albinizm u ludzi – przypadek

Rodzice rocznej Kasi martwią się o problemy swojej córki z oczami. Nie potrafi skupić ona wzroku na oglądanych przedmiotach. Gdy rusza oczami wykonują one szybkie ruchy do przodu i do tyłu. Zauważyć już można jej reakcję na światło, ale nie potrafi rozpoznać jeszcze osób z drugiego końca pokoju. Pediatra skierował dziecko do okulisty, a ten zauważył u dziewczynki brak barwnika w siatkówce. Dermatolog zwrócił uwagę na jej jasne zabarwienie skóry i włosów. Postanowił on pobrać parę włosów z głowy Kasi i wysłał próbki na badania aktywności tyrozynazy. Wyniki ujawniły brak aktywności tego enzymu. Wniosek stał się oczywisty – był to albinizm oczno-skórny.

Co powoduję tę chorobę? Na czym polega jej mechanizm? Aby wytłumaczyć tę przypadłość należy zacząć od melaniny. Jest to główny barwnik włosów i skóry, który stanowi ochronę przed szkodliwym działaniem światła ultrafioletowego. Osoba, której organizm nie wydziela tej substancji jest bardzo wrażliwa na oparzenia słoneczne, toteż obarczona jest wysokim ryzykiem rozwoju raka skóry. Musi unikać ekspozycji na światło słoneczne przez noszenie nakryć głowy i długich ubrań nawet latem. Niezbędne staje się stosowanie filtrów przeciwsłonecznych.

Rodzice Kasi zdziwili się jednak, że problemy z wytwarzaniem barwnika skóry mają wpływ na problemy ze wzrokiem. Tymczasem występuje on również w siatkówce i naczyniówce oka. Jego brak powoduje niedobór plamki żółtej, czyli części oka z największym zagęszczeniem fotoreceptorów dzięki której możemy widzieć najdrobniejsze szczegóły obrazu. Chorzy na albinizm mają obniżoną ostrość wzroku, a zmniejszona fiksacja wzroku generuje niekóre z rodzajów oczopląsu – szybki ruch gałek ocznych w jednym kierunku z powolnym powrotem do położenia wyjściowego. Innym zaburzeniem u albinosów jest upośledzenie przestrzennego widzenia. Powodują je zakłócenia w migracji włókiem nerwowych, które tworzą nerw wzrokowy w okresie zarodkowym. Takie są efekty, ale co powoduje, że niektórzy nie syntetyzują melaniny?

Produkują ją melanosomy w melanocytach z początkowego substratu jakim jest aminokwas – tyrozyna. Biochemiczny szlak polega na hydroksylowaniu tyrozyny do dihydroksyfenyloalaniny (DOPA), która następnie jest utleniana do DOPA-chinonu. Obie reakcje katalizuje tyrozynaza. To właśnie brak aktywności tego enzymu wywołuje albinizm. Osoby chore mają wprawdzie właściwą liczbę melanocytów, ale nie są one zabarwione. Badania aktywności tyrozynazy polega na inkubacji świeżo pobranych cebulek włosowych z tyrozynazą. Jej efektem jest u zdrowych pacjentów synteza melaniny, a u chorych jej brak (w żywych cebulkach znajduje się substrat, czyli tyrozyna, a przebieg reakcji daje barwny efekt).

Biochemiczna etiologia nadal jednak nie wyjaśnia zaburzeń aktywności enzymu. Jak wiadomo jest to białko, a więc kod sekwencji znajduje się w DNA i tu trzeba szukać przyczyn tej i wielu innych chorób. Albinizm jest bowiem jednym z wrodzonych błędów metabolizmu. Termin wprowadził już w 1908 roku Archibald Garrod w wyniku ponownego odkrycia praw Mendla i faktu, że pewne zaburzenia zaskakująco często pojawiały się w obrębie jednej rodziny. Trzeba było jednak czekać jeszcze 40 lat nim zrozumiano chemiczne podstawy dziedziczności. Warto więc pewne jej szczegóły  przy tej okazji przypomnieć. W jadrach naszych komórek somatycznych znajdują się 23 pary chromosomów. Na każdym chromosomie z pary znajdują się analogiczne geny. Oba mogą być identyczne lub różnić się paroma lub paronastoma sekwencjami zasad, co powoduje, że są wtedy swoimi alternatywami, tzw. allelami. Jeden może kodować np. brązową barwę oczu, a drugi niebieską. Choć nie zawsze tak jest, często jeden allel dominuje nad drugim (określa się go dominującym i jest to zawsze gen prawidłowo funkcjonujący, w przeciwieństwie do recesywnego)  i na poziomie komórki, tkanki czy narządu widać tylko efekty syntezy białek tej wersji genu. Jeśli dany osobnik pod względem danej cechy ma 2 alternatywne allele wtedy określa się go heterozygotą, a jeśli analogiczne geny na dwóch odpowiadających sobie chromosomach są identyczną – homozygotą. Okazuje się, że również allele recesywne, istniejące pod osłoną dominującego, mogą generować syntezę białek, lecz albo są one wadliwe, albo ich poziom pozostaje na minimalnym poziomie, którego nie widać.

Pora już powrócić do naszego przykładu. Gdy urodzi się heterozygotyczne dziecko posiada gen na syntezę tyrozynazy na jednym chromosomie i alternatywny gen wadliwy na drugi, który z pewnych przyczyn nie jest funkcjonalny i nie daje syntezy tyrozynazy choroba się nie ujawnia. Synteza z jednego normalnie funkcjonującego genu wystarczy by wytworzyć enzym, mimo, że jego aktywność osiąga 50% normy. Jednocześnie gdy taka osoba dorośnie będzie nosicielem genu na albinizm i będzie go przekazywać swojemu potomstwu. Jak więc widać albinizm zależy od genotypu rodziców. Gdy oboje są heterozygotyczni to istnieje prawdopodobieństwo na poziomie 25%, że ich dziecko będzie homozygotą recesywną, czyli, że obie wersje genu kodujące enzym tyrozynazę będą uszkodzone i enzym nie powstanie. Ta zasada dziedziczenia dotyczy wielu chorób o podłożu genetycznym, jak fenyloketonuria czy anemia sierpowata. Na koniec warto dodać, że albinizm dotyczy również innych zwierząt, choć ze względu na barwnik widać to najlepiej u ptaków i ssaków, np. myszy czy królików. Poza tym można powiedzieć, że większość z nas była albinosami. Zaobserwowano, że u noworodków rasy białej nie jest syntetyzowana melanina, więc ich oczy są niebieskie i dopiero z czasem pojawia się tam barwnik.

Przy okazji warto przypomnieć, że melanina i melatonina to 2 różne substancje. Ta druga jest pochodną tryptofanu, hormonem szyszynki odpowiedzialnym za sen i czuwanie. Oprócz tego w naszym organizmie znaleźć może się melamina. To amina, pochodna triazyny, dodawana do małowartościowych wyrobów spożywczych aby sztucznie zwiększyć w nich zawartość białka. W wielu przypadkach była powodem zatruć pokarmowych.