Мембраны эритроцитов при фенилкетонурии

     Некоторые параметры нейротрансмиссии были идентифицированы в тромбоцитах, лимфоцитах и ​​эритроцитах, фармакологические и биохимические характеристики которых аналогичны ЦНС. Таким образом, активность Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы в эритроцитах считается надежным параметром периферического нейромедиатора. С другой стороны, снижение Na активность ⁺ , K ⁺ -АТФазы в эритроцитах у пациентов с биполярным заболеванием считается доказательством того, что первичная или вторичная дисфункция Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы играет предрасполагающую или прямую этиопатогенетическую  роль в этом аффективном расстройстве. Кроме того, сниженная активность Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы была обнаружена в головном мозге уремических крыс с неврологической дисфункцией,  а также в эритроцитах уремических пациентов. В этих ситуациях снижение активности этого фермента было вызвано накоплением эндогенных уабаин-подобных факторов, что свидетельствует о том, что эритроциты являются эффективными периферическими маркерами неврологической дисфункции.

     Фенилкетонурия является наследственным заболеванием обмена веществ, вызванным выраженным дефицитом активности фенилаланина гидроксилазы.  Как следствие, Phe и его дезаминированные метаболиты накапливаются в моче, крови и тканях. 

     Na ⁺ , K ⁺ -АТФаза , связанный с мембраной фермент, ответственный за активный транспорт Na ⁺ и K ⁺ через клеточную мембрану, использует от 30 до 60% АТФ, синтезируемых в мозге. Учитывая, что активность Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы важна для синаптических и клеточных функций, возможно, что снижение активности этого фермента из-за ингибиторов или истощения АТФ может нарушить нормальное развитие мозга. Крысы, подвергшиеся химически индуцированной гиперфенилаланинемии, имеют значительное снижение активности Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы в синаптической плазматической мембране клеток коры головного мозга.

     Известно, что α1 является основным изоферментом Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы в мембранах мозга и эритроцитов и, что ферменты из мембран клеток мозга и эритроцитов имеют сходные фармакологические и биохимические характеристики.

   Активность Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы снижена на 31% в эритроцитах пациентов с фенилкетонурией по сравнению с нормальными людьми соответствующего возраста. Исследователи также наблюдали значительную отрицательную корреляцию между Na ⁺ , K ⁺ -АТФазной активностью эритроцитов и уровнем фенилаланина в плазме.  Все пациенты с фенилкетонурией с уровнями фенилаланина в плазме выше 0,3 мМ имеют активность Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы эритроцитов ниже нормального уровня. Фенилаланин ингибирует in vitro активность Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы эритроцитов на 22-34%, тогда как аланин не влияет на эту активность. Однако, в сочетании с фенилаланином аланин предотвращает ингибирование Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы. Учитывая тот факт, что снижение активности Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы происходит при различных нейродегенеративных расстройствах, ведущих к потере нейронов, причем, наблюдения показали значительное снижение Na ⁺ , KАктивность ⁺ -АТФазы в коре головного мозга крыс, подвергнутых экспериментальной фенилкетонурии, то эти результаты исследований позволяют предположить, что определение активности Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы в эритроцитах может быть полезным периферическим маркером нейротоксического действия фенилаланина при фенилкетонурии. 

  Следует, однако,  учитывать, что внутриклеточная концентрация Phe в эритроцитах, возможно, ниже, чем в плазме, поскольку поглощение этой аминокислоты эритроцитами человека, по-видимому, не столь эффективно. Если это так, то концентрации Phe в плазме у пациентов с фенилкетонурии не обязательно отражают концентрации Phe в эритроцитах.  В этом контексте было продемонстрировано, что концентрации Phe в головном мозге пациентов с фенилкетонурии в 3–4 раза ниже, чем в плазме.

   Скорее всего, необходимо  исключить другие нарушения, затрагивающие пациентов с фенилкетонурии о которых известно, что они снижают активность Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы эритроцитов , такие как уремия, ревматоидный артрит, сахарный диабет и эссенциальная гипертензия.