At polisakkarit depolama miyopatisi - Equine polysaccharide storage myopathy

At polisakkarit depolama miyopatisi ( EPSM , PSSM , EPSSM ), eforla rabdomiyolize neden olan, atların kalıtsal bir glikojen depolama hastalığıdır . Şu anda American Quarter Horses, American Paint Horses, Warmbloods, Cobs, Dales Ponies, Thoroughbreds, Arabians, New Forest midillileri ve çok sayıda Heavy at ırkını etkilediği bilinmektedir. Tedavi edilemez olsa da, PSSM uygun diyet ve egzersizle yönetilebilir. Şu anda Tip 1 PSSM ve Tip 2 PSSM olarak bilinen 2 alt tip bulunmaktadır.

Glikojen depolama bozukluklarının patofizyolojisi ve PSSM'nin alt tiplemesi

Zincirin bir dalına yol açan tek bir a-1,6-glikosidik bağ ile α-1,4-glikosidik bağlarla bağlanan glikoz moleküllerinin bir temsili.

Glikojen bir molekül olan bir polimer ve glükoz (bir polisakkarid deposu enerji için kullanılır), ve glukoz korunması için önemlidir homeostazı kanda, aynı zamanda iskelet kası ve kalp kası kasılması için enerji hazırlanması için. Glikoz molekülleri, α-1,4- glikosidik bağlarla doğrusal zincirlere bağlanır . Ek olarak, a-1,6-glikosidik bağlarla zincirden glikoz dalları oluşur. 2 glikoz molekülü, glikojen sentaz olarak bilinen bir enzim tarafından bir α-1,4-glikosidik bağlara birleştirilir . Bu bağ , vücut enerji için glikojeni glikoza dönüştürmek istediğinde amilaz tarafından kırılabilir. Glikojen dallanma enzimi , bu lineer zincirlerden bir dallanma başlatmak için gereken gerekli a-1,6-glikosidik bağlardan sorumludur.

Bu sistemde herhangi bir kesinti, bir glikojen depolama hastalığına neden olur . Şu anda atlarda glikojen depo hastalıklarının 2 alt kategorisi vardır: Tip 1 polisakkarit depo miyopatisi, glikojen dallanan enzim eksikliği ve Tip 2 polisakkarit depo miyopatisi.

Tip 1 PSSM

Tip 1 PSSM, GSY1 olarak bilinen otozomal dominant bir genetik mutasyondan kaynaklanır. Bu mutasyon, glikojen sentazın yukarı regülasyonuna ve glikojen dallanma enzimine (GBE) göre yüksek seviyelerde glikojen sentazına neden olur. Glikojen sentazın GBE'ye bu değişen oranı, uzun zincirli ve birkaç dallı glikojen molekülleri ile sonuçlanır ve bu molekülleri bir şekilde amilaza dirençli hale getirir . GSY1 mutasyonu, değişmiş glikoz metabolizması (ancak normal glikojen metabolizması) ve at kaslarında yüksek seviyelerde glikojen ve anormal polisakkarit birikimi ile ilişkilidir. Ek olarak, bazı atların, kas hücreleri tarafından glikoz alımını iyileştiren ve zaten GSY1 mutasyonuna ikincil olarak yüksek olan aşırı glikojen depolanmasına katkıda bulunan insülin duyarlılığına sahip olduğu gösterilmiştir.

Glikojen dallanma enzim eksikliği

Ana madde: Glikojen dallanma enzim eksikliği

Düşük seviyelerde glikojen dallanma enzimi, glikojen dallanan enzim eksikliği olarak bilinen bir duruma yol açar. Bu duruma, glikojen dallanma enzimini üretmekten sorumlu GBE1 geninin bir mutasyonu neden olur. Daha sonra, glikojen molekülleri birkaç dal ile üretilir, bu da indirgenmeyen uçların sayısını büyük ölçüde azaltır ve molekülün sentezlenebileceği veya parçalanabileceği hızı büyük ölçüde yavaşlatır. Bu, amilaza çok dirençli olan düşük kas glikojen seviyelerine neden olur. Bu hastalık genellikle Quarter Horse taylarında görülür ve ölümcüldür.

Tip 2 PSSM

Tip 2 PSSM, GSY1 veya GBE1'deki mutasyonlardan kaynaklanmayan, atın iskelet kaslarında anormal glikojen birikimine yol açan bozukluklar için bir kategoridir.

Sunum

Belçika Taslağı, popülasyonlarında çok yüksek PSSM prevalansı olan bir cinstir.

PSSM, Amerikan Çeyrek Atları ve ilgili ırklarında ( Paint horse , Appaloosa , Appendix Quarter Horse ), Taslak at ırklarında (özellikle Belçika Draft ve Percherons ) ve Warmblood ırklarında yaygındır . Belçika Taslağının% 36 oranında PSSM yaygınlığına sahip olduğu gösterilmiştir. PSSM teşhisi konan diğer ırklar arasında Arabian , Lipizzaner , Morgan , Mustang , Peruvian Paso , Rocky Mountain Horse , Standardbred , Tennessee Walking Horse , Thoroughbred ve National Show Horse bulunur . GSY1 mutasyonunun, kalitesiz diyetlerle çalışkan hayvanlara bir miktar fayda sağladığı ve artık orta ila düşük seviyelerde çalışma ve yapısal olmayan karbonhidrat bakımından yüksek diyetlerle yönetilen "tasarruflu" ırkların üyelerine zarar verdiği öne sürülmüştür. .

PSSM Tip 1 (GSY1 mutasyonu için homozigot veya heterozigot), Quarter Horses ve bunlarla ilgili ırklarda ve taslak ırklarda daha yaygındır; PSSM Tip 2 (GSY1 mutasyonu için negatif), sıcak kan dahil diğer ırklarda daha yaygın olarak görülür. Hastalığın cinsiyete yatkınlığı yoktur.

Klinik işaretler

Tip 1 PSSM'li atlar genellikle istirahatte normal görünürler, ancak hafif iş yapmaları istendiğinde kısalmış adım, sertlik, sert kas sistemi, terleme, ağrı veya egzersiz yapma isteksizliği gibi eforlu rabdomiyoliz ("bağlanma") belirtileri gösterir . Eforlu rabdomiyoliz epizotları, etkilenen atlarla ilişkili en sık görülen belirtilerden biri olsa da (etkilenen hayvanların ~% 37'sinde bildirilmiştir), diğer yaygın belirtiler arasında yürüme anormallikleri, yer değiştiren topallık , yükselememe ile sonuçlanabilecek kas güçsüzlüğü, kolik ağrı ve kas fasikülasyonu, atrofi ve / veya sertlik gibi (en yaygın olarak semimembranozus, semitendinosus ve longissimus kaslarında görülür).

Bu klinik belirtiler genellikle ilk olarak, at genç bir hayvan olarak eğitime alındığında ortaya çıkar; ancak etkilenen atlar, bir aylık olduklarında kas hasarıyla tutarlı histolojik değişiklikler gösterecek ve ayrıca kas hasarı ile yükselen bir enzim olan kreatin kinazda (CK) yükselmeler gösterebilecektir . Solunum yolu veya gastrointestinal enfeksiyon gibi eşzamanlı hastalıklar, egzersiz yapılmasa bile CK'da yükselmelere ve potansiyel olarak yaşamı tehdit eden rabdomiyolize neden olabilir. PSSM'li atlar genellikle istirahatte ısrarla yüksek CK'ya sahiptir, bu da hastalığı atların bölümler arasında normal CK konsantrasyonlarına sahip olduğu tekrarlayan eforlu rabdomiyolizden ayırır.

Fenotipte değişkenlik ve genlerin değiştirilmesi

Etkilenen bazı hayvanlar subklinik kalabilir, bazılarında atletik performansı engellemeyen hafif belirtiler olabilirken, bazı atlar herhangi bir zorla egzersizi engelleyen klinik işaretlere sahip olacaktır. Nadiren, atlar akut rabdomiyoliz ataklarından ölecektir. Bu tür fenotip değişkenliğinin nedeni tam olarak anlaşılmamıştır. Mizaç, cinsiyet ve vücut tipinin klinik belirtilerin derecesi üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Bununla birlikte, diyet ve egzersiz gibi çevresel faktörlerin tümü, atın mutasyona uğramış GSY1 aleli için heterozigot veya homozigot olması ve modifiye edici genlerin varlığı bir rol oynar. Ek olarak, etkilenen bazı atlar, farklı hücresel değişiklikler ve ardından farklı fenotipik etkiler üretecek olan PSSM Tip 2'ye sahip olabilir.

Bu tür değiştirici genlerden biri, kas hücrelerinde kalsiyum düzenlemesinden sorumlu olan RYR1'dir. RYR1 mutasyonu , genellikle anestezi ile ilişkili nadir fakat potansiyel olarak ölümcül bir bozukluk olan malign hipertermiye neden olur . RYR1 mutasyonu, genel Quarter Horse popülasyonu dahil olmak üzere atlarda nadir görülürken, GSY1 mutasyonu olan Quarter Horses'ta çok daha yaygındır. Her iki mutasyona sahip atların, daha yüksek seviyelerde kan kreatin kinaz (CK), daha şiddetli egzersiz intoleransı, daha şiddetli rabdomiyoliz epizodları (daha sık kas fasikülasyonları, egzersizle ilişkili olmayan daha sık epizodlar dahil) şiddetli bir PSSM fenotipine sahip olma olasılığı daha yüksektir. , akut ölüm) ve PSSM tedavisine zayıf yanıt.

Ek olarak, Quarter Horses ve ilgili ırklarda hiperkalemik periyodik felçten (HYPP) sorumlu olan hem GSY1 hem de SCNA4 genindeki kusurlar , Halter atlarının% 14'ünde bulunmuştur. Bu genlerin her ikisinin bir kombinasyonu, bir HYPP saldırısı nedeniyle atın yatması durumunda şiddetli rabdomiyolize neden olabilir.

Teşhis

Tip 1 PSSM için bir genetik test mevcuttur. Bu test bir kan veya saç örneği gerektirir ve kas biyopsisinden daha az invaziftir. Bununla birlikte, hafif at ırkları gibi Tip 2 PSSM'den daha yaygın olarak etkilenen ırklar için daha az yararlı olabilir. Genellikle PSSM'nin klinik belirtilerini gösteren ancak GYS1 mutasyonu için negatif sonuçları olan atlar için kas biyopsisi önerilir.

Semimembranosis veya semitendinosis (hamstring) kaslarından bir kas biyopsisi alınabilir. Biyopsi glikojen için boyanır ve kastaki leke alımının yoğunluğu ve herhangi bir kapanımın varlığı PSSM tanısının belirlenmesine yardımcı olur. Bu test, Tip 2 PSSM'yi teşhis etmek için tek yöntemdir. Tip 1 PSSM'li atlar genellikle iskelet kaslarında normal glikojen seviyelerinin 1.5-2 katı arasında olacaktır. Kas hasarını gösteren anormallikler kasın histolojik bölümlerinde 1 aylık kadar genç görülebilirken, anormal polisakkarit birikiminin gelişmesi 3 yılı bulabilir.

Yönetim

Metabolizma üzerindeki etkisi

PSSM'li atlar, istirahatte yüksek kas glikojen seviyelerine sahiptir. Egzersiz sırasında, glikojen seviyeleri, etkilenmemiş atlarda görülenden daha hızlı tükenir ve PSSM olmayan bir at için normal kabul edilen seviyelere düşürülür. Bu, bu hayvanlarda glikojen metabolizmasının aslında normal olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, PSSM atları, egzersiz bittikten sonra normal bir atın iki katı oranında kas glikojenini sentezler ve bu da kas glikojeninin yükselmesine neden olur. Anormal glukoz metabolizmasının kesin mekanizması henüz belirlenmemiştir, ancak insanlarda fosfofruktokinaz eksikliğine benzerlik gösterebilir .

PSSM'li Quarter Horse ile ilgili ırklar, hücreler tarafından glikoz alımını iyileştiren insülin duyarlılığı gösterir ve bu atlar, etkilenmemiş atlara göre yemekten sonra kan glikozunu daha hızlı temizler. Bu, daha sonra substratı glikojen üretmek için kullanabilen kaslar tarafından glikoza kolay erişim sağlar. Glikojen sentaz enzimini yukarı düzenleyen GYS1 kusuru, kasların bu glikozu kasta depolanmak üzere hızla glikojen üretmek için kullanmasına izin verir. Şaşırtıcı bir şekilde, taslak at ırklarında artmış insülin duyarlılığı görülmez.

Bu metabolik değişikliklere karşı koymak için diyet ve egzersiz manipülasyonu kullanılabilir. Diyet önerilerine uyan atların yaklaşık% 50'si ve hem diyet hem de egzersiz tavsiyelerine uyan atların% 90'ı, eforla rabdomiyoliz epizoduna sahip veya hiç yok.

Diyet

Çoğu at için diyet, klinik belirtilerin derecesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. İnsülin salgılanmasını uyaran yapısal olmayan karbonhidratlar (NSC) bakımından yüksek diyetlerle beslenen PSSM atlarının egzersizle rabdomiyoliz şiddetinin arttığı gösterilmiştir. PSSM'li atlar için mevcut öneriler, düşük nişastalı, yüksek yağlı bir diyet içerir. Düşük nişastalı diyetler, yemekten sonra düşük kan şekeri ve insülin seviyeleri üretir ve bu da kas hücreleri tarafından alınan glikoz miktarını azaltabilir. Yüksek yağlı diyetler, kandaki serbest yağ asidi konsantrasyonlarını artırır, bu da yağın glikoz metabolizmasına göre enerji için (serbest yağ asidi oksidasyonu yoluyla) kullanımını teşvik edebilir. En şiddetli klinik belirtilere sahip atlar genellikle diyette en büyük gelişmeyi gösterir.

Diyet önerileri genellikle kalori kısıtlaması, günlük NSC içeriğinin azaltılması ve diyet yağında bir artış kombinasyonunu içerir. Diyet önerileri , obez bir hayvanın kilo verdikten sonra diyet yağının artmasını beklemek faydalı olabileceğinden , hayvanın vücut kondisyon puanı ve egzersiz seviyesi ile dengelenmelidir . Diyet, NSC'den gelen sindirilebilir enerjinin <% 10'una ve yağdan gelen günlük sindirilebilir enerjinin% 15-20'sine sahip olmalıdır.

Egzersiz yapmak

PSSM'li atlar, egzersizleri zaman içinde yavaşça artarsa ​​(yani, yavaşça kondisyonlanırlarsa) daha az klinik belirti gösterirler. Ek olarak, uzun süreli durak istirahatinden sonra uygulandıklarında kas sertliği ve rabdomiyoliz geliştirme olasılıkları çok daha yüksektir.

Maksimum hıza ulaşmada güçlük çekmelerine ve etkilenmemiş atlardan daha hızlı yorulmalarına rağmen, atlar genellikle maksimum aktivite seviyesinde kısa süreli çalışma (anaerobik egzersiz) yapmaları istendiğinde daha az klinik belirtiye sahiptir. Daha uzun bir süre boyunca daha düşük yoğunluklu aktivite (aerobik aktivite) yapmaları istendiğinde, kastaki enerji eksikliği nedeniyle daha fazla kas hasarına sahiptirler.

Referanslar

  1. ^ Bir b c d e f g h i j k l Mickelson JR, Valberg, SJ (2015). "Atlarda İskelet Kası Bozukluklarının Genetiği". Annu. Rev. Anim. Biosci . 3 : 197–217. doi : 10.1146 / annurev-hayvan-022114-110653 . PMID   25387114 .
  2. ^ a b c d Annandale, EJ; Valberg, SJ; Mickelson, JR; Seaquist, ER (Ekim 2004). "Atlarda polisakkarit depo miyopatisi olan atlarda insülin duyarlılığı ve iskelet kası glikoz taşınması". Nöromüsküler Bozukluklar . 14 (10): 666–674. doi : 10.1016 / j.nmd.2004.05.007 . PMID   15351424 .
  3. ^ a b c McCue ME, Ribeiro WP, Valberg SJ (Ağustos 2006). "Nöromüsküler bozuklukları olan atlarda polisakkarit depo miyopatisinin prevalansı". At Veteriner Dergisi . 38 (S36): 340–344. doi : 10.1111 / j.2042-3306.2006.tb05565.x . PMID   17402444 .
  4. ^ Firshman AM, Baird JD, Valberg JS (15 Aralık 2005). "Belçika Taslak Atlarında polisakkarit depo miyopatisinin ve titreme prevalansları ve klinik bulguları". JAVMA . 227 (12): 1958–1964. doi : 10.2460 / javma.2005.227.1958 . PMID   16379634 .
  5. ^ Valentine BA (2003). "At polisakkarit depolama miyopatisi". At Veterinerliği Eğitimi . 15 (5): 254–262. doi : 10.1111 / j.2042-3292.2003.tb00537.x .
  6. ^ a b c d De La Corte FD, Valberg SJ, MacLeay JM, Mickelson JR (2002). "4 Çeyrek At Taylarında Polisakkarit Depolama Miyopatisinin Gelişimsel Başlangıcı" . Veteriner İç Hastalıkları Dergisi . 16 (5): 581–587. doi : 10.1111 / j.1939-1676.2002.tb02391.x .
  7. ^ Finno CJ, SPier SJ, Valberg SJ (2009). "Bilinen genetik mutasyonların neden olduğu at hastalıkları". Veteriner Dergisi . 179 (3): 336–347. doi : 10.1016 / j.tvjl.2008.03.016 . PMID   18472287 .
  8. ^ a b McCue ME, Valberg SJ, Jackson M, Borgia L, Lucio M, Mickelson JR (Ocak 2009). "Çeyrek atla ilişkili ırklarda polisakkarit depolama miyopati fenotipi, bir RYR1 mutasyonunun varlığıyla modifiye edilir". Nöromüsküler Bozukluklar . 19 (1): 37–43. doi : 10.1016 / j.nmd.2008.10.001 . PMID   19056269 .
  9. ^ Tryon RC, Penedo CT, McCue ME, ve diğerleri. (Ocak 2009). "American Quarter Horses alt gruplarında kalıtsal hastalık genlerinin alel frekanslarının değerlendirilmesi". JAVMA . 234 (1): 120–125. doi : 10.2460 / javma.234.1.120 . PMID   19119976 .
  10. ^ Valberg SJ, Cardinet III GH, Carlson GP, ​​DiMauro S (1992). "Atlarda tekrarlayan eforlu rabdomiyoliz ile ilişkili polisakkarit depolama miyopatisi". Nöromüsküler Bozukluklar . 2 (5–6): 351–359. doi : 10.1016 / S0960-8966 (06) 80006-4 .
  11. ^ a b Ribeiro WP, Valberg SJ, Pagan JD, Gustavsson BE (2004). "Değişen Diyet Nişasta ve Yağ İçeriğinin At Polisakkarit Depolama Miyopatisinde Serum Kreatin Kinaz Aktivitesi ve Substrat Bulunabilirliği Üzerindeki Etkisi". J Vet Intern Med . 18 (6): 887–894. doi : 10.1111 / j.1939-1676.2004.tb02637.x .
  12. ^ Corte FD, Valberg SJ, Mickelson JR, Hower-Moritz M (Temmuz 1999). "Polisakkarit depolama miyopatisinde beslenme ve egzersizden sonra kan şekeri klirensi" . At Veteriner Dergisi . 31 (S30): 324–328. doi : 10.1111 / j.2042-3306.1999.tb05242.x .
  13. ^ a b c Valberg, Stephanie; James Mickelson. "Atlarda Polisakkarit Depolama Miyopatisi (PSSM)" . Minnesota Üniversitesi Atçılık Merkezi . Minnesota Üniversitesi . Alındı 15 Haziran 2015 . CS1 Maint: önerilmeyen parametre ( bağlantı )
  14. ^ Firshman AM, Valberg SJ, ve diğerleri. (Haziran 2008). "Polisakkarit depo miyopatisi olan Belçika atlarında insülin duyarlılığı". American Journal of Veterinary Research . 69 (6): 816–823. doi : 10.2460 / ajvr.69.6.818 . PMID   18518664 .
  15. ^ Firshman AM, Valberg SJ, Bender JB, Finno CJ (Ekim 2003). "Quarter Horses'ta polisakkarit depo miyopatisinin epidemiyolojik özellikleri ve yönetimi". American Journal of Veterinary Research . 64 (10): 1319–1327. doi : 10.2460 / ajvr.2003.64.1319 .
  16. ^ Annandale EJ, Valberg SJ, Essen-Gustavsson B (Mayıs 2005). "Submaksimal egzersizin polisakkarit depo miyopatisi olan atların iskelet kası liflerindeki adenin nükleotid konsantrasyonları üzerindeki etkileri". Am. J. Vet. Res . 66 (5): 839–845. doi : 10.2460 / ajvr.2005.66.839 .