Trastornos del metabolismo de los carbohidratos: Revisión de la patología

Una niña recién nacida de 5 días llamada Emily es llevada al servicio de urgencias debido a vómitos, diarrea y mala alimentación.

Su madre también menciona que Emily parece estar cansada y con sueño todo el día.

La exploración física revela una opacidad bilateral del cristalino, junto con una coloración amarillenta de la esclerótica.

En la palpación del abdomen, el hígado de Emily aparece agrandado.

Su madre menciona que vive en una zona remota y que dio a luz en casa.

Decide realizar un análisis de orina con tira reactiva, que da negativo para los azúcares, seguido de un análisis de orina inespecífico, que muestra un aumento de las concentraciones de azúcares reductores.

Unos días más tarde, se atiende a un hombre de 21 años de ascendencia asiática llamado Chris, que se queja de repetidos episodios de distensión, calambres abdominales y flatulencia excesiva que suelen ir asociados a heces acuosas y espumosas.

Se ha dado cuenta de que sus síntomas tienden a aparecer cuando come queso o helado.

Tras un nuevo interrogatorio, niega haber padecido enfermedades concomitantes o infecciones gastrointestinales recientes.

Nada que reseñar en la exploración física.

Según los antecedentes y la presentación inicial, tanto Emily como Chris parecen tener algún tipo de trastorno del metabolismo de los carbohidratos.

Los carbohidratos son nuestra principal fuente de energía y pueden clasificarse como simples o complejos.

Los carbohidratos simples incluyen los monosacáridos, que contienen una molécula de azúcar, como la glucosa, la fructosa y la galactosa; y los disacáridos, en los que se unen dos moléculas de azúcar.

Entre los disacáridos se encuentran la lactosa, compuesta por glucosa y galactosa, y la sacarosa, que se forma cuando la glucosa se une a la fructosa.

Por otro lado, los carbohidratos complejos incluyen los oligosacáridos y los polisacáridos, que son respectivamente cadenas cortas y largas formadas por más de dos moléculas de azúcar.

Los trastornos del metabolismo de los carbohidratos más importantes son la deficiencia del complejo piruvato deshidrogenasa, la galactosemia, los trastornos del metabolismo de la fructosa y la intolerancia a la lactosa.

Comencemos con la deficiencia del complejo piruvato deshidrogenasa o deficiencia de PDC.

Está causada principalmente por mutaciones en el gen PDHA1, situado en el cromosoma X.

Así pues, la deficiencia de PDC es un trastorno recesivo ligado al cromosoma X, lo que significa que todos los hombres portadores desarrollan la enfermedad, porque solo tienen un cromosoma X y, por tanto, un gen PDHA1 disponible.

Las mujeres tienen dos cromosomas X, por tanto, tener una única mutación las convierte en portadoras y necesitan las dos mutaciones para tener la enfermedad.

El gen PDHA1 codifica una de las enzimas del complejo piruvato deshidrogenasa, o PDC para abreviar.

Después de una comida, la glucosa se descompone en piruvato en el citoplasma mediante un proceso llamado glucósidos.

El piruvato puede entrar en la mitocondria, donde un complejo de tres enzimas mitocondriales, llamado complejo piruvato deshidrogenasa, convierte el piruvato en acetil-CoA.

El acetil-CoA se utiliza a continuación en el ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido tricarboxílico o TCA, para producir energía en forma de ATP.

El complejo de la piruvato deshidrogenasa requiere un conjunto de 5 cofactores para funcionar correctamente.

Para recordar estos 5 cofactores se utiliza en inglés la mnemotecnia "The Lovely Coenzymes For Nerds", que significa pirofosfato de tiamina, que es un derivado de la tiamina o vitamina B1; ácido lipoico; CoA, que es un derivado del ácido pantoténico o vitamina B5; FAD, que es un derivado de la riboflavina o vitamina B2; y NAD+, que es un derivado de la niacina o vitamina B3.

En la deficiencia de PDC, las concentraciones de acetil-CoA caen, haciendo que el ciclo de Krebs se ralentice, y como resultado, hay una menor producción de ATP.

Esta disminución afecta principalmente a las células con altos requerimientos de energía, como las neuronas.

Al mismo tiempo, el piruvato se acumula, por lo que se convierte en lactato por la enzima lactato deshidrogenasa, o LDH para abreviar, así como en alanina por la alanina aminotransferasa, o ALT.

Los síntomas de la deficiencia de PDC suelen comenzar durante la infancia e incluyen letargo, o falta extrema de energía, hipotonía, o tono muscular débil, y mala alimentación.

Además, la deficiencia de PDC puede provocar retraso del desarrollo, discapacidad intelectual y crisis convulsivas.

Para el diagnóstico, las pruebas de laboratorio muestran concentraciones elevados de alanina en sangre y, sobre todo, de lactato, lo que se conoce como acidosis láctica, un dato muy importante para los exámenes.

El tratamiento de la deficiencia de PDC consiste en corregir la acidosis, así como en adoptar una dieta cetogénica, que es una dieta baja en carbohidratos y alta en grasas y aminoácidos cetogénicos como la lisina o la leucina.

Esta dieta da lugar a la generación de cuerpos cetónicos, que pueden ser utilizados como fuente de energía alternativa por los tejidos de todo el cuerpo y, especialmente, por el cerebro.

La galactosemia se refiere a defectos en el metabolismo de la galactosa.

La vía normal del metabolismo de la galactosa comienza con la enzima galactocinasa, que convierte la galactosa en galactosa 1-fosfato, que no puede salir de las células.

La enzima uridiltransferasa convierte la galactosa 1-fosfato en glucosa 1-fosfato, que puede entrar en la vía de la gluconeogénesis para producir más glucosa o en la vía de la glucólisis para producir energía.

Parte de la galactosa pasa por una vía alternativa, en la que la enzima aldosa reductasa lo descompone en galactitol, que luego se excreta en la orina.

Hay dos tipos de galactosemia.

La más frecuente es la galactosemia tipo I o clásica, que está causada por una deficiencia de galactosa-1-fosfato uridiltransferasa o GALT para abreviar; mientras que la galactosemia tipo II está causada por una deficiencia de galactocinasa.

Hay que tener en cuenta que ambos tipos son autosómicos recesivos, lo que significa que es necesario heredar las dos copias del gen mutado, una de cada padre, para desarrollar la afección.

Tanto la galactosemia tipo I como la tipo II suelen presentarse de forma temprana, en cuanto el bebé comienza a ser amamantado, ya que la leche materna contiene lactosa, que es digerida por la enzima lactasa en galactosa y glucosa.

En la galactosemia, toda esta galactosa acaba siendo convertida en galactitol por la aldosa reductasa.

El exceso de galactitol se acumula principalmente en el cristalino y atrae el agua, lo que acaba provocando que la fibra del cristalino se hinche hasta romperse.

Esto se denomina lesión celular osmótica, y conduce rápidamente a cataratas infantiles, es decir, la opacificación del cristalino.

El principal síntoma de las cataratas es una deficiencia visual indolora que suele ser bilateral, y estos niños pueden presentarse con incapacidad para seguir objetos o para desarrollar una sonrisa social en respuesta a la sonrisa de otra persona, porque no pueden ver bien.

Otro signo revelador es la leucocoria o "pupila blanca", que es un reflejo blanco anómalo desde la retina del ojo, también llamado reflejo pupilar blanco.

La galactosemia tipo I es mucho más grave.

Esto se debe a que la galactosa todavía puede convertirse en galactosa 1-fosfato.

Además de la acumulación de galactitol que conduce a las cataratas, en la galactosemia tipo I también se acumula la galactosa-1-fosfato, que queda atrapada dentro de las células del hígado y del cerebro.

Los síntomas son hepatomegalia, o agrandamiento del hígado, asociada a ictericia.

Además, hay letargo y discapacidad intelectual, así como náuseas, vómitos, diarrea y mala alimentación; todo ello combinado da lugar a un retraso en el desarrollo.

La sepsis es una complicación potencialmente mortal, sobre todo por infección por E.

coli.

El diagnóstico de la galactosemia se basa en los análisis de sangre, que muestran un valor elevado de galactosa en la sangre.

Parte del exceso de galactosa se excreta en la orina, dando lugar a la galactosuria.

Un resultado que no debe confundir el diagnóstico es que la tira reactiva en orina ha sido negativa para los azúcares Esa prueba se refiere solo a la glucosa, pero hay análisis de orina no específicos que pueden detectar azúcares reductores, como la galactosa, la fructosa y la lactosa.

Si hay algún azúcar reductor distinto de la glucosa en la orina, obtendremos un test de orina negativo y un test reductor positivo.

En muchos países, estas pruebas se realizan como un cribado neonatal uniforme.

El diagnóstico puede confirmarse con un análisis de sangre que mide la actividad enzimática reducida de GALT o de galactocinasa, respectivamente para los tipos I y II; ambos se tratan con una dieta libre de galactosa y lactosa de por vida.

En cuanto a los trastornos del metabolismo de la fructosa, cabe destacar la fructosuria esencial y la intolerancia hereditaria a la fructosa, ambas de carácter autosómico recesivo.

La fructosa se convierte primero en fructosa-1-fosfato por la fructocinasa, que no puede salir de las células.

Luego, la aldolasa B descompone la fructosa-1-fosfato para ser utilizada en la gluconeogénesis o en la glucólisis.