FENYLKETONURIA - PKU Petra Båth KEM 060 Biokemi 1 Elin Johansson Posterarbete VT 2009 Institutionen för kemi Petra Båth Elin Johansson Göteborgs Universitet FENYLKETONURIA - PKU Fenylketonuria förkortas PKU och kallas även för Föllings sjukdom efter den norske läkaren Asbjörn Fölling, som 1934 upptäckte sjukdomen vid en undersökning av två syskon med utvecklingsstörningar och kramper som utsöndrade fenylketoner i urinen. PKU är en genetisk sjukdom där kroppen har nedsatt eller ingen förmåga att bryta ner aminosyran fenylalanin. Detta beror på en genetisk defekt som minskar aktiviteten hos enzymet fenylalanin hydroxylas (PAH), vilket leder till en ansamling av fenylalanin i kroppen och i sin tur psykisk utvecklingsstörning. I Sverige föds cirka 5 barn med sjukdomen varje år, det vill säga ungefär 5 per 100 000 nyfödda. Mekanism PAH omvandlar fenylalanin till tyrosin genom att addera en hydroxidgrupp till fenylringen med hjälp av molekylärt syre och ett koenzym. I mer sällsynta fall av PKU är det koenzymet, tetrahydrobiopterin (BH4) som är overksamt. Ett stort antal olika mutationer existerar och det har olika effekt på hur enzymet påverkas. I milda fall är endast aktiviteten hos enzymet förminskat, men svårare defekter kan göra att enzymet är helt overksamt.5 Effekten av förändringarna är en förhöjd nivå av fenylalanin i blodet som blockerar transporten av andra aminosyror in i hjärnan. Då dessa aminosyror är nödvändiga för att bygga upp proteiner och signalsubstanser hämmas utvecklingen av hjärnan om sjukdomen inte upptäcks i tid. De allvarligaste symptomen vid obehandlad PKU är utvecklingsstörningar, epilepsi och mikrocefali (förminskat huvud).4 Ärftlighet PKU är en autosomalt recessiv sjukdom, det betyder att båda föräldrarna är anlagsbärare. Varje förälder har två PAH gener, en på varje kromosom 12, en av dessa är muterade hos respektive förälder. Om båda föräldrarna har den muterade genen kommer det att vara 25 % risk att barnet får PKU. Har ena föräldern PKU är risken 50 % att barnet drabbas av sjukdomen. Under en graviditet kan modern, om hon har PKU, ge fostret ett PKU-liknande tillstånd även fast fostret inte har PKU. Det beror på att fostret känner av moderns fenylalanin- nivåer. Vid födseln kan barnet ha kognitiva fördröjningar som hjärtsjukdom och/eller en mindre hjärna än normalt.2 Fig. Fenylalanin hydroxylas (PAH)6 Fig. Autosomal recessiv nedärvning7 Diagnostik Hos nyfödda barn spåras idag störningar i fenylalaninomsättningen genom att ta ett blodprov, PKU- test, 72 h efter födseln som analyseras på halten av fenylalanin. Om blodprovet visar positivt för PKU tas ytterligare blod- och urinprover för att avgöra om de höga halterna av fenylalanin beror på en defekt i PAH enzymet eller en defekt i kofaktorn (BH4). Det går även att screena för sjukdomen med hjälp av vätskekromatografi (HPLC).7 Behandling Behandlingen av PKU består av en strikt diet där intaget av fenylalanin kontrolleras samt ett kosttillskott av proteiner. Målet med dieten är att hålla nere nivån av fenylalanin i blodet och i hjärnan. Vid sjukdom eller graviditet måste kosten anpassas. Graviditeter ska helst planeras om mamman har PKU eftersom hon måste hålla en noga kontrollerad diet för att fostret inte ska ta skada.5 Det finns även läkemedel som ska hjälpa till att hålla nere nivåerna av fenylalanin men de är i vissa fall fortfarande kontroversiella och används oftast endast som supplement till en diet. I framtiden skulle även genterapi kunna vara en möjlig lösning, där de skadade generna byts ut mot friska så att patienten kan producera normalt PAH. Två olika sorters läkemedel existerar.3 LNAA-behandling: Large Neutral Amino Acids (Stora neutrala aminosyror) är de aminosyror som använder samma membrantransportörer som fenylalanin. Läkemedlet innehåller de andra aminosyrorna för att minska koncentrationen av fenylalanin i förhållande till dem. Då koncentrationerna utjämnas blockerar inte fenylalanin transportörerna i lika stor grad och nivåerna av fenylalanin i hjärnan minskar.3 BH4-behandling: BH4 är namnet på det koenzym som binder till PAH. En ökad koncentration av denna substans sägs öka verksamheten hos de enzymer som är deformerade.1 För de med en mildare form av PKU verkar BH4 hjälpa något, men för de med en svårare form är det inte lika effektivt.3 Referenser: 1http://www.kuvan.com/, 2http://www.ygyh.org/pku/whatisit.htm, 3http://pekou.se/ompku.html, 4http://www.geneclinics.org/profiles/pku/details.html, 5http://web47.radiant.net/~pkunews/about/intro.htm, 6http://www.pahdb.mcgill.ca/Information/Molecular/full.html, 7http://en.wikipedia.org/wiki/Phenylketonuria