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Enfermedad por almacenamiento de glucógeno

Una enfermedad por almacenamiento de glucógeno ( GSD , también glucogenosis y dextrinosis ) es un trastorno metabólico causado por una deficiencia de una enzima o proteína transportadora que afecta la síntesis de glucógeno , la degradación de glucógeno o la degradación de la glucosa , generalmente en los músculos y/o las células del hígado . [1]

GSD tiene dos clases de causas: genéticas y ambientales. La GSD genética es causada por cualquier error congénito del metabolismo de los carbohidratos (enzimas o proteínas de transporte genéticamente defectuosas) involucrados en estos procesos. En el ganado, el GSD ambiental es causado por la intoxicación con el alcaloide castanospermina . [2]

Sin embargo, no a todos los errores congénitos del metabolismo de los carbohidratos se les ha asignado un número GSD, incluso si se sabe que afectan los músculos o el hígado. Por ejemplo, la deficiencia de fosfoglicerato quinasa (gen PGK1) tiene una forma miopática.

Además, el síndrome de Fanconi-Bickel (gen SLC2A2) y la enfermedad de Danon (gen LAMP2) fueron desclasificados como GSD por ser defectos de las proteínas de transporte en lugar de enzimas ; sin embargo, los subtipos b, cyd de GSD-1 se deben a defectos de las proteínas de transporte (genes SLC37A4, SLC17A3), pero todavía se consideran GSD.

La deficiencia de fosfoglucomutasa (gen PGM1) fue desclasificada como GSD debido a que también afecta la formación de N-glicanos; sin embargo, como afecta tanto a la glucogenólisis como a la glicosilación , se ha sugerido que debería redesignarse como GSD-XIV. [3]

(Consulte los errores congénitos del metabolismo de los carbohidratos para obtener una lista completa de enfermedades hereditarias que afectan la síntesis de glucógeno, la degradación de glucógeno o la degradación de la glucosa).

Tipos

Observaciones:

Diagnóstico

Micrografía de enfermedad por almacenamiento de glucógeno con características histológicas compatibles con la enfermedad de Cori . Biopsia hepatica . Tinción H&E .

Los métodos para diagnosticar enfermedades por almacenamiento de glucógeno incluyen antecedentes y examen físico para detectar síntomas asociados, análisis de sangre para detectar alteraciones metabólicas asociadas y pruebas genéticas para detectar mutaciones sospechosas. [16] [45] También puede incluir una prueba de antebrazo no isquémica, una prueba de esfuerzo o una prueba de caminata de 12 minutos (12MWT). [45] Los avances en las pruebas genéticas están disminuyendo lentamente la necesidad de biopsia; sin embargo, en caso de VUS y pruebas de esfuerzo no concluyentes, sería necesaria una biopsia para confirmar el diagnóstico. [45]

Diagnóstico diferencial

Músculo

Las enfermedades por almacenamiento de glucógeno que afectan al músculo esquelético suelen tener síntomas ( dinámicos ) inducidos por el ejercicio, como fatiga muscular prematura , en lugar de síntomas fijos de debilidad ( estáticos ). [46] El diagnóstico diferencial para las enfermedades por almacenamiento de glucógeno que implican debilidad muscular fija, particularmente de los músculos proximales , sería una miopatía inflamatoria o una distrofia muscular de cinturas y extremidades . [46]

Para aquellos con intolerancia al ejercicio y/o debilidad de los músculos proximales, se deben considerar las endocrinopatías . [47] [48] [49] El momento de aparición de los síntomas de la intolerancia al ejercicio, como la fatiga muscular y los calambres, es importante para ayudar a distinguirla de otras miopatías metabólicas , como los trastornos del metabolismo de los ácidos grasos . [50]

Los problemas que se originan en el sistema circulatorio, más que en el músculo en sí, pueden producir fatiga muscular inducida por el ejercicio, dolor y calambres que se alivian con el reposo, como resultado de un flujo sanguíneo inadecuado ( isquemia ) a los músculos. La isquemia que a menudo produce síntomas en los músculos de las piernas incluye claudicación intermitente , síndrome de atrapamiento de la arteria poplítea e insuficiencia venosa crónica .

Las enfermedades que alteran la unión neuromuscular pueden causar fatiga muscular anormal, como la miastenia gravis , una enfermedad autoinmune. [51] Similares son el síndrome miasténico de Lambert-Eaton (autoinmune) y los síndromes miasténicos congénitos (genéticos).

Las enfermedades pueden alterar el metabolismo del glucógeno secundario a la enfermedad primaria. La función tiroidea anormal (hipo e hipertiroidismo) puede manifestarse como miopatía con síntomas de fatiga muscular inducida por el ejercicio, calambres, dolor muscular y puede incluir debilidad proximal o hipertrofia muscular (particularmente de las pantorrillas). [52] [48] El hipotiroidismo regula positivamente la síntesis de glucógeno y regula negativamente la glucogenólisis y la glucólisis; por el contrario, el hipertiroidismo hace lo contrario: regula al alza la glucogenólisis y la glucólisis, mientras que regula a la baja la síntesis de glucógeno. [53] [54] [55] [48] [56]

La miopatía hipo e hipertiroidea prolongada conduce a la atrofia de las fibras musculares de tipo II (de contracción rápida/glucolíticas) y a un predominio de las fibras musculares de tipo I (de contracción lenta/oxidativas). [54] [48] [49] La biopsia muscular muestra glucógeno muscular anormal: acumulación alta en el hipotiroidismo y acumulación baja en el hipertiroidismo. [56] [53] [54] La miopatía hipotiroidea incluye el síndrome de Kocher-Debre-Semelaigne (inicio en la infancia), el síndrome de Hoffman (inicio en la edad adulta), el síndrome miasténico y la forma atrófica. [56]

En pacientes con hormona de crecimiento aumentada, la biopsia muscular incluye, entre otras características, un exceso de depósito de glucógeno. [57]

Es interesante observar, en comparación con la miopatía hipotiroidea, que la enfermedad de McArdle ( GSD-V ), que es, con diferencia, la GSD muscular más comúnmente diagnosticada y, por lo tanto, la más estudiada, [58] [45] [59] tiene como su segunda enfermedad endocrina con mayor comorbilidad (principalmente hipotiroidismo) [60] [45] y que algunos pacientes con enfermedad de McArdle también tienen hipertrofia de los músculos de la pantorrilla. [21] La enfermedad de Pompe de aparición tardía ( GSD-II ) también tiene hipertrofia de la pantorrilla e hipotiroidismo como comorbilidades. [14] [61] [62]

La mala alimentación y las enfermedades de malabsorción (como la enfermedad celíaca) pueden provocar una desnutrición de las vitaminas esenciales necesarias para el metabolismo del glucógeno dentro de las células musculares. La desnutrición suele presentarse con síntomas sistémicos, pero en casos raros puede limitarse a miopatía. [63] La miopatía por deficiencia de vitamina D (también conocida como miopatía osteomálica debido a la interacción entre la vitamina D y el calcio) produce debilidad muscular, predominantemente de los músculos proximales; con biopsia muscular que muestra acumulación anormal de glucógeno, atrofia de las fibras musculares tipo II (de contracción rápida/glucolíticas) y disminución de la absorción de calcio por el retículo sarcoplásmico (necesario para la contracción muscular). [64] [65] [66] Aunque la miopatía por deficiencia de vitamina D generalmente incluye atrofia muscular, [64] rara vez se ha informado hipertrofia del músculo de la pantorrilla. [67] [68]

Los calambres y la rigidez musculares eléctricamente silenciosos inducidos por el ejercicio (contracturas musculares transitorias o "pseudomiotonía") se observan no solo en los tipos V, VII, IXd, X, XI, XII y XIII de GSD, sino también en la enfermedad de Brody . tipos de enfermedad 1 y 2, e hiperCKemia relacionada con CAV3 (creatinfosfoquinasa sérica elevada). [26] A diferencia de otras miopatías, en la enfermedad de Brody los calambres musculares son indoloros. [69] [70] Al igual que los tipos II, III y V de GSD, también se observa una apariencia pseudoatlética de hipertrofia muscular en algunas personas con enfermedad de Brody y enfermedad de los músculos ondulados. [69] [71] [72]

El defecto del transportador de lactato de eritrocitos (anteriormente defecto del transportador de lactato, miopatía debida a ) también incluye calambres musculares dolorosos, eléctricamente silenciosos y inducidos por el ejercicio, y contracturas transitorias; así como la fatiga muscular inducida por el ejercicio. [26] [73] Sin embargo, la EMG y la biopsia muscular son normales, ya que el defecto no está en el músculo sino en los glóbulos rojos que deberían eliminar la acumulación de lactato de los músculos en ejercicio. [73]

Aunque la mayoría de las distrofias musculares tienen debilidad muscular fija en lugar de fatiga y/o calambres musculares inducidos por el ejercicio, existen algunas excepciones. La distrofia muscular de cinturas y extremidades autosómica recesiva 23 (LGMD R23) tiene hipertrofia de la pantorrilla y calambres inducidos por el ejercicio. [74] La miopatía miofibrilar 10 (MFM10) tiene fatiga muscular, calambres y rigidez inducidos por el ejercicio, con músculos hipertróficos del cuello y la cintura escapular. [75] LGMD R28 tiene hipertrofia de pantorrilla y fatiga y dolor muscular inducidos por el ejercicio. [76] LGMD R8 tiene pseudohipertrofia de pantorrilla y debilidad (fatiga) y dolor inducidos por el ejercicio. [77] LGMD R15 (también conocido como MDDGC3) tiene hipertrofia muscular, debilidad muscular proximal y fatiga muscular. [78]

Las miopatías de la distrofia muscular de Duchenne y Becker relacionadas con la DMD son conocidas por debilidad muscular fija y músculos pseudohipertróficos de la pantorrilla, pero también tienen un deterioro mitocondrial muscular secundario que causa una baja producción de ATP; así como una disminución de las fibras musculares de tipo II (de contracción rápida/glucolítica), produciendo un predominio de las fibras musculares de tipo I (de contracción lenta/oxidativa). [79] Los fenotipos más leves de inicio en la infancia relacionados con la DMD se presentan con calambres musculares inducidos por el ejercicio, rigidez, dolor, fatiga y CK elevada. [80] La distrofia muscular de Becker tiene calambres musculares, dolor y elevación de CK inducidos por el ejercicio que aparecen en la edad adulta. [81]

La miopatía tubular agregada (TAM) tipos 1 y 2 presenta dolor muscular inducido por el ejercicio, fatiga, rigidez, con debilidad de los músculos proximales y pseudohipertrofia de los músculos de la pantorrilla. TAM1 tiene calambres en reposo, mientras que TAM2 tiene calambres durante el ejercicio. [82] [83] [84] [85] El síndrome de Stormorken incluye los síntomas de TAM, pero es una presentación más grave que incluye estatura baja y otras anomalías. [83] El síndrome de Satoyoshi presenta calambres musculares dolorosos inducidos por el ejercicio, hipertrofia muscular y baja estatura. [86] La deficiencia de dimetilglicina deshidrogenasa produce fatiga muscular, elevación de CK y olor corporal a pescado. [87] La ​​miopatía con mialgia, aumento de la creatina quinasa sérica, con o sin rabdomiólisis episódica (MMCKR), produce calambres musculares, dolor y fatiga inducidos por el ejercicio; algunos presentan debilidad muscular proximal. [88]

Hígado

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Fenotipo similar a la glucogenosis de hiperinsulinismo congénito debido a la mutación HNF4A o MODY1 (diabetes juvenil de inicio en la madurez, tipo 1). Este fenotipo de MODY1 tiene macrosomía e hipoglucemia hiperinsulinémica de inicio infantil, butirato 3-OH fisiológico, aumento de los niveles séricos de triglicéridos, aumento del nivel de glucógeno en el hígado y eritrocitos, aumento de las transaminasas hepáticas, hepatomegalia transitoria , síndrome de Fanconi renal y posteriormente desarrolla cirrosis hepática. disminución de la respiración dependiente de succinato (disfunción mitocondrial), raquitismo, nefrocalcinosis , enfermedad renal crónica y diabetes. [89] [90] [91]

Tratamiento

El tratamiento depende del tipo de enfermedad por almacenamiento de glucógeno. La enfermedad de Von Gierke ( GSD-I ) generalmente se trata con pequeñas comidas frecuentes de carbohidratos y almidón de maíz , llamada terapia con almidón de maíz modificado , para prevenir los niveles bajos de azúcar en la sangre, mientras que otros tratamientos pueden incluir alopurinol y factor estimulante de colonias de granulocitos humanos . [92]

El tratamiento de la enfermedad de Cori/Forbes ( GSD-III ) puede utilizar una terapia con almidón de maíz modificado, una dieta rica en proteínas con preferencia a los carbohidratos complejos. Sin embargo, a diferencia del GSD-I, la gluconeogénesis es funcional, por lo que los azúcares simples (sacarosa, fructosa y lactosa) no están prohibidos. [dieciséis]

Una dieta cetogénica ha demostrado ser beneficiosa para la enfermedad de McArdle ( GSD-V ), ya que las cetonas se convierten fácilmente en acetil CoA para la fosforilación oxidativa, mientras que los ácidos grasos libres tardan unos minutos en convertirse en acetil CoA. [93] [94]

Para la deficiencia de fosfoglucomutasa (anteriormente GSD-XIV), los suplementos de D-galactosa y el entrenamiento físico han mostrado una mejoría favorable de los signos y síntomas. [30] En términos de entrenamiento físico, algunos pacientes con deficiencia de fosfoglucomutasa también experimentan un "segundo aliento". [30] [32]

Para la enfermedad de McArdle (GSD-V), el ejercicio aeróbico regular utilizando un " segundo aire " para permitir que los músculos se acondicionen aeróbicamente, así como el ejercicio anaeróbico (entrenamiento de fuerza) que sigue las adaptaciones de la actividad para no causar lesiones musculares, ayuda a mejorar los síntomas de intolerancia al ejercicio y mantener la salud general. [45] [59] [95] [96] Los estudios han demostrado que el ejercicio aeróbico regular bajo a moderado aumenta la producción de potencia máxima, aumenta el consumo máximo de oxígeno ( VO 2 pico ), reduce la frecuencia cardíaca y reduce la CK sérica en personas con enfermedad de McArdle. . [95] [96]

Independientemente de si el paciente experimenta síntomas de dolor muscular, fatiga muscular o calambres, el fenómeno de un segundo aliento se puede demostrar mediante el signo de una disminución del ritmo cardíaco acelerado mientras se mantiene la misma velocidad en la cinta de correr. [96] Los pacientes inactivos experimentaron un segundo aliento, demostrado a través del alivio de los síntomas típicos y el signo de un aumento de la frecuencia cardíaca, mientras realizaban ejercicio aeróbico moderado a bajo (caminar o caminar a paso ligero). [96]

Por el contrario, los pacientes que estaban activos regularmente no experimentaron los síntomas típicos durante el ejercicio aeróbico moderado-bajo (caminar o caminar a paso ligero), pero aún así demostraron un segundo aliento mediante el signo de una mayor caída de la frecuencia cardíaca. [96] [97] Para los pacientes regularmente activos, fue necesario un ejercicio más extenuante (caminar/trotar o andar en bicicleta muy rápido) para que experimentaran tanto los síntomas típicos como el alivio de los mismos, junto con el signo de una disminución de la frecuencia cardíaca, lo que demuestra segundo aire. [96] [97] [98]

En niños pequeños (<10 años) con enfermedad de McArdle (GSD-V), puede ser más difícil detectar el fenómeno del segundo viento. Pueden mostrar una frecuencia cardíaca normal, con una capacidad cardiorrespiratoria máxima ( VO 2máx ) normal o superior a lo normal. [45] [99] Dicho esto, los pacientes con enfermedad de McArdle generalmente experimentan síntomas de intolerancia al ejercicio antes de los 10 años, [45] con una edad sintomática promedio de 3 años. [58] [100]

Los pacientes con enfermedad de Tarui ( GSD-VII ) no experimentan el fenómeno del "segundo aire"; en cambio, se dice que están "sin viento". [45] [59] [101] Sin embargo, pueden lograr un beneficio submáximo del metabolismo lipídico de los ácidos grasos libres durante la actividad aeróbica después de un calentamiento. [45]

Epidemiología

Incidencias relativas de los principales tipos de enfermedad por almacenamiento de glucógeno

En general, según un estudio realizado en Columbia Británica , aproximadamente 2,3 niños por cada 100.000 nacimientos (1 entre 43.000) padecen algún tipo de enfermedad por almacenamiento de glucógeno. [102] En los Estados Unidos, se estima que ocurren en 1 por cada 20.000 a 25.000 nacimientos. [10] Se estima que la tasa de incidencia holandesa es de 1 por cada 40.000 nacimientos. Mientras que en México la incidencia fue de 6.78:1000 recién nacidos varones. [12] [103]

Dentro de la categoría de glucogenosis muscular (GSD muscular), la enfermedad de McArdle (GSD-V) es, con diferencia, la que se diagnostica con mayor frecuencia. [58]

Ver también

Referencias

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