Quali sono le malattie metaboliche? / What are metabolic diseases?

Quali sono le malattie metaboliche? / What are metabolic diseases?

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Per “metabolismo” si intende l’insieme delle reazioni vitali che avvengono nelle cellule del nostro organismo e che sono funzionali al suo stato di salute. Queste si coordinano tra loro e, come tanti piccoli ingranaggi, giorno dopo giorno garantiscono il succedersi delle nostre normali funzioni vitali.

 

Come in ogni macchina, anche nella più perfetta, vi possono essere però dei difetti. Per questo si possono sviluppare quelle che sono comunemente definite “malattie metaboliche” o “alterazioni metaboliche”: di che cosa si tratta?

 

Partiamo dal metabolismo…

La parola “metabolismo” viene dal greco e significa “mutazione, cambiamento”. Alla base del metabolismo, infatti, vi è l’insieme delle trasformazioni chimiche (e dunque dei cambiamenti) che avvengono nel nostro organismo e che ci permettono di sopravvivere, crescere, riprodurci e rispondere alle sollecitazioni dell’ambiente circostante.

 

Per fare questo, le reazioni metaboliche seguono due vie differenti:

 

Il catabolismo, cioè l’insieme di reazioni che ha come esito finale la disgregazione della materia organica di partenza e la produzione di energia (come la glicolisi, il processo che produce energia a partire dal glucosio e dalle molecole zuccherine)

L’anabolismo, che invece richiede energia per la costruzione e l’assemblaggio della materia organica (ad esempio, l’assemblaggio di diversi aminoacidi per l’ottenimento di una proteina)

Si tratta di processi essenziali per la vita, che si alternano tra loro per garantire il corretto funzionamento dell’organismo, costituendo delle vere e proprie “vie metaboliche” che da una molecola di partenza, passando per diverse trasformazioni, portano ad una diversa sostanza finale.

 

Questi passaggi sono possibili anche grazie a delle strutture di natura proteica che prendono il nome di “enzimi”, dei veri e propri catalizzatori che aumentano la velocità delle reazioni metaboliche.

 … e conosciamo meglio le malattie metaboliche: quali sono? Sono tutte uguali?

Parlando di “via metabolica”, abbiamo spiegato che è quell’insieme di trasformazioni che, attraverso una sequenza di reazioni biochimiche, agisce o sui nutrienti o su molecole già presenti nel nostro organismo, per renderli utilizzabili o per regolarne l’accumulo. Ma a cosa serve una via metabolica? In generale, può avere lo scopo di produrre sostanze essenziali per il nostro organismo oppure di favorire l’eliminazione di eventuali composti tossici o di scarto. Sicuramente, è fondamentale per la produzione di energia all’interno delle nostre cellule e, per fare questo, richiede il coinvolgimento di numerosi enzimi.

 

Detto questo, è evidente che l’interruzione o l’alterazione di una via metabolica può avere conseguenze più o meno serie per il nostro organismo e portare allo sviluppo di quelle che comunemente sono definite “malattie metaboliche”.

 

Una malattia metabolica può essere causata sia dal mancato funzionamento di un enzima (per una sua modifica strutturale o funzionale o a causa di alterazioni del suo cofattore, molecola funzionale all’attività enzimatica), ma può anche essere correlata a difetti nei meccanismi di trasporto cellulare, con conseguenze come:

 

L’accumulo di composti che l’enzima “difettoso” non riesce più a processare;

l’assenza o scarsità dei prodotti finali della via metabolica, che a sua volta può condurre a un difetto nella produzione di energia o di ulteriori molecole essenziali per l’organismo;

l’attivazione da parte dell’organismo di vie metaboliche alternative, con possibile produzione di molecole diverse da quelle che sono normalmente presenti nel corpo umano e, a volte, nocive per lo stesso.

Riassumendo, una malattia metabolica può essere, perciò, dovuta alla tossicità di sostanze intermedie che si accumulano, alla mancanza di una molecola importante per l’organismo che non viene prodotta o alla carenza di energia. Questi quadri possono comparire isolati o coesistere, in quest’ultimo caso compromettendo più organi o apparati.

 

Ma quindi le malattie metaboliche sono tutte uguali? Non proprio. Si possono, infatti, distinguere due gruppi di malattie metaboliche: quelle congenite, cioè si presentano già alla nascita e sono dovute a difetti genetici ereditari, e quelle multifattoriali, che si sviluppano oltre che per predisposizione genetica anche per fattori ambientali, quali lo stress, l’alimentazione, lo stile di vita, ecc. Conosciamole meglio.

 

Le malattie metaboliche ereditarie

Le malattie metaboliche ereditarie sono caratterizzate da errori congeniti del metabolismo e sono delle malattie genetiche: alla base del difetto metabolico vi è sempre un difetto genico, cioè una mutazione del nostro DNA, che è responsabile della mancata produzione di un enzima, del suo cofattore o di una loro produzione in una forma non funzionale.

 

Perciò, in presenza di queste malattie si possono osservare alterazioni dei processi biochimici che consentono alle nostre cellule di utilizzare e scomporre sostanze o nutrienti (come i carboidrati, le proteine e i grassi) in composti più semplici per ricavarne energia.

 

Esistono centinaia di disturbi metabolici ereditari differenti tra loro, che si distinguono per gravità, esordio (in alcuni casi non si manifestano subito alla nascita, ma con il trascorrere del tempo) e prognosi.

 

Un esempio di questi rari disturbi è la fenilchetonuria, la più comune malattia ereditaria del metabolismo degli aminoacidi. È dovuta a una mutazione del gene che è responsabile della produzione della fenilalanina idrossilasi, un enzima epatico essenziale per il metabolismo dell’aminoacido fenilalanina. Questa mutazione genetica provoca una riduzione della produzione di fenilalanina idrossilasi, che non riesce più a metabolizzare la fenilalanina introdotta con l’alimentazione: ne consegue un aumento della concentrazione di questo aminoacido nel sangue, con effetti tossici per il cervello. Se non trattata, infatti, questa condizione può compromettere il normale sviluppo del sistema nervoso centrale e portare a ritardi, disturbi dell’apprendimento oltre che disabilità fisiche.

 

In Italia, la fenilchetonuria è una delle tre malattie metaboliche ereditarie (oltre a fibrosi cistica e ipotiroidismo congenito) identificabili alla nascita attraverso lo screening neonatale obbligatorio. Attraverso lo screening neonatale esteso, previsto solo in alcune Regioni, invece, si possono diagnosticare più di 40 malattie metaboliche ereditarie, non solo correlate al metabolismo degli aminoacidi.

 

Le malattie (dis)metaboliche

 

A questo punto potremmo, però, chiederci: ma allora diabete, ipercolesterolemia o obesità non si possono definire malattie metaboliche?

 

Effettivamente, sentendo parlare di queste condizioni, molto spesso si pensa ad alterazioni del metabolismo: quante volte abbiamo detto o sentito dire “ho il metabolismo bloccato”, quando quei chili di troppo non se ne vogliono andare?

 

Ed è proprio così: diabete, ipercolesterolemia, obesità ecc. sono, per la precisione, malattie “dis”metaboliche, perché innescate da un’alterazione del metabolismo dei nutrienti (carboidrati, proteine e grassi).

Queste sono suddivise in:

 

malattie del metabolismo dei grassi, ad esempio ipercolesterolemie o ipertrigliceridemia

malattie del metabolismo degli zuccheri, come iperglicemia o diabete

malattie del metabolismo degli acidi urici, come la gotta

Sovrappeso e obesità sono comprese in questo gruppo in quanto correlate a un eccesso alimentare.

 

Si tratta di disturbi cronici, la cui diagnosi è fondamentale proprio perché la loro evoluzione progressiva nel tempo costituisce un fattore di rischio per l’apparato cardiovascolare. Apposite visite specialistiche sono, pertanto, utili per delineare il quadro metabolico della persona, sia dal punto di vista della sua storia clinica e familiare che attraverso esami del sangue appropriati.

 

Le malattie (dis)metaboliche sono generalmente patologie “multifattoriali”, cioè causate da diversi fattori: possono essere sì favorite da una particolare predisposizione genetica, ma il principale responsabile della loro comparsa è lo stile di vita della persona. Non a caso diabete, sindrome metabolica e così via sono disturbi cronici tipici dell’età moderna, strettamente correlati ai nostri comportamenti e alle nostre abitudini alimentari.

 

Stile di vita & malattie metaboliche

La crescita dell’aspettativa di vita nell’ultimo secolo, la maggiore disponibilità di cibo e la riduzione dell’attività fisica nei Paesi più sviluppati hanno portato allo sviluppo di patologie metaboliche croniche nella popolazione generale.

 

Un miglioramento delle condizioni di vita a livello globale ha, infatti, portato a radicali cambiamenti nello stile di vita delle persone. Basti pensare all’enorme disponibilità di cibi pronti, più o meno elaborati, o di dolciumi e snacks che ogni giorno possiamo trovare sugli scaffali del supermercato e che, molto spesso, arricchiscono i nostri pasti.

 

Allo stesso tempo, a questa varietà alimentare si è contrapposta una maggiore sedentarietà della popolazione generale.

 

Non dimentichiamo però che il nostro stile di vita influenza il nostro profilo metabolico! Partendo proprio dall’alimentazione, la composizione di ciò che tutti i giorni portiamo sulle nostre tavole può rappresentare un fattore di rischio metabolico.

 

Alcuni cibi possono favorire, infatti, l’iperglicemia (cioè l’aumento della quantità di zuccheri presenti nel nostro sangue), la lipogenesi (ovvero la sintesi dei grassi), oltre che lo stress radicalico e processi di infiammazione che nel tempo possono portare all’insulino-resistenza, a sua volta responsabile di obesità e alterazioni del metabolismo. Tutto questo può sfociare nella sindrome metabolica.

ENGLISH

By "metabolism" we mean the set of vital reactions that occur in the cells of our body and which are functional to its state of health. These coordinate with each other and, like many small gears, day after day they guarantee the succession of our normal vital functions.

As with any machine, even in the most perfect, there may be defects. This is why what are commonly defined as "metabolic diseases" or "metabolic alterations" can develop: what is it?

Let's start with the metabolism ...

The word "metabolism" comes from the Greek and means "mutation, change". At the basis of metabolism, in fact, there is the set of chemical transformations (and therefore changes) that occur in our organism and that allow us to survive, grow, reproduce and respond to the stresses of the surrounding environment.

To do this, the metabolic reactions follow two different pathways:

Catabolism, that is, the set of reactions that have as their final result the disintegration of the original organic matter and the production of energy (such as glycolysis, the process that produces energy starting from glucose and sugar molecules)

Anabolism, which instead requires energy for the construction and assembly of organic matter (for example, the assembly of different amino acids to obtain a protein)

These are essential processes for life, which alternate with each other to ensure the correct functioning of the organism, constituting real "metabolic pathways" that from a starting molecule, passing through various transformations, lead to a different final substance .

These steps are also possible thanks to protein structures that take the name of "enzymes", real catalysts that increase the speed of metabolic reactions.

 … And we know better about metabolic diseases: what are they? They are all the same?

Speaking of the "metabolic pathway", we explained that it is the set of transformations that, through a sequence of biochemical reactions, act either on nutrients or on molecules already present in our body, to make them usable or to regulate their accumulation. But what is a metabolic pathway for? In general, it can have the purpose of producing essential substances for our body or to promote the elimination of any toxic or waste compounds. Certainly, it is essential for the production of energy within our cells and, to do this, it requires the involvement of numerous enzymes.

That said, it is clear that the interruption or alteration of a metabolic pathway can have more or less serious consequences for our body and lead to the development of what are commonly referred to as "metabolic diseases".

A metabolic disease can be caused both by the failure of an enzyme (due to its structural or functional modification or due to alterations of its cofactor, a molecule functional to enzymatic activity), but it can also be related to defects in cellular transport mechanisms, with consequences such as:

The accumulation of compounds that the "defective" enzyme is no longer able to process;

the absence or scarcity of the final products of the metabolic pathway, which in turn can lead to a defect in the production of energy or additional molecules essential for the body;

the activation by the body of alternative metabolic pathways, with the possible production of molecules other than those that are normally present in the human body and, at times, harmful to the same.

In summary, a metabolic disease can therefore be due to the toxicity of intermediates that accumulate, the lack of an important molecule for the body that is not produced or a lack of energy. These pictures may appear isolated or coexist, in the latter case compromising multiple organs or systems.

So are metabolic diseases all the same? Not exactly. In fact, two groups of metabolic diseases can be distinguished: congenital ones, that is, they occur already at birth and are due to hereditary genetic defects, and multifactorial ones, which develop not only for genetic predisposition but also for environmental factors, such as stress, nutrition, lifestyle, etc. Let's get to know them better.

Hereditary metabolic diseases

Hereditary metabolic diseases are characterized by inborn errors of metabolism and are genetic diseases: at the base of the metabolic defect there is always a gene defect, that is a mutation of our DNA, which is responsible for the failure to produce an enzyme, its cofactor or of their production in a non-functional form.

Therefore, in the presence of these diseases we can observe alterations of the biochemical processes that allow our cells to use and break down substances or nutrients (such as carbohydrates, proteins and fats) into simpler compounds to obtain energy.

There are hundreds of different hereditary metabolic disorders, which are distinguished by severity, onset (in some cases they do not occur immediately at birth, but over time) and prognosis.

An example of these rare disorders is phenylketonuria, the most common inherited disorder of amino acid metabolism. It is due to a mutation in the gene that is responsible for the production of phenylalanine hydroxylase, a hepatic enzyme essential for the metabolism of the amino acid phenylalanine. This genetic mutation causes a reduction in the production of phenylalanine hydroxylase, which is no longer able to metabolize the phenylalanine introduced with food: the result is an increase in the concentration of this amino acid in the blood, with toxic effects for the brain. If left untreated, in fact, this condition can compromise the normal development of the central nervous system and lead to delays, learning disabilities as well as physical disabilities.

In Italy, phenylketonuria is one of the three inherited metabolic diseases (in addition to cystic fibrosis and congenital hypothyroidism) identifiable at birth through mandatory neonatal screening. By means of the extended newborn screening, foreseen only in some Regions, on the other hand, more than 40 inherited metabolic diseases can be diagnosed, not only related to the metabolism of amino acids.

The (dys) metabolic diseases

At this point, however, we could ask ourselves: so cannot diabetes, hypercholesterolemia or obesity be defined as metabolic diseases?

Indeed, hearing about these conditions, very often one thinks of metabolic alterations: how many times have we said or heard "my metabolism is blocked", when those extra pounds don't want to go away?

And that's right: diabetes, hypercholesterolemia, obesity, etc. they are, to be precise, "dys" metabolic diseases, because they are triggered by an alteration in the metabolism of nutrients (carbohydrates, proteins and fats).

These are divided into:

diseases of fat metabolism, for example hypercholesterolemia or hypertriglyceridemia

diseases of the sugar metabolism, such as hyperglycemia or diabetes

diseases of uric acid metabolism, such as gout

Overweight and obesity are included in this group as they are related to overeating.

These are chronic disorders, the diagnosis of which is essential precisely because their progressive evolution over time constitutes a risk factor for the cardiovascular system. Special specialist visits are therefore useful to outline the metabolic picture of the person, both from the point of view of his clinical and family history and through appropriate blood tests.

(Dys) metabolic diseases are generally "multifactorial" diseases, that is caused by various factors: they may be favored by a particular genetic predisposition, but the main responsible for their appearance is the person's lifestyle. It is no coincidence that diabetes, metabolic syndrome and so on are chronic disorders typical of the modern age, closely related to our behaviors and our eating habits.

 Lifestyle & metabolic diseases

The growth in life expectancy in the last century, the greater availability of food and the reduction in physical activity in more developed countries have led to the development of chronic metabolic diseases in the general population.

An improvement in living conditions on a global level has, in fact, led to radical changes in people's lifestyle. Just think of the huge availability of ready-to-eat foods, more or less elaborate, or sweets and snacks that we can find on supermarket shelves every day and which, very often, enrich our meals.

At the same time, this food variety was contrasted by a greater sedentary lifestyle of the general population.

But let's not forget that our lifestyle influences our metabolic profile! Starting from the diet, the composition of what we bring to our tables every day can represent a metabolic risk factor.

In fact, some foods can promote hyperglycemia (i.e. the increase in the amount of sugars present in our blood), lipogenesis (i.e. the synthesis of fats), as well as radical stress and inflammation processes that over time can lead to insulin resistance, in turn responsible for obesity and metabolic alterations. All of this can lead to metabolic syndrome.

Da:

https://metodoacpg.it/salute-prevenzione/malattie-metaboliche/?fbclid=IwAR2eI3fJcWvW0qRA5IQXsPDO3iI7IudeE7-8ypbUgZXlmnOHuTn8FQUhxZU