Наследственные анемии, связанные с нарушением синтеза порфиринов
В 1945 г. Cooley описал братьев с овалоцитозом, выраженной гипохромией эритроцитов с высоким содержанием железа сыворотки. Болезнь была выявлена только у мужчин в 5 поколениях. В 1949 г. Mills, Lucia сообщили о двух братьях с гипохромной железорефрактерной анемией. Один из братьев умер, и на аутопсии был выявлен гемосидероз органов. В 1957 г. Heilmeyer с соавт. опубликовали данные о двух братьях с гипохромной анемией, у которых при исследовании костного мозга были обнаружены сидеробласты в значительном количестве. Heilmeyer впервые выдвинул понятие сидероахрестическая анемия, указывая, что при ней наблюдаются гипохромия эритроцитов, повышенное содержание железа в сыворотке, отложение железа в органах с картиной гемосидероза, увеличение числа сидеробластов костного мозга с кольцевым аасположением железа. Эти нарушения Heilmeyer связывал со снижением активности ферментов, участвующих в синтезе гема.
Термин сидероахрестическая анемия нам представляется неудачным. При этой болезни главное нарушение касается не использования железа, а образования порфиринов. В настоящее время наметилась тенденция относить к группе сидероахретических анемий все случаи, при которых в организме обнаруживается много железа. Однако это может быть при самых различных заболеваниях, так как утилизация железа нарушается не только в связи с дефектным синтезом порфиринов, но и при нарушении образования глобина при талассемии, снижении эритропоэза у больных апластической анемией или при аутоиммунной гемолитической анемии с антителами к эритрокариоцитам костного мозга, когда в костном мозге отсутствуют ядросодержащие клетки красного рода (так называемая парциальная красноклеточная аплазия). Вместо термина сидероахреатические анемии мы используем обозначение анемии, связанные с нарушением синтеза порфиринов.
Патогенез. Наследственное нарушение синтеза порфиринов чаще встречается у мужчин, так как наследование сцеплено с Ххромосомой. Реже встречается аутосомнорецессивный тип наследования. Эта форма болезни бывает и у женщин. У большинства больных содержание свободного протопорфирина эритроцитов снижено, у некоторых повышено содержание копропорфирина и уропорфирина эритроцитов.
Heilmeyer предположил, что при этом нарушается активность декарбоксилазы копропорфириногена, осуществляющей синтез протопорфирина из копропорфириногена. Вероятно, чаще болезнь связана с нарушением синтеза 6аминолевулиновой кислоты. Такие нарушения обнаруживаются в значительной части случаев анемии у мужчин и, вероятно, во всех случаях анемии, связанной с нарушением синтеза порфиринов у женщин.
Нарушение образования протопорфирина обусловливает невозможность связывания железа и вследствие этого его накопления в организме. Если железо поступает преимущественно в печень, то развивается ее цирроз, при отложении железа в поджелудочной железе возникает сахарный диабет. Накопление железа в яичках приводит к евнухоидизму, в надпочечниках — к аадпочечниковой недостаточности. Отложение железа в мышце сердца обусловливает недостаточность кровообращения.
Клинические проявления болезни зависят от выраженности анемии. Жалобы обычно сводятся к слабости, повышенной утомляемости. С детства у больных обнаруживается умеренная гипохромная анемия. С годами малокровие углубляется. Появляются клинические признаки избыточного отложения железа в организме. Может развиться выраженная мышечная слабость, иногда обнаруживаются признаки сахарного диабета, у части больных периодически появляются боли в животе, неприятные ощущения в области правого подреберья, возможны одышка, отеки на ногах, сердцебиение.
При объективном обследовании у части больных выявляется темная окраска кожи, обнаруживается увеличение печени, иногда селезенки.
Картина крови. Анемия в юности в большинстве случаев бывает сравнительно небольшой — гемоглобин 80—90 г/л, но содержание гемоглобина постепенно снижается, достигая 40—60 г/л. Цветовой показатель обычно резко снижен — 0,4—0,6. Содержание ретикулоцитов чаще всего нормальное или несколько уменьшенное. Содержание лейкоцитов, лейкоцитарная формула, содержание тромбоцитов нормальны до тех пор, пока не развиваются тяжелые изменения печени. Эритроциты в мазке резко гипохромны, есть небольшая мишеневидность, анизоцитоз, пойкилоцитоз. В костном мозге отмечаются резкое раздражение красного ростка, увеличение количества базофильных эритрокариоцитов и уменьшение гемоглобинизированных форм.ССодержание железа сыворотки значительно повышено — 62,7— 98,5 мкмоль/л (350—550 мкг%). Насыщение трансферрина у большинства больных составляет почти 100%. После внутримышечного введения 500 мг десферала у больных с нарушением синтеза порфиринов выводится железа 5—10 мг/сут при норме 0,6—1,2 мг/сут. В костном мозге при специальной окраске выявляется большое количество сидеробластов, в большинстве эритрокариоцитов гранулы железа кольцом окружают ядро. Такое расположение железа связано с тем, что при недостаточном включении железа в молекулу гема металл откладывается в митохондриях, где в норме происходит синтез гема из протопорфирина и железа. Методом электронной микроскопии обнаруживается железо в пространстве между кристами митохондрий. Митохондрии выглядят набухшими, их форма изменена, кристы видны не очень отчетливо [Hammond et al., 1969]. В норме в эритрокариоцитах митохондрий лежат вокруг ядра, и расположение гранул железа вокруг ядра говорит о его присутствии в митохондриях, а не в цитоплазме, как обычно (в различных участках клетки обнаруживается 1—2 гранулы железа). Макрофаги костного мозга содержат также много железа в виде ферритина (в основном в митохондриях).
Митохондрии, нагруженные железом, изменены не только морфологически, но и функционально. Митохондрии, полученные из нормальных эритрокариоцитов, подвергаются набуханию и лизису при инкубации в среде с избытком железа [Cartwright, Deiss, 1975]. Возможно, избыток железа в митохондриях приводит к разобщению между окислением и фосфорилированием и, вероятно, обусловливает внутрикостномозговую гибель эритрокариоцитов, а также неэффективный эритропоэз.
У части больных анемией, связанной с нарушением синтеза порфиринов, повышено содержание сахара в крови, что связано с отложением железа в поджелудочной железе.
У некоторых больных снижено содержание протопорфирина эритроцитов до 0,335—0,088 мкмоль/л (до 2—5 мкг%) при норме 0,266— 0,888 мкмоль/л (15—50 мкг%) и повышено содержание копропорфирина до 610—762 нмоль/л (до 40—50 мкг%) при норме 91,6 нмоль/л (6 мкг%). Содержание уропорфирина эритроцитов обычно нормальное. Бывает снижено содержание как протопорфирина, так и копропорфирина эритроцитов, а также содержание предшественников порфобилиногена и 6аминолевулиновой кислоты. Содержание порфиринов и их предшественников в моче остается нормальным.
Иногда диагностике помогает исследование биосинтеза порфиринов in vitro из 6аминолевулиновой кислоты: к эритроцитам больного прибавляют йаминолевулиновую кислоту, из которой за 4 ч инкубации при покачивании образуется большое количество порфиринов (уропорфирин, копропорфирин и протопорфирин). У части больных обнаруживается нормальный синтез уропорфирина и копропорфирина при значительном уменьшении синтеза протопорфирина [Идельсон Л. И., 1968; Heilmeyer, 1965]. У некоторых больных, особенно у женщин, страдащщих данной формой болезни, нарушен синтез не порфиринов из 6аминолевулиновой кислоты, а самой этой кислоты.
Дифференциальная диагностика. О нарушении синтеза порфиринов можно думать в случаях гипохромной анемии у мужчин с высокмм содержанием железа сыворотки. Высокое содержание железа в сыворотке крови при гипохромии эритроцитов возможно при талассемиях, и талассемии встречаются гораздо чаще, чем наследственные анемии, связанные с нарушением синтеза порфиринов. Так же, как и при талассемиях, при анемии, связанной с нарушением синтеза порфиринов, обнаруживаются признаки неэффективного эритропоэза, мишеневидные эритроциты, базофильная пунктация эритроцитов.
Для талассемии более характерно увеличение селезенки, содержание железа сыворотки, как правило, ниже, чем при анемии, связанной с нарушением синтеза порфиринов. Для этой формы анемии более типичны, чем для талассемии, сидеробласты с кольцевым расположением железа. Диагностике помогают определение содержания порфиринов эритроцитов и исследование биосинтеза порфиринов in vitro из 6аминолевулиновой кислоты. Необходимо исследовать содержание фетального гемоглобина и гемоглобина А; для исключения рталассемии. Талассемия наследуется по доминантному типу, т. е. гетерозиготная талассемия обнаруживается в различных поколениях семьи. Наследование анемии, связанной с нарушением синтеза порфиринов, сцеплено с Ххромосомой, т. е. болеют лишь мужчины одного поколения или через 1—2 поколения, мать передает болезнь, унаследовав ее либо от отца, либо от матери, которая в свою очередь унаследовала болезнь от своего отца. Значительно реже болезнь наследуется по аутосомнорецессивному типу (больны 1 или 2 члена семьи одного поколения обоего пола).
Низкий цветовой показатель с высоким содержанием железа наблюдается при приобретенных нарушениях синтеза порфиринов, в частности при свинцовом отравлении. Свинцовое отравление проявляется базофильной пунктацией эритроцитов, мишеневидностью, сидеробластами в костном мозге с кольцевым расположением ферритина, что, как правило, обнаруживается и при наследственном нарушении синтеза порфиринов. Однако при свинцовом отравлении есть поражение нервной системы, часто бывают боли в животе, не увеличена селезенка (иногда она увеличена при наследственном нарушении синтеза порфиринов). Из биохимических признаков при свинцовом отравлении отмечается повышение содержания в моче 6аминолевулиновой кислоты и копропорфирина, в эритроцитах — повышение содержания протопорфирина. При наследственном дефекте синтеза порфиринов содержание, 6аминолевулиновой кислоты и копропорфирина мочи нормальное, содержание протопорфирина в эритроцитах понижено, а не увеличено. При изучении биосинтеза порфиринов in vitro из hаминолевулиновой кислоты при свинцовом отравлении обнаруживается резкое снижение синтеза всех порфиринов, тогда как при наследственном дефекте синтез уропорфирина и копропорфирина идет нормально, нарушен лишь синтез протопорфирина. Кроме того, при свинцовом отравлении в моче обнаруживается увеличенное количество свинца, особенно после введения комплексона.
Дифференциальную диагностику приходится проводить со всеми заболеваниями, при которых в организме есть избыток железа; в первую очередь с гемохроматозом (наследственное заболевание, при котором в организме определяется большой избыток железа, связанный с нарушением ограничения всасывания железа из пищи). При гемохроматозе у больных нет анемии. Утилизация железа, образование гемоглобина при гемохроматозе не страдают. В костнмм мозге нет характерных кольцевых сидеробластов.
Высокое содержание железа обнаруживается при заболеваниях со снижением плацдарма кроветворения, например при апластических анемиях и парциальной красноклеточной аплазии, при которой отсутствует красный росток кроветворения. Изза резкого уменьшения плацдарма эритропоэза при обоих заболеваниях и вследствие частых гемотрансфузий в организме оказывается избыток железа. Оно откладывается во всех органах и вызывает гемосддероз, сходный с таковым при нарушении синтеза порфиринов. Их отличает друг от друга цветовой показатель: он нормальный при парциальной красноклеточной аплазии и апластической анемии и резко снижен при нарушении синтеза порфиринов. При последней форме содержание ретикулоцитов периферической крови нормальное или слегка повышенное, содержание эритрокариоцитов костного мозга резко повышенное. При парциальной красноклеточной аплазии содержание ретикулоцитов резко понижено, а эритрокариоцитов в костном мозге чрезвычайно мало. Для апластической анемии типичны резкое снижение уровня нейтро филов и тромбоцитов, количества мегакариоцитов в костной мозге, а также большое количество жира в трепанате.
Заболевание приходится дифференцировать с приобретенной дизэрит ропоэтической анемией или, как ее часто называют, рефракторной сиде робластной анемией.
Общими для обоих заболеваний являются выраженный неэффективный эритропоэз, резкое раздражение красного ростка костного мозга при небольшом количестве ретикулоцитов, множество сидеробластов с кольцевым расположением ферритина, высокое содержание железа сыворотки и большое количество железа в моче после введения десферала, увеличение печени и нередко селезенки. Однако дизэритропоэтической анемией обычно болеют пожилые люди, а наследственной анемией — молодые. Цветовой показатель при дефекте синтеза порфиринов резко снижен, а при дизэритропоэтической форме — близок к норме, хотя при этом морфологически нередко выявляются две популяции эритроцитов: гипохромные и гиперхромные (или нормохромные). Приобретенная форма болезни сопровождается изменениями белой крови — выраженным палочкоядерным сдвигом (до 30—40%), нередко периферическим моноцитом без моноцитоза в костном мозге. Этих изменений нет при наследственной форме болезни. При дизэритропоэтической форме содержание железа сыворотки близко к норме или нерезко увеличено, а при наследственной форме отмечается резкое увеличение сывороточного железа. Наследственная форма болезни обусловливает изменения в количестве порфиринов эритроцитов;
при приобретенной форме эти изменения значительно меньше. Лишь у отдельных больных повышено содержание протопорфирина эритроцитов.
Лечение наследственной анемии, связанной с нарушением активности ферментов, участвующих в синтезе порфиринов, нужно начинать с попытки получить ремиссию при помощи витамина Bg. У животных с дефицитом витамина Bg, кроме дерматита, глоссита и поражения нервной системы, развивается гипохромная микроцитарная анемия с увеличением содержания железа сыворотки и отложением железа в органах. Впервые витамин Bg использовали для лечения анемии, связанной с нарушением синтеза поффиринов. Harris с соавт. в 1956 г. был получен четкий терапевтический эффект.
Опубликовано много сообщений о лечении так называемой сидеро ахрестической анемии витамином Bg [Harrigan et al., 1960; Verloop, 1960, и др.].
Имеет значение не дефицит витамина Bg, а активизация ферментной реакции под влиянием избытка кофермента витамина Bg — пиридоксаль фосфата. Не у всех больных с наследственным нарушением синтеза порфиринов эффективен витамин Bg, почти у половины он бесполезен. Дозы витамина Bg для лечения данной болезни должны быть большими (6% раствор по 5—8 мл/сут). Эффективнее витамина Bg пиридоксальфосфат. Он выпускается в таблетках по 20 мг и в ампулах по 10 мг. Этот препарат вводят по 30—40 мг/сут внутримышечно или назначают внутрь по 80— 120 мг/сут, он действует быстрее, чем витамин Вр. Мы наблюдали больного, у которого ремиссию удавалось получить, лишь применяя пирйдоксало фосфат.
Можно предположить, что основное нарушение синтеза порфиринов связано не с поражением ферментов, участвующих в этом синтезе, а с нарушением активности прридоксалькиназы эритрокариоцитов, необходимой для образования пиридоксальфосфата из витамина Bg.
Для выведения железа из организма необходимо длительно применять десферал по 500 мг/сут. Целесообразно 3—6 раз в год проводить месячныем курсы лечения десфералом. Иногда само лечение десфералом приводит к ремиссии.
Прогноз удовлетворительный, если оказывает эффект витамин В6 или пиридоксальфосфат и применяется десферал, и значительно хуже при поздно начатом лечении и необратимых изменениях, связанных с сидерозом органов.