Essentials of Pediatrics. 8th ed. Philadelphia, PA: Elsevier; 2019: 185-202.
4. Wyllie R, Hyams JS, Kay M, eds. Pediatric Gastrointestinal and Liver Disease. 5th ed. Philadelphia, PA: Elsevier; 2016: 780-815.
5. Guandalini S, Dhawan A, Branski D, eds. Textbook of Pediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition. 2nd ed. Springer; 2022: 520-555.