Нейротоксичность фенилаланина (психоэмоциональные аспекты)
Божена Дидыч, врач-генетик, Университетская детская больница, Краков
Доклад на Сателлитном симпозиуме в Харькове, май 2011 года
Фенилаланин (ФА)
ФА содержится в высоких концентрациях в мозге человека и плазме
Для нормального метаболизма ФА необходимы биоптерин, железо, ниацин, витамин B6, медь и витамин С
В среднем взрослый потребляет 5 г ФА в день; максимальное количество ФА в пище с высоким содержанием белка (мясо, творог, зародыши пшеницы и др.)
Фенилаланин (ФА):
Мягкая фенилкетонурия (ФКУ) может быть неожиданной причиной гиперактивности, проблем с учебой, и других нарушений развития у детей
фенилаланин может быть эффективным обезболивающим; его используют при предменструальном синдроме, болезни Паркинсона; может усилить эффект акупунктуры и чрезкожной электрической стимуляции нервов (TENS)
Одной из стратегий лечения ФКУ является ограничение этой аминокислоты в пище
Большинство симптомов нелеченной ФКУ:
— интеллектуальные расстройства (низкий уровень IQ)
Психоневрологические симптомы:
— психотические черты поведения (острая возбудимость, деструктивное поведение, автоагрессия, шизофреноподобные симптомы, депрессия)
— неврологические проявления (двигательные проблемы, тремор)
Фенилаланин проникает через гематоэнцефалический барьер и оказывает токсическое влияние на мозг.
Значительные колебания концентрации ФА в сыворотке крови неотвратимо ведут к проблемам обучения:
— нарушению концентрации внимания
— нарушению процессов мышления
— нарушению зрительно-двигательной координации
— нарушениям познавательных функций
Обучение – это способность к:
— сравнению ранее накопленного опыта с настоящим и трансформации его на план действий
— уверенного применения опыта в планировании
— оценки результатов и способность к изменениям плана процесса в случае такой потребности.
Сложности при обучении возникают в момент, когда человек теряет способность получения, переработки, накопления, а затем использования имеющейся информации.
Высокие уровни фенилаланина приводят к потере способности:
— увеличения коэфициента интеллекта (IQ)
— приобретения запаса новых знаний, необходимых во время школьного обучения, для прогресса в профессиональной работе и в ежедневной жизни.
Влияние гиперфенилаланинемии:
— селективное внимание/недостаточная мотивация
— сдерживание бурной экспрессии эмоций/импульсивность
— способность оценивания/потеря способности рациональной оценки
— эластичность/схематичность в принятии решений
— исправление ошибок/недостаточная мотивация
Психиатрические проблемы
которые наблюдаются у взрослых с ФКУ, трудно поддающихся лечению, являются важным аргументом в дискуссии о необходимости применения диеты с низким содержанием фенилаланина пожизненно:
— состояние внутреннего беспокойства
— колебания (лабильность) настроения
Лечение детей с ФКУ
При необходимости, по показаниям, используется медикаментозное лечение, направленное на коррекцию психической, неврологической, соматической патологии:
— применяются препараты с ноотропным, противосудорожным и транквилизирующим действием, не оказывающие заметного возбуждающего влияния на биоэлектрическую активность мозга;
– гепатопротекторы, преимущественного растительного происхождения
– антиконвульсанты при наличии судорожного синдрома;
– витаминные препараты с обязательным включением витаминов группы В, аскорбиновой кислоты;
Что такое фенилкетонурия? Причины возникновения, диагностику и методы лечения разберем в статье доктора Алексенцева Е. С., врача УЗИ со стажем в 12 лет.
Определение болезни. Причины заболевания
Фенилкетонурия (ФКУ) — генетическое заболевание, в основе которого лежит врождённое нарушение метаболизма аминокислот, характеризующееся повышенным содержанием фенилаланина в крови. Это аутосомно-рецессивная патология, т. е. ребёнок может унаследовать данное заболевание только в том случае, если оба родителя являются носителями дефектной версии гена.
Распространённость фенилкетонурии
Факторы риска фенилкетонурии
Основной фактор риска фенилкетонурии — это наличие у обоих родителей дефекта в гене PAH (Phenylalanine hydroxylase gene). Заболевание развивается, если оба родителя передают ребёнку копию повреждённого гена.
Симптомы фенилкетонурии
Как проявляется фенилкетонурия у новорождённых
Чем дольше ребёнок с фенилкетонурией не получает специфического лечения, тем быстрее развивается умственная отсталость и необратимые нарушения развития. Кроме того, для детей с фенилкетонурией характерны следующие признаки [4] :
Патогенез фенилкетонурии
Фенилкетонурия как самостоятельное заболевание было открыто норвежским врачом Иваром Асбьёрном Фёллингом ещё в 1934 году. Несмотря на это, вопрос о патогенезе долгое время оставался открытым.
Фенилаланин — это незаменимая аминокислота, которая участвует с синтезе белков. Незаменимая она потому, что организм не может самостоятельно её синтезировать, фенилаланин можно получить исключительно из пищи (мясных и рыбных продуктов, творога, сыра, яйц, орехов, хлебобулочных изделий, круп) или с помощью протеолиза — процесса гидролиза белков с помощью ферментов-протеаз.
У пациентов, страдающих фенилкетонурией, из-за дефекта гена и недостатка фермента фенилаланин-гидроксилазы происходит увеличение в плазме крови концентрации фенилаланина (более 1200 мкмоль/л при норме 0-120 мкмоль/л ) и его метаболитов. Одновременно с этим снижается уровень тирозина и его производных (дофамина, адреналина, норадреналина и меланина). Такое состояние оказывает выраженное нейротоксическое действие на структуры мозга. Если пациент с фенилкетонурией не получает или не соблюдает лечение, то у него отмечаются повреждения мозолистого тела, полосатого тела, изменения коры и гипомиелинизация (снижение содержания миелина, образующего оболочку нервных волокон, в различных структурах оболочек мозга). Эти изменения могут привести к снижению интеллектуального развития и нейродегенерации — прогрессирующей гибели нервных клеток. Поэтому пациенты с фенилкетонурией более восприимчивы к нарушениям, связанным с дефицитом дофамина в головном мозге, таким как паркинсонизм.
Хотя патофизиологические механизмы повреждения головного мозга у пациентов с фенилкетонурией ещё не совсем понятны, существует множество свидетельств метаболических изменений, которые включают:
Окислительный стресс — это повреждение клеток активными формами кислорода, которые представляют собой молекулы с повышенной реактивностью из-за наличия неспаренного электрона на внешнем электронном уровне. Активные формы кислорода образуются в клетках постоянно, но в норме их уровень настолько низкий, что организм самостоятельно их нейтрализует с помощью антиоксидантной системы. Окислительный стресс происходит в том случае, когда активных форм кислорода образуется слишком много и антиоксиданты не могут полностью их инактивировать. Такой дисбаланс может вызвать окислительное повреждение белков, липидов или ДНК.
Классификация и стадии развития фенилкетонурии
Пожизненная диетотерапия ассоциирована с нарушением роста, снижением минеральной плотностей костей и дефицитом питательных веществ, что требует постоянного контроля у профильных специалистов.
Диагностика фенилкетонурии
Развитие медицины привело к созданию тандемной масс-спектрометрии для быстрого определения концентраций аминокислот в небольших объёмах крови или плазмы. Данный метод даёт более низкую частоту ложноположительных результатов, измеряя уровни фенилаланина и тирозина в исследуемых образцах.
Для неонатального скрининга медицинским персоналом с помощью скарификатора осуществляется забор крови из пятки новорождённого строго через 3 часа после кормления. Полученные образцы крови помещаются на специальные фильтровальные бумажные тест-бланки и отправляются в лабораторию.
Стоит отметить, что у некоторых детей, особенно у рождённых раньше срока, может наблюдаться незрелость ферментных систем, участвующих в метаболизме аминокислот. Это приводит к кратковременному повышению фенилаланина и положительному результату при скрининге [12] Около 2 % всех случаев повышенного уровня фенилаланина в крови, выявленного при скрининге новорождённых, связаны с нарушением метаболизма кофермента BH4, который участвует в преобразовании фенилаланина. Это подчёркивает важность проведения дифференциальной диагностики при всех выявленных уровнях гиперфенилаланинемии. Фенилкеторурию необходимо дифференцировать с такими заболеваниями, как транзиторная гиперфенилаланинемия недоношенных, наследственная доброкачественная гиперфенилаланинемия, тирозинемия, галактоземия.
Лечение фенилкетонурии
Контроль уровня фенилаланина в крови
Мнение медицинского сообщества относительно начала лечения пациентов с концентрациями фенилаланина 360-600 мкмоль/л достаточно противоречивы. Costello и соавторы [18] проводили исследование, в котором пациенты были разделены на три группы:
Общее потребление белка должно обеспечивать безопасные уровни потребностей данного макронутриента с дополнительной дотацией 40 % L-аминокислот (20 % L-аминокислот необходимы для компенсации потребностей в незаменимой аминокислоте и еще 20 % L-аминокислот используются для контроля фенилаланина в крови).
При введении неадекватных дозировок L-аминокислот они ограничивают синтез белка. Белковый обмен, который в норме складывается из процессов анаболизма (синтеза) и катаболизма (распада) белков, смещается в сторону катаболизма. При данном процессе фенилаланин остается неиспользованным для синтеза белка, и его концентрация в крови будет расти.
При фенилкетонурии необходимо избегать продуктов, богатых белком (мясо, рыба, яйца, обычный хлеб, большинство сыров, орехи и семена), а также продуктов, содержащих аспартам (подсластитель, который используется при изготовлении некоторых газированных изделий и конфет). Пища с низким содержанием белка при диетотерапии данного заболевания должна содержать 50 мг или менее фенилаланина на 100 г сухого продукта. Фрукты и овощи, содержащие менее 75 мг фенилаланина на 100 г пищевого продукта, также могут быть включены в рацион. При употреблении таких овощей, как картофель, брокколи, цветная капуста, брюссельская капуста, нужно учитывать, что даже их небольшое количество в рационе обеспечивает организм 50 мг фенилаланина, поэтому их потребление не должно быть бесконтрольным. Для удобства родителей и ребёнка следует пользоваться «пищевым светофором», где все продукты разделены на группы, разрешённые (ограниченно или неограниченно) и запрещённые к употреблению.
Когда ребёнок маленький, соблюдение диеты не является проблемой для семьи, так как родители контролируют потребление продуктов. В младенческом возрасте предлагается использовать специализированные смеси без добавок фенилаланина, которые дополняются либо грудным молоком, либо стандартной семью для перекрытия суточной потребности в фенилаланине.
Дети более старшего возраста продолжают не только пить специальный безфенилаланиновый продукт, который способен обеспечить потребности в белках и калориях, но и получают дополнительное количество разрешённых продуктов (овощи и фрукты, мёд, животные и растительные масла, зефир, пастила, варенье), необходимых для создания пищевого разнообразия.
По мере взросления ребёнка соблюдение диеты становится всё труднее, так как дети с фенилкетонурией, в отличие от своих сверстников, значительно ограничены в выборе продуктов, что часто приводит к скачкам концентрации фенилаланина у подростков [20] [21] Долгосрочное поддержание диеты необходимо, поскольку пациенты после периода нарушений диеты намного труднее возвращаются к прежнему режиму питания.
Прогноз. Профилактика
Если пациенты с фенилкетонурией получают и соблюдают лечение с самого раннего возраста, то их качество и продолжительность жизни ничем не отличается от их здоровых сверстников.
Пациенты, не получающие или не соблюдающие лечение, часто имеют инвалидность и низкий уровень качества жизни. Кроме того, несоблюдение диеты и отсутствие контроля фенилаланина в организме часто приводит к снижению продуктивности и внимания, нарушению поведения (особенно при уровне аминокислоты свыше 360 мкмоль/л).
Адекватное наблюдение за концентрацией фенилаланина в пределах допустимых показателей достаточно эффективно в профилактике большинства нарушений центральной нервной системы. Большинство людей демонстрируют нормальное общее развитие, легко справляются с образовательными стандартами, ведут самостоятельную жизнь и получают работу, будучи взрослыми.
При соблюдении пациентом режимов диеты и дополнительной дотации минеральных веществ не отмечается увеличения риска таких осложнений, как остеопороз или частые переломы при отсутствии других заболеваний костно-мышечной системы и соединительной ткани.
Профилактика фенилкетонурии
Если у будущих родителей или их близких родственников выявлена фенилкетонурия, то при планировании беременности рекомендуется проконсультироваться с генетиком и пройти обследование. Так можно определить риск рождения ребёнка с фенилкетонурией.
Фенилаланин: полезные свойства и применение
Фенилаланин – это незаменимое аминокислотное соединение, его ежедневное поступление необходимо для нормальной работы мозга, поддержания хорошего настроения, снижения болевого синдрома. В нашей статье собрана вся необходимая информация о полезных свойствах и вреде вещества, признаках дефицита и передозировки, показаниях и противопоказаниях к применению.
Общая информация
Фенилаланин (L-phenylalanine) – незаменимый нутриент, который принадлежит к классу ароматических альфа-аминокислот. Впервые описание вещества появилось в 1879 году, когда немецкие ученые выделили его из растительных источников. Синтетическое соединение было получено в 1882 году, но тогда еще не знали о значении аминокислоты для организма человека. Детальное изучение фармакологических свойств вещества приходится на ХХ век, а в 1961 году фенилаланин впервые был синтезирован путем генной инженерии.
Химические свойства
Химическое название вещества 2-амино-3-фенилпропионовая кислота. В чистом виде представляет собой бесцветные кристаллы, которые быстро разрушаются при нагревании. Аминокислота хорошо растворяется в воде, слабо взаимодействует со спиртами.
Структурная формула фенилаланина
Вещество имеет 3 оптических изомера:
Биологическая роль в организме
После попадания в организм человека phenylalanine подвергается ряду превращений. Основной путь метаболизма фенилаланина – гидроксилирование в присутствии ферментов с образованием L-тирозина. Также химическое вещество распадается до органических кислот, участвующих в синтезе глюкозы. При избыточном поступлении соединение вредно, поскольку преобразуется в ацетоацетат и повышает уровень кетоновых тел в крови.
Интересно! В исследованиях испанских ученых выявлена польза аминокислоты фенилаланина при лечении витилиго – около 75% пациентов заметили значительные улучшения после 6-месячного курса.
Суточная норма
В среднем взрослому человеку достаточно получать от 2 до 4 г фенилаланина в сутки. Для спортсменов и людей, занимающихся тяжелым физическим трудом, эти цифры возрастают в несколько раз. Отдельных рекомендаций для младенцев, школьников, беременных или кормящих женщин нет.
Для определения содержания незаменимой аминокислоты фенилаланина в организме существует лабораторный анализ – химическая жидкостная хроматография. Для исследования берут венозную кровь. В норме в организме взрослого концентрация вещества составляет 0,6-2,5 мг/дл. У беременных уровень фенилаланина снижается, показатели у детей разнятся в зависимости от возраста. Превышение нормативных значений опасно и может указывать на развитие серьезных заболеваний.
Фенилаланин в продуктах питания
Природными источниками аминокислоты являются высокобелковые продукты растительного и животного происхождения. Но содержание вещества в них зависит от термической обработки.
Таблица – Сколько фенилаланина содержится в продуктах
| Наименование | Количество аминокислоты, мг на 100 г |
| Пармезан | 1922 |
| Соя | 1696 |
| Красная икра | 1640 |
| Арахис | 1343 |
| Твердый сыр | 1200 |
| Фасоль | 1130 |
| Брынза | 1030 |
| Миндаль | 990 |
| Горбуша | 960 |
| Нежирный творог | 930 |
| Мясо (говядина, индейка) | 800 |
| Куриные яйца | 630 |
Признаки нехватки аминокислоты
Недостаток нутриента наблюдается при соблюдении несбалансированной низкобелковой диеты, нарушениях пищеварительной функции. Аминокислота фенилаланин не синтезируется в организме, поэтому неприятные проявления гиповитаминоза развиваются довольно быстро.
Основные показатели дефицита:
При выраженном дефиците фенилаланина врачи рекомендуют принимать биологически активные добавки, в которых содержится высокоактивная структурная формула аминокислоты. Препараты быстро восполняют уровень фенилаланина и устраняют нежелательные последствия авитаминоза.
Польза жевательной резинки и ее вред
Жевательная резинка (или просто – жвачка) предназначена не для того, чтобы человек ощутил какой-то необычный сладкий или ментоловый вкус. Задача жевательной резинки – это помочь человеку соблюдать гигиену полости рта.
Жевательная резинка – это не конфета, не освежающие леденцы. Это – предмет чисто стоматологической направленности, а не удовольствие, как это принято показывать в рекламе.
В процессе жевания резинки в ротовой полости человека происходит нейтрализация кислот, являющихся следствием жизнедеятельности бактерий ротовой полости. Эти кислоты активно участвуют в образовании зубного налета. Таким образом, жевательная резинка является препятствием для формирования вредных отложений на зубной поверхности.
Другая польза жевательной резинки – придание вашему дыханию свежести. Жвачка с ментоловым, мятным вкусом прекрасно справляется с этой задачей. Именно поэтому реклама так часто повторяет нам, что употреблять жевательную резинку нужно после еды. Однако, не в ту же минуту. Лучше подождать хотя бы минут десять после приема пищи, и только после этого пожевать резинку. Метод «из огня да в полымя» (иным словами – резкая смена среды) может не принести вам ожидаемого от жвачки эффекта.
Употребление жевательной резинки имеет смысл только в течение часа – полутора часов после приема пищи. Именно в это время желудку для переваривания обеда или ужина требуется желудочный сок, а процесс жевания резинки помогает его вырабатывать. Если же вам нужно освежить дыхание, лучше воспользуйтесь ополаскивателями для полости рта или мятными конфетами без сахара.
Состав жевательной резинки
Самое важное требование к составу жевательной резинки – отсутствие в ней сахара. Подумайте, какую пользу будет иметь жвачка, содержащая сахар? Именно сахар является активным разрушителем зубной эмали. Сахар – активный катализатор образования кариозных поражений в полости зуба, или попросту – кариеса. В процессе жевания резинки сахар, если он содержится в составе, расщепляется до кислот, образуя твердый налет на зубной поверхности. Такой налет не удаляется слюнной жидкостью, а со временем собирает на себе все вредоносные организмы. Ещё через некоторое время на этой пленке, покрытой микробами, начинают образовываться бляшки, дырочки – зачатки будущего кариеса. Поэтому жевательная резинка не должна содержать сахар.
Хорошо, если в жвачке вместо сахара содержится ксилит. Это вещество – заменитель сахара, но безопасный для зубной поверхности. Оно обладает противокариозным действием.
Важно, чтобы в составе жевательной резинки был и другой компонент – манит. Он активизирует работу слюнных желез и увеличивает выделение секрета. Слюна помогает нормализовать баланс среды в ротовой полости, нейтрализуя разрушительное действие кислот. Помните, что после приема пищи среда в ротовой полости всегда насыщается кислотами.
Желательно, чтобы жевательная резинка не содержала красителей, а была естественного, белого цвета. Красители в составе жвачки – лишний элемент, который придает зубной эмали лишь ненужную нагрузку. Не совсем могут оказаться полезны и новые изобретения продавцов жвачек. Такие новшества, как жвачки с экзотическими вкусами, сладкими начинками и гранулами, лучше отложить в пользу обычных жвачек с освежающим, мятным вкусом.
Польза жевательной резинки
Теперь обратимся непосредственно к преимуществам жевательной резинки, её очевидным плюсам. Затем разберем и минусы – существенные недостатки.
Интенсивное выделение слюны
Как только мы начинаем жевать резинку, в нашей ротовой полости происходит активное выделение слюнного секрета. Выделение слюны нормализует кислотно-щелочной баланс (слюна содержит щелочь, оказывающую «уравновешенное» действие на кислоту) и благоприятно воздействует на среду ротовой полости. Слюна также дополнительно «омывает» зубную поверхность от вредоносных отложений.
Также слюноотделение нормализует процесс пищеварения. Во время жевания резинки выделяется желудочный сок, который помогает при переедании и несварении желудка.
Очищение
Жевательная резинка действительно очищает полость рта от пищевых отложений. Но – лишь поверхностно. В случае с труднодоступными местами ротовой полости резинка остается бессильной.
Жевательная резинка – это лишь дополнительное средство в процессе ухода за ротовой полостью. Если вам нужно очистить зубы от пищевых отложений, воспользуйтесь лучше тонкой и безопасной зубной нитью.
Механизм жевания
Доказано, что механизм жевания резинки благоприятно воздействует не только на ротовую полость, но и на состояние организма в целом. Во-первых, во время жевания резинки происходит укрепление обоих, верхней и нижней, челюстей, а также нормализация процесса кровообращения в десневых тканях. Во-вторых, употребление жевательной резинки помогает справляться с эффектом закладывания ушей (при поездке в самолете или скоростном поезде).
Во время жевания резинки не нужно широко открывать рот, а также делать резких движений, чтобы жвачка не попала в горло. Также не нужно надувать пузыри – это любимое для многих развлечение не несет в себе никакой положительной нагрузки.
Психологический эффект
Врачи-невропатологи открыли ещё один удивительный эффект жевания резинки – многим людям этот процесс позволяет справиться с навязчивыми, тяжелыми мыслями. Жевание резинки при эмоциональном возбуждении помогает успокоиться и предотвратить стрессовую ситуацию. Это напоминает тот психологический эффект, который дают курение сигарет и употребление шоколада в больших количествах, но, несомненно, жевание резинки – самый безопасный способ справиться с тем, что вам приходиться нервничать.
Поскольку во время жевания резинки происходит активная работа челюстными мышцами, сам процесс помогает человеку не только успокоиться, но и сосредоточиться и собрать силы.
Вред жевательной резинки
Теперь расскажем о тех минусах, которые подстерегают человека, привыкшего после каждого приема пищи жевать вкусную резинку.
Необходимо знать меру. В употреблении жевательной резинки для очистки полости рта от микроорганизмов необходимо соблюдать меру. Жевательную резинку достаточно пожевать пять-десять минут, чтобы провести поверхностную чистку полости рта и активизировать выделение слюнного секрета.
Если пренебрегать этим правилом и жевать резинку часто, то можно столкнуться со следующими проблемами:
Образование зависимости
Если человек каждый раз при возникновении стрессовой ситуации будет жевать резинку, то он привыкнет к такому положению вещей. В любой даже самой простой ситуации он будет прибегать к помощи жевательной резинки.
Отравляющий эффект
Использование жевательной резинки много раз в день и долгое время может привести к тому, что человека будет подташнивать. Если жевать резинку долго, то пищевые остатки, которая жвачка «собирает», могут попасть в желудок, что также очень неприятно.
Вред для ротовой полости
Слишком частое жевание резинки на одной стороне челюсти (правой или левой) приводит к внешней ассиметричности лица. Причина тому — увеличение мышц лишь с одной стороны челюсти. Чрезмерная активность одной стороны ротовой полости по сравнению с другой может стать причиной развития заболеваний полости рта.
Вред для детей
Употребление жвачки в детском и даже подростковом возрасте чревато сбоями и осложнениями в развитии зубов. Жевательная резинка, особенно при надувании пузырей, значительно портит прикус и способствует неправильному расположению зубов.
Вредные компоненты
Если в составе жвачки есть вредные компоненты, то негативный эффект от её употребления увеличивается в разы.
Сахар в составе жевательной резинки способствует образованию кариеса. Красители, стабилизаторы вкуса, некоторые эмульгаторы и антиоксиданты наносят вред печени человека и вызывают сбои в работе кишечника. Фенилаланин, содержащийся в некоторых жевательных резинках, вредит работе нервной системы. Некоторые заменители сахара могут отрицательно воздействовать на работу сосудов и процесс пищеварения. К ним относятся сорбит, аспартам, ацесульфам.
Итак, ознакомившись со всеми плюсами и минусами жевательной резинки, вы сможете принять верное решение – как часто можно её употреблять. Жевательная резинка – лишь приятное дополнение к целому комплексу мер, которые необходимо выполнять ежедневно, чтобы улыбка оставалась красивой, а зубы – здоровыми.
