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Química Biológica Patológica Tema 10: Glucogenosis Año: 2013

Área Química Biológica Dra. Silvia M. Varas

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1. INTRODUCCIÓN

Las glucogénesis son un grupo de enfermedades hereditarias con una característica

bioquímica común: una alteración del depósito de glucógeno en los tejidos afectados

en los que puede estar aumentado o tener una estructura anómala. Se producen

cuando existe deficiencia genética de la actividad de alguna de las enzimas que lo

degradan o lo sintetizan. De aquí, que los dos tejidos más afectados sean aquellos en

los que el metabolismo del glucógeno es más importante: el hígado y el músculo.

En la mayoría de las glucogenosis las manifestaciones clínicas se consideran,

esencialmente, en la expresión de la dificultad que existe en estos tejidos para

movilizar sus depósitos de glucógeno. Así, si el hígado es el afectado, se produce

hepatomegalia, alteración en la regulación de la glucemia en el periodo postabsortivo

y disminución en el crecimiento.

Cuando es el músculo, puede aparecer debilidad muscular, fatiga precoz al ejercicio e

incluso, en algunos tipos, dolor muscular y contracturas cuando el ejercicio es rápido

e intenso. También existen otras glucogenosis cuyas manifestaciones clínicas no están

relacionadas con la existencia de un defecto en la degradación fosfolítica del

glucógeno como ocurre en la deficiencia de α-glucosidasa ácida y en la deficiencia de

la enzima ramificante. En el primer caso, el glucógeno se acumula en una inusual

localización subcelular y en el segundo posee una estructura anómala.

En general, se pueden distinguir tres tipos de glucogenosis atendiendo a la expresión

clínica y hallazgos histopatológicos: glucogenosis hepática, glucogénesis muscular y

glucogenosis generalizada (con manifestaciones hepáticas, musculares y cardíacas).

A partir que Carl y Gerty Cori descubrieran en 1952 la deficiencia específica de

actividad Glucosa-6-fosfatasa, se fueron identificando otras deficiencias enzimáticas

como causa de diferentes glucogenosis. Atendiendo a la actividad enzimática

deficiente y distinguiendo entre las isoenzimas de uno u otro tejido, Cori sugirió una

clasificación numérica, según un orden cronológico, que fue generalmente aceptada.

Se llegaron a establecer hasta siete tipos bien definidos. Posteriormente, se han

caracterizado nuevas deficiencias enzimáticas y en los últimos años se están

empezando a conocer las mutaciones que las producen. En la actualidad se tiende a

designar las glucogenosis según la naturaleza del déficit enzimático, y en algún caso,

con subtipos. Aquí se utiliza la clasificación de Cori y el número del catalogo de MIM

(Mendelian Inheritance in Man), (Tabla Nº1).



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2. EL GLUCÓGENO: ESTRUCTURA, METABOLISMO Y FUNCIÓN

Las células animales almacenan glucosa en su citosol en forma de glucógeno,

polímero muy ramificado y fácilmente movilizable. Su masa molecular es variable,

dependiendo de las unidades glucosídicas que lo formen, aunque posee una

estructura definida. Las unidades de glucosa, en numero de 20.000 a 30.000, están

unidas por enlaces glucosídicos α-1-4 (amilosa), y α(1-6) (amilopectina).

Aproximadamente el 90% de los enlaces glucosídicos son del tipo α (1-4) y el 10% del

tipo α (1-6), formando estos los puntos de ramificación. Las cadenas internas entre

dos puntos de ramificación están formadas por 3 o 4 unidades glucosídicas y las

externas por 8-10 unidades (Fig. 1). Esta estructura le proporciona varias ventajas:

una buena solubilidad para su tamaño, muchos puntos de acceso a las enzimas

glucógenolíticas y la posibilidad de almacenar muchos residuos glucosilo sin

modificar apreciablemente la presión osmótica intracelular. El músculo y el hígado

son los tejidos donde se almacena la mayor parte del glucógeno del organismo.

Tabla Nº1: Clasificación de la glucogenosis Tipo y

Nombre común

Déficit enzimático

Principal tejido

afectado

Estructura Glucógeno

Síntomas

Ia; Enfermedad de von Gierke

Glucosa-6-fosfatasa Hígado, riñón Normal Hepatomegalia, fallo renal

Ib Glucosa-6-fosfatasa translocasa

Hígado, leucocitos

“ Como en Ia. Susceptibilidad elevada a infecciones bacterianas. Neutropenia

Ic Transportador de Pi

Hígado “ Como en la Ia

II; Enfermedad de Pompe

α- Glucosidasa ácida lisosomal

Músculo esquelético y

cardíaco

Normal Forma infantil: muere a la edad de 2 años; forma juvenil: defectos musculares

(miopatía); forma adulta: como en la distrofia muscular.

IIIa; Enfermedad de Cori o de Forbes

Enzima desramificante

Hígado, músculo

Ausencia de cadenas externas o

muy cortas

Hepatomegalia en los recién nácidos; miopatia

IIIb Enzima desramificante

Hígado (Músculo: N)

“ Hepatomegalia en los recién nácidos

IV; Enfermedad de Andersen

Enzima ramificante Hígado Cadenas no ramificantes muy

largas

Hepato y esplenomegalia, mioglobina en la orina.

V; Enfermedad de McArdle

Fosforilasa muscular

Músculo esquelético

Normal Calambres inducidos por el ejercicio y dolor; mioglobina en orina

VI; Enfermedad de Hers

Fosforilasa hepática

Hígado Normal Hepatomegalia

VII; Enfermedad de

Tarui

Fosfofructoquinasa Músculo eritrocitos

Normal Como en V; también anemia hemolítica

VIII o IX Fosforilasa quinasa Hígado, leucocitos, músculo

“ Hepatomegalia

0 Glucógeno sintasa Hígado Normal, deficiente en cantidad

Hipoglucemia, hipercetonemia, muerte temprana



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El músculo esquelético contiene alrededor de los 2/3 del glucógeno total en una

concentración de hasta el 1 g por 100 g de tejido fresco. El hígado posee la

concentración de glucógeno más elevada: en periodo postprandial, puede llegar hasta

5-7 g por 100 g de tejido fresco. En el músculo, como en otros tejidos, el glucógeno se

utiliza como combustible glucolítico de la propia célula, aunque, en este caso,

acoplado a las necesidades de su específica función contráctil. Su papel es muy

diferente en el hígado; la glucosa producida en la glucógenolisis y liberada al líquido

extracelular ayuda a mantener la glucemia, principalmente durante el ayuno

temprano, y de esa forma será utilizada por todos los tejidos.

Figura Nº1: Estructura del glucógeno

En todos los tejidos, la síntesis y degradación del glucógeno se produce por vías

metabólicas diferentes, en las que, en último término, dos enzimas: glucógeno sintasa

y glucógeno fosforilasa, actúan directamente en cada una de ellas. Sus actividades son

reguladas, de una forma coordinada, en una cascada multicíclica por una serie de

mecanismos en los que se incluyen la fosforilación y la modulación por efectores

alostéricos.

2.1- Las enzimas involucradas en el metabolismo del glucógeno

Las enzimas involucradas en el metabolismo del glucógeno. Los alumnos repasaran la

intervención de cada una de las siguientes enzimas:



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a) Las enzimas que sintetizan y descomponen el glucógeno:

- Uridina difosfo(UDP)-glucosa pirofosforilasa

- Glucógeno sintasa

- La ramificante: transfiere un mínimo de 6 unidades glucosilos unidos (α-1→4) de

un extremo externo a una cadena de glicógeno en una posición (α-1→6) sobre la

misma cadena o una nueva. Figura Nº1.

- La desramificante : tiene 2 actividades catalíticas independientes que ocurren en

distintos sitios en una única cadena polipeptídica: tiene una actividad de transferasa

y otra hidrolasa. La fosforilasa degrada las cadenas de glicógeno hasta 4 unidades

glucosilos antes del punto (α-1→6) de ramificación. Luego la desramificante usando

su actividad de transferasa (1,4-α-D-glucan, 1,4-α-D-glucan, 4-α-D-

glicosiltransferasa) transfiere esos 3 residuos al extremo de otra cadena. Luego

usando su actividad de hidrolasa (amilo-1,6-glucosidasa) escinde la glucosa unida en

el punto de ramificación (α-1→6). Ver figura Nº 2.

- Fosforilasa: cataliza el clivaje secuencial de unidades glucosilos de cadenas unidas

(α-1→4) del glucógeno y libera Glu-1-P. Tres isoenzimas fosforilasas humanas han

sido identificadas y clonadas: en hígado, músculo y cerebro. Se regula por interacción

alostérica y modificaciones covalentes (fosforilación y defosforilación). Esta

codificada por distintos genes. Es altamente regulada: es activa por fosforilacion en la

Ser 14 en respuesta a epinefrina o glucagón y son inhibidas por desfoforilacion por la

fosfoproteína fosfatasa-1.

- αααα-glucosidasa ácida: tiene la capacidad de hidrolizar ambos tipos de uniones y

lleva a cabo la completa degradación del glucógeno en el lisosoma. Su déficit produce

la enfermedad de Pompe.



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Figura Nº2: Acción de la enzima desramificante.

b) Enzimas que regulan la glucógeno fosforilasa y glucógeno sintasa:

La glucógeno sintasa y la fosforilasa y sus actividades son a la vez reguladas por

hormonas, a través de una variedad de mecanismos de fosforilación y

desfosforilación. Ver figura Nº3.

- Fosforilasa quinasa: es una proteína que fosforila y activa fosforilasa;

constituída por múltiples unidades α, β, γ y δ. La unidad estructural es (αβγδ)4. Es

activada por Ca2+ y por fosforilación de proteína quinasa dependiente de AMPc

(PKA). Las subunidades α y β son subunidades regulatorias (reguladas por

fosforilación), γ es la subunidad catalítica y la subunidad δ es la proteína calmodulina

que es regulada por Ca2+. Calmodulina tiene dos sitios de unión al Ca2+, estos sitios

de unión están formados por motivos hélice-bucle-hélice, casi superponibles,

conocidos como manos EF. El gen PRKAG2 sobre el cromosoma 7 codifica la

subunidad γ2 de proteína quinasa activada por AMP (AMPK), una subunidad

regulatoria y mutaciones en PRKAG2 que da lugar a glicogenosis cardíaca asociada

con deficiencia de proteína quinasa.



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Figura Nº3: Sistema interconvertible de la glucógeno fosforilasa

- Proteína quinasa activadas por AMPc (AMPK): el complejo AMPK es un

heterotrímero compuesto por subunidades α, β y γ que median la respuesta celular a

cambios en la producción o consumo de ATP.

- Proteína quinasa dependiente de AMPc (PKA): fosforila y activa la

fosforilasa quinasa. La unión del AMPc a las subunidades regulatorias marca la

disociación del tetrámero y liberación de las subunidades catalíticas las cuales son

capaces de fosforilar proteínas target.

- Fosfoproteína Fosfatasa-1: Hay 4 tipos de fosfatasas (serina/treonina) en

humanos pero solo la Fosfatasa 1 y la Fosfatasa 2A son las únicas en músculo con

actividad significativa en el metabolismo del glucógeno. La fosfoproteína fosfatasa

elimina grupos fosforilos de la glucógeno fosforilasa α y de las subunidades α y β de la

fosforilasa quinasa.

La fosfoproteína fosfatasa-1 se controla diferente en músculo e hígado. En el músculo,

la subunidad catalítica llamada PP1c es activa sólo cuando está unida al glucógeno a

través de su subunidad GM unida al glucógeno. Es regulada por la fosforilación en dos

sitios separados de GM (sitio 1 y sitio 2). La fosforilación del sitio 1 activa PP1c,

mientras que la fosforilación del sitio 2 (por PKA) hace que PP1c se libere dentro del



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citoplasma inactivándola. En el hígado la fosfoproteína fosfatasa-1 también se une al

glucógeno por la subunidad unida al glucógeno llamada GL, y no esta sujeta a

fosforilación.

c) Las enzimas que catalizan pasos reversibles. Las enzimas que catalizan los pasos

reversibles no son reguladas.

- Fosfoglucomutasa

- Fosfohexosa isomerasa

- La interconversión de glucosa y la glucosa 6-fosfato

- Hexoquinasa

- Glucoquinasa

d) El sistema de la glucosa-6-fosfatasa

La glucosa 6-fosfatasa cataliza el paso final de tanto la gluconeogénesis y la

degradación del glucógeno (ver figura Nº3). Cataliza la hidrólisis de la glucosa 6-

fosfato a la glucosa y fosfato y es la única enzima que es capaz de producir cantidades

significativas de glucosa en el cuerpo; la enzima desramificante y la α-glucosidasa

ácida puede hacer pequeñas cantidades de glucosa. La glucosa 6-fosfatasa se

encuentra en niveles tan altos sólo en el hígado, los riñones, y las células β de los

islotes del páncreas. El sistema de la glu 6-fosfatasa (G6P) esta compuesto por:

- La subunidad catalítica de la glucosa 6-fosfatasa

La subunidad 1 de glucosa 6-fosfatasa humana (G6PC1, también conocida como la

glucosa 6-fosfatasa-α) es un gen simple copia (GenBank 401120), ubicado en el

cromosoma 17q21.

Una segunda subunidad catalítica de la glucosa-6-fosfatasa (G6PC2) conocida como

la proteína relacionada a glucosa 6-fosfatasa específica de los islotes (IGRP) se

expresa selectivamente en las células β de los islotes del páncreas.

La tercera subunidad catalítica de la glucosa-6-fosfatasa (G6PC3), también conocida

como conocida como Glu- 6-fosfatasa-β, proteína relacionada a la subunidad

catalítica de glucosa 6-fosfatasa expresada ubicuamente. Se expresa ampliamente

entre los tejidos y en paralelo a la glucosa 6-fosfatasa-α.



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- Transporte de Glucosa 6-fosfato microsomal

La actividad de glucosa 6-fosfatasa está latente. Es decir, hay más actividad

enzimática en vesículas microsomales rotas que en vesículas intactas. Para explicar

este fenómeno, se propuso que había una proteína de transporte de glu-6-P

microsomal que limita la velocidad, denominado T1, translocasa 1 (G6P T1) (EMBLY

15409). Ahora se sabe que codificada por el gen SLC 37 A4 (solute carrier family 37

(glucose-6-phosphate transporter), member 4).

- Transporte de fosfato microsomal

El fosfato es uno de los productos de la hidrólisis de glucosa 6-fosfato. El fosfato es un

inhibidor de la enzima glucosa-6-fosfatasa, y si se limita a la luz del retículo

endoplásmico, se inhibiría la enzima. Se ha informado una proteína que transporta

fosfato microsomal de 37kDa, lo transportaría hacia el citosol. Esta proteína también

transporta pirofosfato y carbamil fosfato.

- El transporte de glucosa microsomal

Se han descriptos un total de 13 miembros de una familia de proteínas de facilitan el

transporte de glucosa (GLUT). El hígado y las células β de los islotes pancreáticos

expresan predominantemente el transportador de glucosa 2 (GLUT2). Las células

musculares expresan predominantemente GLUT4 y GLUT1. La principal diferencia

entre GLUT2 y los demás GLUT (GLUT1, GLUT3, GLUT4, y GLUT5) es que GLUT2

tiene un Km mucho mayor para la glucosa.

e) Las proteínas glicolíticas

- Fosfofructoquinasa (fosfofructoquinasa cataliza la conversión de la fructosa 6-

fosfato en fructosa 1,6-bisfosfato).



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Figura Nº4: Sistema de la glucosa-6-fosfatasa en el retículo endoplásmico (RE) f) Regulación del metabolismo del glucógeno

En general, se asume que la glucógeno sintasa controla la velocidad del metabolismo

del glucógeno. La síntesis está indirectamente regulado a través de la expresión del

receptor de esteroides coactivador 2 (SRC-2).

SRC-2 ha sido implicado en la regulación de las respuestas endocrinas múltiples,

incluyendo la reproducción y el metabolismo energético, y ratones KO (por la técnica

de knock out, se anula la expresión del gen en estudio) para SRC-2 mostraron una

fenocopia (fenotipo idéntico) para la enfermedad por almacenamiento de glucógeno

tipo Ia.



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Figura Nº5: Enzimas involucradas en la síntesis y degradación del glucógeno

DEGRADACION DEL GLUCÓGENO

La desintegración del glucógeno o glucogenólisis (ver figura Nº5) requiere de 3

enzimas:

1-La glucógeno fosforilasa (o simplemente fosforilasa), cataliza la fosforolisis de

glucógeno para obtener Glu-1-P.

2- La enzima desramificante, que elimina las ramificaciones del glucógeno, haciendo

accesibles a la acción de la fosforilasa y

3- La fosfoglumutasa que convierte Glu-1-P en Glu-6-P que tienen distintos destinos

metabólicos.

SINTESIS DEL GLUCÓGENO

La síntesis del glucógeno o glucogenogenesis requiere 3 enzimas:

1- UDP-glucosa pirofosforilasa, que a partir de Glu-1-P + UTP→ UDP-Glu + 2PPi

2- Glucógeno sintasa: transfiere la unidad UDP-glu a un extremo no reductor del

glucógeno para formar un enlace α (1→4). Solo genera enlaces α (1→4), para

producir α-amilosa.



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3- La enzima ramificante transfiere segmentos de 7 residuos de una cadena con

enlaces α(1→4) hasta el grupo C6OH del residuo glucosa en la misma cadena o

en otra. Cada punto de ramificación debe estar alejado al menos por 4 residuos.

REGULACION DEL METABOLISMO DEL GLUCÓGENO

(A) Control alostérico directo de la glucógeno fosforilasa y la glucógeno

sintasa

La glucógeno fosforilasa y la glucógeno sintasa están bajo el control alostérico por

efectores (+ y -). La glucógeno fosforilasa se activa por AMPc y se inhibe por ATP y

Glu-6-P. Y la glucógeno sintasa se activa con altas concentraciones de ATP y Glu-6-P.

(B) Modificaciones covalentes de la glucógeno fosforilasa y la

glucógeno sintasa

La glucógeno fosforilasa es activa cuando esta fosforilada. Involucran tres enzimas: la

fosforilasa quinasa, PKA y la Fosfoproteína fosfatasa-1.

La glucógeno sintasa puede ser fosforilada en al menos 9 residuos Ser por distintas

quinasas (fosforilasa quinasa, PKA) y ser inactivada

(C) Efectos hormonales sobre el metabolismo del glucógeno

El metabolismo del glucógeno en el hígado esta controlado en gran parte por las

hormonas polipeptídicas insulina y glucagón. En músculo y otros tejidos el control se

ejerce por insulina y adrenalina y noradrenalina. Ver figura Nº 6.

Figura Nº6: Cascada desencadenada por glucagón en hígado



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3. DIAGNÓSTICO DE LAS GLUCOGENOSIS HEPÁTICAS

El diagnóstico de las glucogenosis y la posterior identificación de la deficiencia

enzimática concreta se debe efectuar mediante el siguiente procedimiento:

3.1. Historia clínica

- Anamnesis.

- Examen físico: - Antropometría.

- Fenotipo.

- Hepatomegalia.

3.2. Técnicas de imagen

a. Ultrasonografía: siempre indicada en la evaluación de la hepatomegalia y/o de la

disfunción hepática mantenida. En el caso de las glucogenosis útil para:

- Valoración de la alteración de la ecoestructura (sugerente de enfermedad de

depósito).

- Detección y seguimiento de las lesiones ocupantes de espacio: adenomas.

b. Tomografia axial computarizada.

c. Resonancia magnética.

3.3. Diagnóstico Bioquímico:

Determinaciones básales, en ayuno:

- Glucemia, ácido láctico.

- Pruebas de función hepática.

- Enzimas musculares: CPK.

- Ácido úrico.

- Metabolismo lipídico: colesterol y triglicéridos.

- Hemograma y estudio de coagulación con plaquetas.

- Cuerpos cetónicos en sangre/orina.

Tabla Nº2: Características bioquímicas de la glucogenosis con afectación hepática

Glucogenosis I III IV VI y IX

Hipoglucemia

(ayunas)

Si <45 mg/dl Si No No

Ácido Láctico � > 45,0045

mg/dl

� 22,50-45.00

mg/dl

No No

Hipelipidemia Si Si No ±

Colesterol �� -

Triglicéridos �� Normal - Normal



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Ácido Úrico � Normal Normal Normal

Cetosis No Si No ±/Si

Cetonuria No Si No ±/Si

GOT, GPT � ��

CPK Normal � Normal � o Normal

Afectación

muscular

No Si No Si/No

Afectación Renal Si No No No

Afectación

cardíaca

No Si Si/No No

Pruebas de sobrecarga: Test dinámicos:

Los detalles técnicos de cada prueba serán incluidos en el diagnóstico bioquímico

(Pagina 42).

- Curva de sobrecarga oral de glucosa: Se administran de 1,75 – 2 g/Kg de peso de

glucosa oral, con determinaciones de glucosa a los tiempos: 0, 30, 60, 90 y 120

minutos. Respuesta normal: glucemia menor 140 a los 0 y 120 minutos.

- Curva de glucagón: Valora la capacidad del hígado para liberar glucosa.

Se administra 30µg/Kg im (máximo, 1 mg) de glucagón y se determina glucemia a los

0, 15, 30, 45, 60 90 y 120 minutos. Respuesta normal: elevación de la glucemia >25%

entre los 15 y 45, volviendo después a la normalidad.

En la glucogenosis de tipo I hay ausencia de respuesta pero con aumento de lactato

mientras que en el déficit de la enzima desramificante (tipo III) existe una elevación

cuando se realiza la prueba en etapa postprandial (ya que entonces puede movilizar

los residuos de glucosa en posición α(1→4).

- Curva de sobrecarga oral de galactosa: Se administran 2 g de galactosa al 10 % por

Kg de peso. Se realizan extracciones para la determinación de glucosa y lactato cada

15 minutos durante 2 horas.

- Test de ejercicio isquémico (prueba del lazo): se insufla el manguito de un

manómetro por encima de la Presión arterial sistólica; se le dice al paciente que

apriete una bola de goma con la mano del brazo isquémico de forma repetida. Se

extrae al finalizar la prueba sangre para medir lactato plasmático del brazo

isquémico.

En algunas glucogenosis de afectación muscular se produce una respuesta tetánica de

la extremidad sometida a isquemia, sin producirse un aumento de lactato.



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Tabla Nº3: Respuesta a pruebas funcionales: sobrecarga de glucosa y test de glucagón

Con hipoglucemia

Respuesta a

glucosa oral

Respuesta al

glucagón

(Postprandial)

Respuesta al

glucagón (Ayunas)

Tipo TG Ácido

Úrico

Lacta-

to

Glucos

a

Lactat

o

Glucosa Lactat

o

Glucosa Lactato

I �� 0 �� 0 ��

III �� N N �� 0 0 0

VI

IX

0-�� N N �� 0-�� 0 0-�� 0

3.4- Biopsia hepática

3.4.1. Morfología. Estudio histológico (MO):

a. Confirmación del aumento de glucógeno hepático (intrahepatocitario).

b. Valoración de la presencia de grasa (esteatosis).

c. Identificación de fibrosis (hepatopatía progresiva) o cirrosis.

d. Histoquímica.

3.4.2. Estudio ultraestructural y cuantificación del glucógeno

acumulado.

3.5-. Diagnóstico Molecular



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ALGORITMO DIAGNÓSTICO PARA LAS GLUCOGENOSIS:

Figura Nº5a: Diagnóstico de sospecha de glucógenolisis hepáticas: clínica y pruebas básicas

Figura Nº5b: Diagnóstico de sospecha de glucógenolisis hepáticas: pruebas básicas y funcionales

En la Figura Nº5 a y b se muestra un esquema diagnóstico de sospecha de

glucogenosis hepática a partir de la clínica y unas determinaciones analíticas basales.



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4. ENFERMEDAD POR ALMACENAMIENTO DE GLUCÓGENO,

TIPO I (DEFICIENCIA DE GLUCOSA-6-FOSFATASA,

ENFERMEDAD DE VON GIERKE)

La enfermedad por almacenamiento de glucógeno tipo I fue descrita por primera vez

como "hepatonefromegalia glicogenica" de von Gierke en 1929, y sigue siendo

ampliamente conocido como enfermedad de Von Gierke.

Las glucogenosis tipo I son un grupo de enfermedades metabólicas hereditarias

producidas por un defecto genético de algunos de los componentes del sistema

enzimático de la glucosa-6-fosfatasa. Mediante ensayos enzimáticos en microsomas

intactos o rotos, se identificaron cuatro subtipos: Glucogenosis tipo Ia, por deficiencia

de glucosa-6-fosfato hidrolasa, Glucogenosis tipo Ib, por deficiencia del

transportador de glucosa-6- fosfato, Glucogenosis tipo Ic y Glucogenosis tipo Id,

posiblemente por deficiencia de los transportadores de la glucosa o del Pi/PP,

respectivamente. Es una de las glucogenosis mas frecuentes, entre 1:100.000 y

1:300.000 recién nácidos. En la práctica parece que solo hay dos tipos de

glucogenosis I (Ia e Ib), que se diferencian por medio de la determinación de la

actividad enzimática y por el estudio de las mutaciones genéticas. El fenotipo clínico

es similar en todas ellas, aunque los pacientes con el tipo Ib asocian neutropenia

constante o cíclica, cuya gravedad oscila desde leve hasta la agranulocitosis y

alteración de la función de los neutrófilos que condicionan infecciones bacterianas

recurrentes y ulceras bucales e intestinales.

Hallazgos clínicos y de laboratorio

Los pacientes con enfermedad de tipo I de almacenamiento de glucógeno pueden

presentar en el período neonatal con la hipoglucemia y ácidosis láctica, sin embargo,

se presenta más comúnmente a los 3-4 meses de edad, con hepatomegalia y / o

convulsiones hipoglucémicas. Estos niños a menudo tienen caras regordetas como

muñecas con exceso de tejido adiposo en las mejillas, extremidades relativamente

delgadas, baja estatura, y un abdomen prominente que es debido a la masiva

hepatomegalia sin esplenomegalia; es habitual la nefromegalia. El corazón es de

tamaño normal.



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Figura Nº7 : Paciente de 9 meses de edad con glucogenosis tipo I. El contorno del hígado ha sido demarcado con un lápiz marcador.

Las características de la enfermedad son la hipoglucemia, ácidosis láctica, la

hiperuricemia y la hiperlipidemia. La hipoglucemia y ácidosis láctica pueden ocurrir

después de un ayuno corto. En el pasado, muchos pacientes con la enfermedad por

almacenamiento de glucógeno no reconocido y sin ser tratados murieron en la

infancia temprana con hipoglucemia y ácidosis profunda.

La hiperuricemia está presente en los niños pequeños, pero rara vez se desarrolla la

gota antes de la pubertad. A pesar de la marcada hepatomegalia, las transaminasas

hepáticas suelen ser normales o sólo ligeramente elevadas. Recientes estudios han

demostrado que aumenta la actividad de biotinidasa en plasma en los pacientes con

glucogenosis tipo Ia y Ib, tipo III, VI y IX (Paesold-Burda et al., 2007).

Ocasionalmente los pacientes con glucogenosis tipo I refieren diarrea y en la tipo Ib

se ha descripto una enfermedad inflamatoria intestinal, similar a la enfermedad de

Crohn y que responde al factor estimulante de colonias de granulocitos (Melis y cols.,

2003). Son comunes las menorragia, contusiones y epistaxis y se asocian con un

tiempo de sangría prolongado como resultado de la agregación plaquetaria y

deterioro de la adherencia.



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Figura Nº8: Fisiopatología de la glucogenosis tipo I

El plasma puede ser "lechoso" en apariencia, como resultado de una elevación

notable de los triglicéridos. Colesterol y fosfolípidos estan también elevados, pero en

menor proporción. Las cifras de triglicéridos pueden alcanzar los 4.000 a 6.000

mg/dl y de colesterol de 400 a 600 mg/dl.

La histología del hígado se caracteriza por una distensión universal de los hepatocitos

por acúmulo de glucógeno y grasa. Las vacuolas de lípidos son particularmente

grandes y prominentes.

Complicaciones a largo plazo

Sin embargo, a pesar de un buen control metabólico, algunas de las complicaciones a

largo plazo, son el desarrollo de adenomas hepáticos con la progresión a carcinoma

hepatocelular y enfermedad renal progresiva

Fisiopatología

Los hallazgos bioquímicos más importantes en la enfermedad por almacenamiento de

glucógeno de tipo I son la hipoglucemia, ácidosis láctica, la hiperuricemia y la

hiperlipidemia (Figura Nº8). Además, el tipo de enfermedad por almacenamiento de



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glucógeno Ib presenta una anormalidad celular, clínicamente significativa la

neutropenia. La fisiopatología de estos hallazgos clínicos son:

- La hipoglucemia

La deficiencia de glucosa 6-fosfatasa en el hígado bloquea los últimos pasos de las

vías glucogenolíticas y la gluconeogénesis. También interrumpe el reciclaje constante

de glucosa en el hígado a través de la glucosa a glucosa 6-fosfato al sistema de la

glucosa. Como era de esperar, estos pacientes no son capaces de mantener niveles

normales de glucosa en sangre en ayunas.

- La ácidosis láctica

Los altos niveles de fructosa-6-fosfato (en equilibrio con la glucosa 6-fosfato) conduce

a un aumento de la fructosa 2,6-bisfosfato (F26BP) y por lo tanto la activación de la

fosfofructoquinasa y de la vía glicolítica; con aumento de piruvato y finalmente de

ácido lactico.

- La hiperuricemia

La hiperuricemia es causada por la combinación de una disminución del

aclaramiento renal asociado a un aumento de la producción endógena. La 1º causa,

lactato compite con el ácido úrico para la excreción por riñón. Para la 2º causa, la

acumulación de ésteres de fosfato resulta en disminución del fosfato inorgánico

intrahepático. La disminución de la concentración de ATP y Pi estimula la actividad

de AMP-desaminasa hepática, así que aumenta la degradación de los nucleótidos de

adenina y se produce ácido úrico. Por otro lado, se ha visto que la administración de

glucagón produce una depleción de ATP y fosfato (por generación de AMPc y PPi),

(este � de AMP refuerza la activación de AMP deaminasa), que conduce a una

marcada hiperuricemia. Además la síntesis de la PP-ribosa-P puede ser estimulada

por el incremento de las vía de las pentosas y estimula la síntesis de novo de ácido

úrico.

- Hiperlipidemia

La hiperlipidemia es un resultado tanto del aumento de la síntesis de triglicéridos

como de colesterol. El estímulo de la vía glicolítica en forma exagerada produce una

generosa cantidad de NADH y NADPH y abundante restos de acetil-CoA y glicerol,

por lo que ambos sustratos y cofactores se encuentran disponibles para la síntesis

hepática de triglicéridos. El aumento de piruvato y la estimulación de la piruvato

carboxilasa por el glucagón lleva a un aumento de oxalacetato, lo que, con acetil-CoA,

forma citrato. Citrato proporciona una fuente de Acetil CoA para la enzima Acetil-



20

CoA carboxilasa, citosólica, que la carboxila a malonil-CoA. Malonil-CoA por un lado

sigue la biosíntesis de los ácidos grasos y por otro lado, inhibe la carnitina palmitoil

transferasa I, evitando la transferencia de los ácidos grasos en la mitocondria para su

degradación por β-oxidación. No hay aumento de la síntesis de cuerpos cetónicos.

- Neutropenia:

Solo el tipo Ib se asocia con neutropenia. La médula ósea aparece normal a pesar que

los neutrófilos en la sangre están muy reducidos. Los neutrófilos tienen una estallido

oxidativo reducido cuando se estimulan y una defectuosa quimiotaxis. El tratamiento

con G-CSF (Granulocyte colony-stimulating factor) es eficaz para corregir la

neutropenia y la mejora de la enfermedad inflamatoria del intestino, pero se ha

asociado con una evolución a leucemia mielógena aguda en los pacientes.

Los neutrófilos de ratones KO para el gen de glucosa 6-fosfato translocasa presentan

un incremento del estrés en RE, evidenciado por aumento de la expresión de

chaperonas en el RE y estrés oxidativo. Además existe un incremento de activación de

caspasa 3 y Bax (proteína pro-apoptótica) con muerte por apoptosis.

Bioquímica y base molecular

La enfermedad por almacenamiento de glucógeno tipo Ia es la deficiencia de la

subunidad catalítica de la glucosa 6-fosfatasa (G6PC1, también conocida como la

glucosa 6-fosfatasa-alfa).

La enfermedad por almacenamiento de glucógeno tipo Ib es la deficiencia de la

translocasa de la glucosa 6-fosfato hepática microsomal. In vivo, se traduce en

anormalmente baja o ausente actividad de glucosa 6-fosfatasa hepática en

microsomas intactos, dependiendo si el defecto es completo o parcial. Se aisló un

cDNA que codifica la translocasa de glucosa 6-fosfato y caracterizada (EMBL

Y15409). El gen del transportador de glucosa-6-fosfato ( SLC37 A4), antes llamado de

G6P-translocasa (G6PT1) está localizado en el cromosoma 11q23, mutaciones en el

gen del transportador es el responsable del trastorno tipo Ib. Dos mutaciones, G339C

y 1211delCT, parecen ser las mutaciones mas frecuentes en pacientes de raza blanca.

Diagnóstico

El método mas seguro de diagnóstico lo constituye la determinación del nivel de

actividad de la glucosa-6- fosfatasa en hígado. Las determinaciones de glucemia y

lactato en ayunas y las respuestas a la sobrecarga oral de glucosa y al test del glucagón

(escaso o nulo aumento de la glucemia y marcado incremento del nivel de lactato, ya



21

basalmente elevado), o las respuestas a la administración de galactosa o fructosa

apoyan la sospecha diagnóstica, pero no permiten un diagnóstico definitivo. Ver

Tabla Nº4.

El estudio de dos casos con glucogenosis tipo Ib (E. Pallarés Querol y col., 2002)

demostraron que la sobrecarga con glucosa generaba que los valores de lactato

plasmático disminuyeron con el tiempo en los pacientes y permanecía sin cambios en

los controles. Ver figura Nº 9.

Figura Nº 9: Sobrecarga de Glucosa en pacientes controles y con tipo Ib: niveles de lactato.

Cuando se le hizo una sobrecarga de galactosa pone de manifiesto que la galactosa no

se puede convertir en glucosa, pero sí en lactato. Tabla Nº 4.

Tabla Nº 4 : Sobrecarga de Galactosa

Basal 20 min 40 min 60 min 80 min 100 min 120 min Glucosa

(mmol/L) 5,8 4,3 3,5 3,3 2,7 2,4 2,1

Lactato (mmol/L)

4,9 7,1 7,2 8,0 7,8 8,5 9,6

Y en la sobrecarga con glucagón (Tabla Nº 5) se vio cómo la glucosa sérica no

respondió al glucagón pero hubo aumento de lactato (de 5 a 11 mmol/L) con 60

minutos de ayuno. Se confirmó así una hipoglucemia normocetósica con

hiperlacticoacidemia.

Tabla Nº 5: Sobrecarga de Glucagón

Basal (ayuno)

10 min. 20 min. 40 min. 60 min. Observaciones

Glucosa (mmol/L)

Caso 1 Caso 2

1

1,2

0,7 1,1

0,6 1,0

0,5 --

0,4 --

Asintomático Sintomático



22

Lactato (mmol/L)

Caso 1 Caso 2

5 9,3

-- 13,5

11 --

Genética

El diagnóstico de la enfermedad por almacenamiento de glucógeno tipo I se hereda

como un rasgo autosómico recesivo. El gen de la glucosa-6-fosfatasa α esta el

cromosoma 17q21 y la translocasa se encuentra en el cromosoma 11q23. El

diagnóstico prenatal de la enfermedad de tipo Ia se ha logrado a través de biopsia de

hígado fetal. En este momento, el análisis de la mutación del ADN en las vellosidades

coriónicas o amniocitos en tanto en la enfermedad del tipo Ia como Ib evita la

necesidad de una biopsia de hígado fetal.

Se han identificado 56 mutaciones, en 600 alelos de 300 pacientes de familias no

emparentadas.

Tres mutaciones: R83C, Q347X y 727G—> T, constituyen el 60% de todos los alelos

mutados (32,5%, 14,3% y 11,3% respectivamente); mientras que las restantes ninguna

llegan al 5% e incluso 28 mutaciones se encuentra en un solo alelo.

Por tanto, cuando se plantee el diagnóstico de una Glucogenosis tipo I, deficiencia en

el complejo multienzimático de la glucosa-6- fosfatasa, será necesario realizar el

ensayo en tejido hepático sin congelar (mantenido en hielo), y recién extraído; para

poder medir la actividad glucosa-6-fosfatasa “total” así como la actividad “latente” y

poder distinguir entre los dos subtipos, actualmente establecidos, de esta

glucogenosis: Ia, Ib. En esta deficiencia no se puede realizar el diagnóstico enzimático

utilizando células sanguíneas.

Evolución Clínica y complicaciones

Es fundamental un adecuado tratamiento dietético de forma mantenida para prevenir

o reducir la mayoría de las complicaciones. Puede existir una talla baja además de un

retraso puberal. La fertilidad posterior no parece estar afectada.

Los enfermos no tratados presentan alrededor de la pubertad las siguientes

complicaciones:

- Hiperlipidemia.

- Pancreatitis.

- Mayor susceptibilidad para el desarrollo de arteriosclerosis.



23

- Alteración de la agregabilidad plaquetaria en el tipo Ib, que puede ser un factor

protector frente a la arteriosclerosis.

- Pueden aparecer adenomas hepáticos en la 2-3ª década de la vida, que pueden

malignizarse ocasionalmente.

- Afectación renal: nefromegalia bilateral y, de forma progresiva, proteinuria,

hipertensión arterial, litiasis renal, hipofosfatemia, nefrocalcinosis,

glomeruloesclerosis y fibrosis intersticial progresiva; todo ello puede ocasionar una

insuficiencia renal, susceptible de diálisis e incluso trasplante.

- Hiperuricemia, con episodios de gota en el adulto.

- Con el embarazo pueden exacerbarse los síntomas.

- Excepcionalmente puede presentarse hipertensión pulmonar con insuficiencia

cardiaca secundaria.

- Osteoporosis.

- Ocasionalmente puede evolucionar a una cirrosis con hipertensión portal.

- La presencia de episodios recurrentes de ácidosis láctica constituirá un signo de mal

pronóstico. Si se interrumpe el tratamiento dietético prescrito en un paciente

adolescente o adulto puede presentarse una cierta tolerancia a la hipoglucemia.

A medida que pasan los años, los problemas metabólicos se vuelven menos intensos y

más fáciles de tratar.


TIPO III (ENFERMEDAD POR DEFICIENCIA DE LA ENZIMA

DESRAMIFICANTE, DEXTRINOSIS LÍMITE, ENFERMEDAD DE

CORI O DE FORBES)

En 1952, Illingworth y Cori, reconoce la presencia de excesivas cantidades de

estructura anormal de glicógeno en hígado y músculo de un paciente que fue

estudiado clínicamente por Forbes. El glucógeno tenía las cadenas externas muy

cortas como una dextrina limite. La enfermedad es también llamada dextrinosis

límite o enfermedad de Cori o Forbes.

Es causada por la ausencia de la amilo-1-6-glucosidasa o enzima desramificante, lo

que condiciona la acumulación de dextrinas límites, disminuyendo la liberación de

glucosa, aunque los pacientes conservan intacto el mecanismo de la gluconeogenesis.

En la Glucogenosis tipo III, la actividad amilo-1,6- glucosidasa puede ser deficiente



24

en el hígado y en el músculo, tipo IIIa, el mas frecuente (85% de todos los pacientes),

o solo en el hígado, tipo IIIb.

Historia y descripción general

La mayoría de los pacientes con enfermedad por almacenamiento de glucógeno tipo

III sobreviven a una larga vida, tal como, por ejemplo, los dos pacientes que

originalmente fueron informados por Snappes y Van Creveld en 1928, quienes

presentaban hepatomegalia y una incapacidad para movilizar el glucógeno del

hígado. Estos pacientes fueron estudiados luego por Van Creveld y en Huijing en

1964, y demostraron que eran deficientes en la actividad de la enzima desramificante.

Ambos pacientes, un hombre y una mujer, habían mejorado clínicamente y

mostraron una menor hepatomegalia después de la pubertad, un hallazgo

relativamente común en los individuos afectados. Se ha afirmado desde hace tiempo

que los pacientes adultos la mayoría son asintomáticos. En las últimas tres décadas,

sin embargo, varios informes han documentado la presencia de una miopatía

esquelética progresiva, cardiomiopatía, fibrosis miocárdica, cirrosis hepática y / o

carcinoma hepatocelular en estos pacientes.

En los dos tejidos se acumula un polisacárido que, cuando se caracteriza por el

espectro del complejo iodado, tiene una estructura parecida a la dextrina limite que

produce la fosforilasa. La variabilidad fenotípica clínica y enzimática en las

Glucogenosis tipo III parece que también esta relacionada con la complejidad de las

características del gen de la enzima desramificante.

Hallazgos clínicos y de laboratorio

La clínica es variable dependiendo de la diferente expresión tisular de la enzima

deficiente. Los pacientes afectados tienen un cuadro clínico similar, pero más leve

que el tipo I y son capaces de tolerar períodos de ayuno más prolongados, sobre todo

al aumentar la edad. Sin embargo, en el lactante y en el niño pequeño el cuadro

clínico de ambas glucogenosis es indistinguible: hepatomegalia, hipoglucemia en

ayunas con cetosis, hiperlipidemia y retraso del crecimiento.

Las transaminasas están discretamente elevadas a no ser que la enfermedad hepática

este muy avanzada. La función hepática tiende a normalizarse con la edad al tiempo

que disminuye el tamaño hepático. La hepatomegalia depende del depósito de

glucógeno y la infiltración grasa es mínima o nula. La fibrosis periportal o septal esta

siempre presente aunque solo excepcionalmente progrese a cirrosis. La



25

esplenomegalia solo aparece en caso de hepatopatía fibrosante progresiva. En el 25%

de los pacientes se ha descrito la aparición de adenomas hepáticos, ninguno de los

cuales ha sufrido malignización.

Los pacientes con glucogenosis III pueden tener afectación muscular que se

manifiesta en la tercera o cuarta década de la vida como debilidad muscular que

empeora con el ejercicio y atrofia de la masa muscular (glucogenosis IIIa). Los niveles

plasmáticos de CPK están elevados.

En este tipo de glucogenosis no hay afectación renal ni nefromegalia, pero si

afectación cardíaca con cardiomegalia por cardiomiopatia hipertrófica; el aumento

concéntrico del grosor de la pared del ventrículo izquierdo se hace mas evidente con

la pubertad.

En los pacientes con afectación muscular (tipo IIIa), la debilidad muscular suele ser

mínima durante la infancia, pero puede llegar a ser severa después de la tercera o

cuarta década de la vida, evidenciada por una perdida lenta y progresiva del tejido

muscular. La hipoglucemia y la hiperlipidemia son hallazgos comunes. En contraste

con la enfermedad por almacenamiento de glucógeno, tipo I, la elevación de las

transaminasas hepáticas y cetosis en ayunas son prominentes, y el lactato sanguíneo

y las concentraciones de ácido úrico son usualmente normales, Tabla Nº3. La

administración de glucagón 2 horas después de comer hidratos de carbono provoca

un aumento normal de la glucosa en sangre, pero después de un ayuno nocturno, el

glucagón no provoca ningún cambio en la glucosa en sangre. Tabla Nº4.

La histología del hígado se caracteriza por una distensión universal de hepatocitos

por acúmulo de glucógeno y la presencia de septos fibrosos. La fibrosis y la escasez de

grasa permite distinguir la glucogenosis tipo III de tipo I. La fibrosis, que oscila entre

una fibrosis periportal mínima a la cirrosis micronodular, aparece en la mayoría de

los casos por no ser progresiva. Sin embargo, esto debe ser seguido muy de cerca

porque se ha informado de que los pacientes desarrollan cirrosis hepática manifiesta

en la edad adulta

Genética

La glucogenosis tipo III se hereda de forma autosómica recesiva. La enfermedad ha

sido reportada en los caucásicos, africanos, hispanos y asiáticos. La frecuencia de la

enfermedad es relativamente alta en los judios Sefaradíes de ascendencia del norte de



26

Africa (la prevalencia de 1:5400). El diagnóstico prenatal y la detección de portadores

son técnicamente difíciles con los ensayos enzimáticos, pero son posibles utilizando

técnicas de biología molecular con análisis de la mutación o por estudio de

ligamiento.

Para el diagnóstico se pueden utilizar biopsias de ambos tejidos y también los

eritrocitos. Si al medir la actividad en estas células, no es deficiente y el cuadro clínico

así lo sugiere no se excluye que el déficit se exprese solo en hígado o músculo.

Este gen tiene un tamaño de 85 kilobases comprende 35 exones. Actualmente se han

identificado 24 mutaciones en pacientes con Glucogenosis tipo III; se destaca el

hecho de que no hay ninguna predominante como ocurre en otras enfermedades

metabólicas hereditarias.

En el tipo IIIa y en pacientes caucásicos y afroamericanos las más frecuentes son:

R864X (10,3%), 3964delT (6,7%), IVS32-12A > G (5,5%) y R1228X (5,2%). En los

pacientes con el subtipo III b, se ha demostrado que dos mutaciones en el exón 3 se

asocian de manera exclusiva: 17delAG y Q6X.

Diagnóstico Bioquímico:

La hipoglucemia es menos intensa que en el tipo I y los pacientes toleran periodos de

ayuno más prolongados. El ayuno se acompaña de una importante cetonemia. Tabla

Nº3. Tras el ayuno nocturno no hay aumento de la glucemia ni de lactato tras

administración de glucagón. Ver Tabla Nº4.

La glucemia sí aumenta cuando la curva se repite tras una comida rica en

carbohidratos. Las curvas de galactosa y fructosa son normales. El lactato y el ácido

úrico son normales o están moderadamente elevados. La hiperlactacidemia tras la

ingesta sugiere una glucogenosis tipo III, sobre todo si el cuadro se acompaña de

hepatomegalia. La hiperlipidemia no es tan pronunciada como en el tipo I. Los

niveles séricos de creatina quinasa a veces pueden ser útiles para identificar pacientes

con afectación muscular, pero los niveles normales no descartan la deficiencia de

enzimas musculares. El diagnóstico definitivo se hace por medio de la determinación

de la actividad enzimática en hígado o músculo.



27


En estos pacientes el tamaño renal es normal; la hipoglucemia es poco frecuente y no

representa un problema grave. Generalmente no evoluciona a cirrosis, ya que la

fibrosis objetivada permanece estable.


TIPO IV (DEFICIENCIA DE LA ENZIMA RAMIFICANTE,

AMILOPECTINOSIS, O ENFERMEDAD DE ANDERSEN)

En la enfermedad del almacenamiento de glucógeno, tipo IV es también conocida

como enfermedad de Andersen o amilopectinosis en reconocimiento a Dorothy

Hansine Andersen quien en 1956 realiza la descripción clínica de un paciente con una

progresiva hepatoesplenomegalia que había acumulaba un polisacárido anormal con

pobre solubilidad en el agua.

En la Glucogenosis tipo IV el diagnóstico se realiza en una biopsia de hígado,

demostrando que la actividad de la enzima ramificante es deficiente y que la

estructura del glucógeno es similar a la de una amilopeptina, cuando se caracteriza

por el espectro del complejo iodado. La cantidad de polisacárido que se acumula en el

hígado (< 5 g/100 g) no esta aumentada, ni tampoco en los demás tejidos. La

patogénesis de la lesión en el hígado no está clara. El material almacenado con

estructura de glucógeno anormal y / o insolubilidad es más probable que sea la causa

de la lesión celular, como en la enfermedad de tipo de almacenamiento de glucógeno

tipo III.

En los hepatocitos se acumula glucógeno y amilopectina. El comienzo de los síntomas

suele ocurrir entre los 3 y los 15 meses. Los síntomas mas frecuentes suelen ser fallo

de medro, hepatomegalia, distensión abdominal y otros síntomas digestivos. Al

progresar la enfermedad hay evidentes signos y síntomas de hepatopatía crónica

(cirrosis). En la mitad de los pacientes hay datos de afectación neuromuscular como

hipotonía, atrofia muscular e hiporreflexia.

Diagnóstico

El cuadro clínico y bioquímico de la enfermedad no se puede distinguir de otras

causas de cirrosis en la infancia. El diagnóstico del tipo IV de la enfermedad requiere

una biopsia para la demostración de glucógeno anormal (largas cadenas externas y



28

un polisacárido similar a la amilopectina) y una deficiencia de la enzima de

ramificación en el hígado, músculo, leucocitos, eritrocitos, o fibroblastos

Genética

Enfermedad por almacenamiento de glucógeno tipo IV se hereda como un rasgo

autosómico recesivo. La detección de portadores es posible mediante análisis de

ADN. La deficiencia enzimática parcial se ha observado en portadores obligados por

medición de la actividad enzimática en los leucocitos, eritrocitos, o fibroblastos de la

piel. El diagnóstico prenatal por el ensayo de la enzima está disponible para la forma

mortal de glucogenosis mediante el uso de cultivo de amniocitos o vellosidades

coriónicas. La caracterización de las mutaciones en curso permitirá un diagnóstico

basado en el ADN.

Diagnóstico bioquímico

La hipoglucemia es infrecuente. Las respuestas a las sobrecargas de galactosa y

fructosa son normales. El lactato y piruvato son normales. Las transaminasas están

moderadamente elevadas. La cuantificación de la actividad del enzima en tejido

hepático confirma el diagnóstico. La hepatopatía suele progresar a una cirrosis

macronodular con abundantes depósitos PAS positivos en los hepatocitos. Si la

enfermedad no es tratada muchos pacientes mueren por falla hepática en los tres

primeros años de vida.


Existe hepato y esplenomegalia manifiesta y progresiva, que lleva a una insuficiencia

hepática con fallecimiento en la infancia. Ocasionalmente el tratamiento con

esteroides puede inducir una remisión temporal.


TIPO V (DEFICIENCIA DE FOSFORILASA MUSCULAR,

ENFERMEDAD DE MCARDLE, DEFICIENCIA DE

MIOFOSFORILASA)

La enfermedad por almacenamiento de glucógeno, tipo V también se conoce como la

enfermedad de McArdle, en reconocimiento de la descripción clínica del Dr. Brian



29

McArdle en 1951 de un paciente de 30 años de edad que sufría de dolor muscular,

debilidad y rigidez después de un ligero ejercicio. El lactato de la sangre en este

paciente cayó abruptamente durante el ejercicio en lugar de subir como ocurre en la

normalidad, lo que sugiere que el paciente no pudo convertir el glucógeno muscular

en lactato.

El inicio de los síntomas se suele producir en la infancia, pero el diagnóstico se realiza

en la segunda o tercera década de vida ya que manifestaciones clínicas tales como

calambres y mioglobinuria, no se suelen producir antes de los 10 años de edad.

En los enfermos de McArdle presentan un fenómeno patognomónico de la

enfermedad denominado “segundo aliento”. Tras la aparición de los primeros

síntomas (intolerancia al ejercicio con cansancio prematuro, mialgias, rigidez,

debilidad y contracturas musculares) y en un periodo variable de 5-10 minutos,

pueden experimentar una mejoría por la mayor disponibilidad de glucosa sanguínea

para los músculos, fenómeno conocido como “segundo aliento” (del inglés second

wind). Y que supone la utilización de otras rutas metabólicas alternativas para la

obtención de ATP, de origen no muscular, tales como utilización de ácidos grasos y la

oxidación de aminoácidos.

Fisiopatología:

- Existen dos mecanismos que permiten explicar la intolerancia al ejercicio asociada a

esta enfermedad. Por un lado el déficit de miofosforilasa priva al organismo del

sustrato para la glucólisis anaeróbica, clave para la fase inicial de la contracción

muscular, y por otro, la imposibilidad de metabolizar aeróbicamente el glucógeno

provoca su depósito intracelular en las fibras de músculo estriado.

- La mioglobinuria es causada por la necrosis de las fibras musculares, producida por

los mismos mecanismos que producen la fatiga y las contracturas, aunque sostenidos

en el tiempo y/o de mayor intensidad.

- El ADP, es convertido en AMP, IMP, amonio y productos de degradación de

adenina, incluyendo inosina, hipoxantina y ácido úrico (“hiperuricemia miogénica”)

- La debilidad persistente se relaciona con el daño muscular permanente y la

consecuente pérdida de fibras musculares. Durante el ejercicio intenso, se produce

una disminución en los niveles de ATP, y un aumento en los de IMP. El ATP es

degradado a ADP, y la adenilato quinasa transfiere una molécula de fosfato de un

ADP a otro, produciendo una molécula de ATP y otra de AMP, el AMP es desaminado



30

a IMP y amonio (Figura Nº8). La reacción catalizada por la MADA (mioadenilato

desaminasa), permite desplazar la reacción de la adenilato quinasa hacia la formación

de ATP, al degradarse rápidamente el AMP formado. Sin embargo durante el ejercicio

intenso y prolongado se consume más ATP del que se produce, apareciendo la fatiga

muscular.

Figura Nº8: La adenilato quinasa convierte dos moléculas de ADP en una molécula de ATP y una molécula de AMP. Esta reacción se encuentra acoplada a la catalizada por la AMP desaminasa (o mioadenilato desaminasa o MADA), que convierte el AMP formado en IMP. Bioquímica / base molecular de la enfermedad

La enzima deficiente es la glucógeno fosforilasa muscular (GPM), que cataliza la

fosforolisis de los enlaces α-1,4-glucosil del glucógeno para formar D-glucosa-1-

fosfato, según la reacción:

Glucógeno (n+1) + Pi � Glucógeno (n) + Glucosa-1-P

En humanos existen 3 isoformas; forma hepática (GPL, codificada por el cromosoma

14), cerebral (también llamada fetal, GPB, codificada por el cromosoma 10) y

muscular (GPM, codificada por el cromosoma 11). El cerebro y el corazón, expresan la

GPB y la GPM, mientras que el hígado expresa exclusivamente la GPL. En el músculo

esquelético inmaduro, se expresan la GPB y la GPM, en el proceso de maduración

muscular la isoforma fetal va siendo reemplazada por la isoforma muscular, presente

exclusivamente en las fibras musculares adultas.

La forma muscular es la única isoenzima presente en el músculo maduro; representa

aproximadamente la mitad del total de enzima en el corazón y un 20-30 por ciento en

el cerebro, y ninguna en el hígado. Esto probablemente explica por qué, clínicamente,

la deficiencia de fosforilasa muscular no afecta a otros órganos además de los

músculos.

La GPM, existe como un homodímero (M2) que se compone de dos subunidades

idénticas de 97.440 Da cada una (842 aminoácidos), el centro activo de GPM

contiene piridoxal fosfato.



31

Bioquímicamente, la actividad de la enzima es muy baja o indetectable en el músculo.

La concentración de glucógeno esta incrementada; el glucógeno acumulado es de

estructura normal.

El gen de la fosforilasa muscular ha sido clonado y localizado en el cromosoma 11q13

(GenBank M16013). A nivel de los genes, existe una gran heterogeneidad genética,

con muchas mutaciones diferentes que causa la enfermedad de McArdle identificados

a la fecha. Una mutación sin sentido cambiando arginina a un stop en el codón 49

(R49X) y una deleción de un solo codón en el exón 17 son prevalentes en caucásicos.

Genética

La enfermedad por almacenamiento de glucógeno, tipo V se hereda como un rasgo

autosómico recesivo. El gen PGYM (MIM # 608455) ha sido clonado, secuenciado y

asignado al locus 13 del brazo largo del cromosoma 11, y fue identificado como

causante de la enfermedad en 1993. En la mayoría de los casos, los portadores

heterocigotos no están afectados clínicamente, sin embargo, hay informes de

heterocigotos que cursan con esta enfermedad. La mutación sin sentido, p.R50X es la

más frecuente en los diferentes grupos de poblaciones donde se ha observado, ver

tabla 5a.

Tabla Nº 5a: Frecuencia de las mutaciones en las distintas poblaciones Grupos de

poblaciones Frecuencia Mutación

R50X

Frecuencia Mutación

G205S

Frecuencia Mutación W798R

Reino Unido 81 % Estados Unidos 64 % 10%

Alemania 56 % Italia 43 %

Holanda 31 % Francia 72 % 3,2% - España 47-55 % (53,8) 9% (10,2) 16,5%

La segunda mutación más frecuente descrita en el gen PYGM es la mutación con

cambio de aminoácido p.G205S que representa el 10% de alelos en pacientes

americanos y 9% de alelos en pacientes españoles. La mutación con cambio de

aminoácido p.W798R se ha encontrado en el 16,5% de los alelos de los pacientes

españoles estudiados. Esta alteración particular de población es además la segunda

más frecuente en esta población.



32

Tabla Nº5b : Características de las mutaciones más frecuentes Exón Codón Secuencia Cambio nt Cambio

aminoacídico Tipo de mutación PCR-RFLP?

1 50 c.148C>T CGA→TGA p.R50X Arg →Stop Si, Nla III (+) 5 205 c.613G>A GGC→AGC p.G205S Gly→Ser Si, Hae III (-) 20 798 c.2392T>C TGG→CGG p.W798R Tryp→Arg Si, BsrBI (+)

La mutación terminadora p.R50X, es decir una Arginina es sustituida por un codón

de terminación y se obtiene una proteína truncada susceptible a la degradación. La

mutación genera un sitio de corte para la enzima NlaIII. Se la puede detectar por

amplificación por PCR y digestión con Nla III.

La mutación con cambio de sentido (missense) p.G205S, es decir hay un cambio de

Glicina por Serina. La mutación desaparece un sitio de corte para la enzima HaeIII.

Se la puede detectar por amplificación por PCR y digestión con HaeIII.

La mutación con cambio de sentido (missense) p. W798R, es decir hay un cambio de

Triptofano por Arginina. La mutación genera un sitio de corte para la enzima BsrBI.

Se la puede detectar por amplificación por PCR y digestión con BsrBI.



33

Figura Nº9a: Gel de poliacrialmida al 12%, donde se analiza las mutaciones R50X, G205S y K543T

(Tomado de Tsujino y col. 1993).

Figura Nº9b: Gel de agarosa al 2%, donde se analiza la mutación W797R. Muestra la digestión con

BsrBI en paciente normal (línea 6), en dos pacientes homocigotas para W797R (línea 3 y 5) y en uno heterocigota (linea4). Linea2: producto no digerido (903pb). La mutación genera 2 fragmentos: 664 y

239 pb (Tomado de Rubio JC y col., 2006).

Diagnóstico

a-Determinación de la creatina quinasa sérica (CK)

Los niveles séricos de CK, aportan una información importante, dado que los

pacientes con enfermedad de McArdle presentan niveles aumentados en suero en



34

forma persistente, con cifras de CK en torno a 1000 U/L (valor de referencia < 170

U/l).

b- Prueba de ejercicio en isquemia

Desde la primera descripción de la enfermedad por el Dr. Brian McArdle, en la que se

indicaba la incapacidad de los músculos esqueléticos de los pacientes para producir

lactato durante el ejercicio físico se introdujo una prueba funcional de ejercicio en

isquemia para diagnosticar a los pacientes. El fundamento de esta prueba se basa en

la estimulación al máximo de la glucólisis muscular durante el ejercicio isquémico y

la determinación de lactato y amonio (sirve como control de la prueba) producido.

Para ello se coloca un catéter en la vena antecubital, y se realiza una primera toma de

sangre en condiciones basales, a continuación se sitúa un esfingomanómetro en el

antebrazo del paciente inflándolo por encima (unos 50 mmHg) de su presión arterial,

después el paciente comienza a realizar ejercicio abriendo y cerrando la mano

durante 1 minuto, tras finalizar el ejercicio se toman muestras sanguíneas para medir

lactato a los minutos 1, 3, 5 y 10.

Interpretación:

En los individuos sanos se produce un aumento de lactato entre 3 y 5 veces respecto

al valor basal. En los pacientes con enfermedad de McArdle no se observa dicho

aumento y se obtiene una curva plana respecto al tiempo, mientras que la curva de

amonio será normal o con respuesta exagerada y sirve para detectar falsos positivos.

Figura Nº10 : Prueba de ejercicio en isquemia. A: curva de respuesta normal; B: curva plana de

pacientes con glucogenosis tipo V.



35

Parámetro medido Paciente Homocigota

(n=18)

Paciente Heterocigota

(n=5)

Variables séricos a nivel basal

Glucosa (mg/dl) (antes ingestión de sacarosa)

Glucosa (mg/dl) (despues ingestión de sacarosa)

�Lactato (mM/L) (antes ingestión de sacarosa)

NH3+ (umol/L)

CK (UI/L)

5,o±0,3

7,3±0,3

0,6±0,1

95,7±±±±17,4

2889±588

4,8 ±0,4

7,1±0,3

0,6±0,1

37,6±±±±6,3

3118±1520

Variables séricos a luego sobrecarga

�Lactato (mM/L) (al final del test)

NH3+ (umol/L) (al final del test)

CK (UI/L) después de la sesión de ejercicio

1,7±0,2

173,8±22

3157±718

1,7±0,5

141,2±39,2

3229±1595

CK: actividad sérica de creatin quinasa

*- Tabla tomada de Rubio y col. (2007); donde los pacientes son homocigota o heterocigota para la

mutación C34T. Con negrita se denota las diferencias estadísticamente significativas.

OJO FALTA LOS VALORES DE LOS PACIENTES WT!

Si bien es una prueba con aplicabilidad diagnóstica, presenta algunos problemas; i)

depende en gran medida, de la capacidad y colaboración del paciente para realizar el

test, ii) existe variabilidad preanalítica en la medida del lactato sérico, iii) existe

riesgo de que se produzca un síndrome compartimental (causado por la inflamación

muscular resultante de la necrosis y de la disminución del flujo sanguíneo local),

como consecuencia de la prueba.

Se ha indicado la posibilidad de realizar esta prueba diagnóstica en ausencia de

isquemia, siendo esta metodología muy útil para el diagnóstico de alteraciones en la

glucólisis, sin producir las complicaciones que genera el test isquémico.

c- Prueba en cicloergómetro

Es una prueba fisiológica, en la que se monitoriza el ritmo cardíaco durante el

pedaleo en un cicloergómetro cuando se ejerce una resistencia constante al mismo,

con el fin de detectar la aparición del fenómeno del “segundo aliento” que es

patognomónico en esta enfermedad. La prueba realizada de manera controlada, a un

ritmo moderado con una carga constante de trabajo. Es un método específico,

sensible y simple para diagnosticar pacientes con GSD V, (para mas detalles de su

realización ver al final en Rubio JC y col., 2007).

Estrategia de diagnóstico



36

El protocolo propuesto por JC Rubio y col. (2009) comienza con criterios de

inclusión clínicos: intolerancia al ejercicio, elevación persistente de CK, curva plana

de ácido láctico en la prueba de ejercicio en isquemia, fenómeno del segundo aliento y

mioglobinuria. A partir de DNA obtenido de muestra sanguínea, la estrategia

propuesta consta de las siguientes etapas: i) cribado secuencial mediante métodos

sencillos de PCR-RFLP en función de la frecuencia de las tres mutaciones más

comunes en la población española, p.R50X, p.W798R y p.G205S, lo que permitiría

caracterizar definitivamente cerca del 60% de los pacientes,

ii) secuenciación completa de los exones, 1, 14, 17 y 18, que presentan una mayor

incidencia de mutaciones, lo que aumentaría la eficiencia de la estrategia llegando a

una identificación de los dos alelos mutados en el 75% de los pacientes. Siguiendo

este protocolo, en tres de cada cuatro pacientes (75%), no sería necesario practicar

una intervención invasiva como es la biopsia muscular para diagnosticar la

enfermedad.


TIPO VI (DEFICIENCIA DE FOSFORILASA HEPÁTICA,

ENFERMEDAD DE HERS)

El diagnóstico de la glucogenosis hepática por deficiencia de la actividad de

glucógeno fosforilasa, solo se puede realizar en una biopsia de hígado; ya que es una

isoforma que solo se expresa en este tejido. La actividad glucógeno fosforilasa en el

hígado puede estar disminuida, tanto en la deficiencia primaria de esta enzima o

como consecuencia del déficit de la glucógeno fosforilasa quinasa. Por lo tanto, para

poder llegar al diagnóstico fiable de uno u otro déficit habrá que medir ambas

enzimas.


Entre los años 1950 y 1960, una gran proporción de pacientes con enfermedad por

almacenamiento de glucógeno no pudo ser clasificada como perteneciente a

cualquiera de los tipos que habían sido descritas anteriormente. En 1959, Hers

describe 3 pacientes, estos pacientes tenían hepatomegalia, hipoglucemia leve, y

marcado incremento del contenido de glucógeno en el hígado con actividad normal

de glu-6-fosfatasa.



37

La clínica de estos procesos, habitualmente mas leve que en otras glucogenosis, suele

ser hepatomegalia, distensión abdominal y retraso del desarrollo, manifestándose en

la lactancia o infancia. La hipoglucemia sintomática es excepcional, excepto en los

períodos de ayuno muy prolongados, los cuales provocan cetonemia, aunque menor

que en la glucogenosis III. No suele haber ácidosis metabólica y los niveles de ácido

láctico y ácido úrico son normales. La hiperlipidemia es moderada con aumento de

los triglicéridos y del colesterol.

Las transaminasas pueden estar moderadamente elevadas. El curso clínico es

benigno y las alteraciones clínicas y bioquímicas así como la hepatomegalia

disminuyen con la edad; muchos adultos están asintomáticos.

Algunas mutaciones del gen de la fosforilasa quinasa se han asociado con fenotipos

clínicos más graves, describiéndose algún caso con progresión a cirrosis en la

infancia.

Puede haber retraso motor por hipotonía muscular en la forma autosómica recesiva

con afectación muscular y hepática.

Luego del ayuno nocturno la curva de glucagón se caracteriza por aumento de la

glucemia sin aumento del lactato. Esta curva no diferencia entre el déficit de

fosforilasa quinasa y el de fosforilasa. El diagnóstico exacto exige la determinación de

las actividades enzimáticas en diferentes muestras de tejido y células hemáticas.

Genética

Tres isoformas de fosforilasa son conocidos: las isoformas de músculo (M), hígado

(L), y el cerebro (B). Ellos son codificadas por los genes por separado, PGYM:es el gen

para la isoforma muscular de la fosforilasa; PGYL: es el gen para la isoforma hepática

de la fosforilasa y PGYB: es el gen para la isoforma cerebro de la fosforilasa, que han

sido asignadas a los cromosomas 11, 14 , y 20, respectivamente.


En los pacientes con glucogenosis VI la hepatomegalia puede ser masiva, aunque los

pacientes pueden estar libres de síntomas y llevar una vida normal. Suelen presentar,

sin embargo, cierta elevación de las transaminasas y de los lípidos en el suero. La

hepatomegalia puede remitir a medida que el niño crece.



38


TIPO VII (DEFICIENCIA DE FOSFOFRUCTOQUINASA

MUSCULAR, ENFERMEDAD DE TARUI)

La enfermedad por almacenamiento de glucógeno es conocido como enfermedad de

Tarui en reconocimiento de la descripción enzimática y clínica en 1965 de una familia

con 3 hijos afectados (una mujer y dos varones) en su segunda década de vida. Ellos

presentaban fatiga e intolerancia al ejercicio como en el tipo V. El glicógeno

muscular estaba aumentado con actividad de fosforilasa normal y con actividad no

detectable de fosfofructoquinasa.

Hallazgos clínicos

Las características clínicas son muy similares a la enfermedad por almacenamiento

de glucógeno tipo V. Los pacientes experimentan la aparición temprana de la fatiga y

el dolor con el ejercicio. El ejercicio vigoroso produce calambres musculares severos y

mioglobinuria. Hay, sin embargo, varias características que diferencian el tipo VII de

la enfermedad de tipo V. En la enfermedad de tipo VII, (1) para la mayoría de los

pacientes, la intolerancia al ejercicio es evidente en la infancia, los síntomas son más

severos que los observados en el tipo de enfermedad por almacenamiento de

glucógeno V, y el ataque puede estar asociado con náuseas y vómitos; (2) se produce

una anemia hemolítica compensada, como lo demuestra el aumento del nivel de la

bilirrubina sérica y recuento de reticulocitos y 2,3-bisfosfoglicerato de eritrocitos que

también disminuye, en forma secundaria al bloqueo de la glucólisis en el paso de la

fosfofructoquinasa, (3) hay hiperuricemia siempre presente y exagerado aún más por

el ejercicio muscular a un grado más grave que la observada en la enfermedad de

almacenamiento de glucógeno tipo V o tipo III; (4) un polisacárido anormal está

presente en las fibras musculares y ácido peryódico de Schiff-positivo, pero

resistentes a la digestión de diastasa y (5) intolerancia grave al ejercicio

particularmente aguda después de las comidas especialmente las que son ricas en

hidratos de carbono.

Bioquímica / base molecular de la enfermedad

Fosfofructoquinasa es una enzima tetramérica derivada de tres loci genéticos que

codifican para las subunidades de músculo (M), hígado (L), y plaquetas (P). La

enzima de plaquetas es del mismo tipo que el de los fibroblastos. Los genes para el

músculo, el hígado y los tipos de las plaquetas se asignan a los cromosomas 12, 21 y



39

10, respectivamente. Estas subunidades se expresa de forma variable en diferentes

tejidos. El músculo maduro sólo expresa la subunidad M y contiene únicamente el

homotetrámero M4. Los eritrocitos expresan tanto la subunidad M como la L, y la

formación de tetrámero aleatoria produce cinco isoenzimas, M4 y L4 y tres formas

híbridas (M3L, L2M2, y ML3). En la deficiencia clásica de fosfofructoquinasa de

músculo, un defecto genético de la subunidad M (GenBank U24183) provoca una

falta total de la actividad de la enzima en el músculo, mientras que los eritrocitos

carecen de las isoenzimas M4 e híbridos, pero todavía expresa L4, que representa

alrededor del 50 por ciento de la actividad de fosfofructoquinasa de los eritrocitos

normales. En contraste, los pacientes con la forma miopática de aparición tardía de la

deficiencia de fosfofructoquinasa tiene tanto las isoenzimas híbridas que contienen M

y L4 en sus eritrocitos.

La subunidad M residual puede explicar los síntomas leves y la aparición tardía de

esta variante de la deficiencia fosfofructoquinasa. La relación entre el nivel de

actividad residual fosfofructoquinasa en el músculo esquelético y la expresión

fenotípica de la enfermedad no está todavía clara. El mecanismo para la anemia

hemolítica compensada se ha atribuido a una disminución de recambio de ATP, el

aumento de los iones de calcio intracelular, y la disminución de la deformabilidad en

los eritrocitos.

Diagnóstico

El diagnóstico molecular es útil sólo en poblaciones de pacientes limitados o en

familias con mutaciones conocidas. Para la mayoría de los pacientes, el diagnóstico

requiere la demostración bioquímica o histoquímica del defecto enzimático en el

músculo. La ausencia de la isoenzima M de fosfofructoquinasa también puede

demostrarse en las células sanguíneas y fibroblastos.

Tratamiento

No existe un tratamiento específico para esta condición. Evitar el ejercicio intenso es

recomendable para prevenir los ataques agudos de calambres musculares y

mioglobinuria. El beneficio clínico de una dieta cetogénica ha sido reportada en un

niño con deficiencia de fosfofructoquinasa infantil con artrogriposis. Como por otras

enfermedades musculares de almacenamiento de glucógeno se debe evitar las



40

estatinas y las precauciones de la hipertermia maligna en los pacientes sometidos a

anestesia.

Genética

La enfermedad de almacenamiento de glucógeno, tipo VII se hereda como un rasgo

autosómico recesivo. Se han sido identificadas las mutaciones múltiples, incluyendo

los defectos de empalme, marco de lectura, y mutaciones missense. No hay ninguna

correlación genotipo-fenotipo.


TIPO IX, (DEFICIENCIA FOSFORILASA QUINASA)


McKusick, en OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man) clasificó a la deficiencia

de fosforilasa quinasa hepática como una enfermedad ligada al cromosoma X, como

del tipo VIII. La clasificación numérica confusa fue debida en parte a una falta de

conocimiento del complicado sistema que activa a la fosforilasa.

La complejidad genética es ahora más clara, sabiendo que la fosforilasa quinasa se

compone de cuatro subunidades codificadas por diferentes genes en diferentes

cromosomas (tanto el cromosoma X como distintos autosomas) y expresados

diferencialmente en los distintos tejidos. En este capítulo nos referimos a todas las

deficiencias de la fosforilasa quinasa como el tipo de enfermedad por

almacenamiento de glucógeno tipo IX. Basado sobre el gen / subunidad implicados,

los tejidos que son principalmente afectados, y el modo de herencia, la deficiencia de

la fosforilasa quinasa en el ser humano se divide en seis subtipos (tabla Nº 6). Dos

modelos de roedores, que se diferencian en los tejidos afectados y los modos de

herencia, se incluyen para su comparación.

Diagnóstico

Establecer el diagnóstico del tipo de enfermedad por almacenamiento de glucógeno

IX es un reto debido a la heterogeneidad genética que subyace y expresividad

variable. La deficiencia de la fosforilasa quinasa no es siempre detectable por el

ensayo de los eritrocitos y la biopsia de hígado, de músculo o biopsia del corazón son

necesarios para confirmar algunos casos bioquímicamente. El ensayo de la enzima



41

también es incapaz de diferenciar entre la deficiencia de la subunidad α, con la

consiguiente herencia ligada al X, y la deficiencia de las subunidades β y γ , con un

patrón de herencia autosómico recesivo. Así, en muchos casos, el análisis de

mutación se necesita para la subtipificación de la enfermedad.

Tabla Nº 6: Subtipos causantes de Enfermedad por almacenamiento de glucógeno tipo IX

Subtipos Especies Tejidos

afectados

Herencia Gen mutante Subunidad

IX-a1 humano Hígado, células

sangre

Ligada al X PHK A2 ααααL

IX-a2 humano hígado Ligada al X PHK A2 ααααL

IXb humano Hígado, células

de la sangre,

músculo

Autosómica PHK B ββββ

IXc humano Hígado, células

sangre

Autosómica PHK G2 γγγγTL

IXd humano Músculo Ligada al X PHK A1 ααααM

IXe humano músculo Autosómica ?

IXf humano corazón Autosómica ? ?

I-ratón músculo Ligada al X PHKA1 ααααM

gsd-rata hígado Autosómica PHKG2 γγγγTL

La detección de mutaciones de tipo IX requiere secuenciar los genes para tres

subunidades del hígado. El gen que codifica la subunidad PHKA2 α ha estado

implicado más comúnmente, seguido por el gen que codifica la subunidad PHKB β,

independientemente de la presencia de la deficiencia en los eritrocitos (Beauchamp y

col., 2007). Una deleción única grande del gen PHKA2 se atribuyó a la recombinación

homóloga desigual entre las repeticiones Alu en los intrones 19 y 26 en un niño

japonés (Fukao et al., 2007). Las mutaciones la subunidad γ del gen PHKG2 esta

asociado con afectación hepática grave, con la hipoglucemia recurrente y la fibrosis

hepática (Beauchamp et al, 2007; Burwinkel et al, 2003.). La elevación de

tetrasacárido urinario se confirmó en cuatro de siete pacientes con deficiencia de la

fosforilasa quinasa en los eritrocitos, proporcionando una prueba de detección menos

invasiva y potencialmente útil (Morava et al., 2005).



42

Tratamiento

El tratamiento para la deficiencia de la fosforilasa quinasa de hígado es sintomático.

Una dieta alta en carbohidratos y comidas frecuentes son eficaces para prevenir la

hipoglucemia, pero la mayoría de los pacientes no requieren tratamiento específico.

El pronóstico es generalmente bueno.


En la tipo IX puede existir hepatomegalia desde estadíos tempranos de la vida, pero

remite a medida que el niño se hace mayor. La elevación de las transaminasas suele

ser mínima.

En general, salvo en formas graves, no precisan tratamiento. La monitorización del

seguimiento de pacientes con glucogenosis se detalla en la tabla Nº8.


TIPO 0 (DEFICIENCIA GLUCÓGENO SINTASA HEPÁTICA)

La glucógeno sintasa cataliza la formación de puentes α-1,4 que alargan las cadenas

de moléculas de glucosa para formar glucógeno. En la enfermedad por

almacenamiento de glucógeno tipo 0, sólo se deteriora la síntesis de glucógeno en el

hígado. La deficiencia genética de la actividad de sintasa de glucógeno hepático

(GYS2) en los seres humanos parece ser muy raro.

12. DIAGNÓSTICO BIOQUÍMICO

Pruebas funcionales: dentro de estas pruebas se encuentra la sobrecarga oral de

glucosa y determinación de glucosa posterior la sobrecarga IV de glucagón.

Prueba de sobrecarga con glucagón: Procedimiento: Tener una cánula en la fosa antecubital con un buen acceso para la

administración de glucosa, si es necesario.

tiempo 0 min. tomar 2 ml de sangre para la glucosa y el lactato. Inmediatamente después administrar glucagón 20 microgramos / kg im (los niños). Para los adultos se debe administrar 1 mg im.

tiempo de 30 ‘

tomar 2 ml de sangre para la glucosa y el lactato

tiempo de 60 ‘ tomar 2 ml de sangre para la glucosa y el lactato



43

tiempo de 90’


tiempo de 120 ‘


Interpretación

Adultos: en sujetos normales, hay un aumento en la glucosa plasmática > 4 mmol / L

(>72mg/dl). La mayor tolerancia en adultos puede ser explicado por una severidad

menor de la enfermedad en los adultos.

Niños: en sujetos normales, hay un aumento en la glucosa plasmática > 2 mmol /L

(32mg/dl) y una concentración de lactato en plasma en pacientes ayunados o

estimulados < 2,4 mmol / L (21,60 mg/dl).

Figura Nº 11: Prueba de tolerancia a glucagón. A: curva de respuesta normal; B: curva plana.

12.1- Diagnóstico bioquímico-genético de las glucogenosis hepáticas

El diagnóstico bioquímico de las glucogenosis hepáticas se basa en la detección de la

actividad enzimática deficiente, mediante su medida en una biopsia de hígado. Se

completa con la cuantificación de la concentración del glucógeno y con la

determinación de su estructura. En algunos tipos de glucogenosis la actividad

enzimática deficiente en el hígado también lo es en el músculo. En otros casos, la

deficiencia de la enzima hepática se expresa parcialmente en células sanguíneas

(eritrocitos o leucocitos). Por tanto, la indicación de que enzima medir y en que tejido

dependerá de las características clínicas y biológicas de cada paciente (Tabla Nº7).



44

Tabla Nº7: Diagnóstico bioquímica-genérico. Obtención de muestras

Muestra a tomar

Diagnóstico de

presunción

Músculo Hígado Eritrocitos Sangre Total *

Glucogenosis Ia + +

Glucogenosis Ib (1) + +

Glucogenosis III (2) (4) + + + +

Glucogenosis IV (3) + + +

Glucogenosis VI + +

Glucogenosis IX (4) + + + +

* Para el diagnóstico genético-molecular

(1) El diagnóstico enzimático solo se puede realizar en una biopsia de hígado no congelado.

(2) En este tipo, de ser posible, se enviará biopsia de hígado y de músculo.

(3) El diagnóstico enzimático se puede realizar en una biopsia de hígado y de músculo

(4) La actividad normal en los eritrocitos no descarta que exista una deficiencia que solo se expresa en el

hígado o en el músculo; en estos casos el diagnóstico solo se puede hacer en estos tejidos.

13. CONDICIONES PARA LA OBTENCIÓN Y ENVÍO DE LAS

MUESTRAS

13.1- Tipo de muestra

El tipo de muestra a enviar dependerá del diagnóstico de presunción, como se indica

en la tabla 7. En todos los casos se enviara, además, una muestra de sangre total en

EDTA para el diagnóstico genético- molecular.

13.2- Obtención de biopsias

La biopsia hepática o muscular se puede tomar por punción con aguja o

quirúrgicamente. El material obtenido por punción, por su escasez, solo permite

estudios enzimáticos muy limitados. Por ello, se recomienda la biopsia quirúrgica. Si

además del hígado, se quiere estudiar el tejido muscular, en el mismo acto quirúrgico

se puede tomar una biopsia de los músculos de la pared abdominal. Inmediatamente

después de la toma, cada biopsia se colocara por separado, en un tubo con tapón,

resistente a la congelación, pequeño (si es posible un criotubo de 2-5 ml) y vacío,

claramente etiquetado (nombre y apellido del enfermo, naturaleza de la muestra) que



45

se cerrara y se congelara (-60°C o a temperatura inferior). La cantidad mínima

recomendada para hígado y músculo es de unos 25 mg (el tamaño de un garbanzo).

13.3- Obtención de muestras de sangre y eritrocitos

Como se indica en la tabla 7, en algunos casos, se pueden necesitar muestras de

sangre tratada de distinta forma:

a) Sangre total: tres muestras de 2 ml de sangre, extraída en los tubos con EDTA. Se

agitarán y congelarán, inmediatamente, a – 60ºC.

b) Eritrocitos separados de la siguiente forma:

- Centrifugar al menos 2 ml de sangre heparinizada a 1.500 rpm., 10 min.

- Eliminar el plasma. Añadir doble volumen de ClNa 0,9% al sedimento de eritrocitos,

mezclar cuidadosamente y centrifugar 1.500 rpm., 10 min.

- Eliminar el sobrenadante y repetir la operación anterior por tres veces. Congelar

inmediatamente el último precipitado de eritrocitos (-60° C) y guardar a esta

temperatura hasta su envío.

13.4- Transporte

Todas las muestras, biopsias, sangre o eritrocitos, deben permanecer congeladas

durante toda la duración del transporte. Se colocaran en una caja de telgopor con

hielo seco. La cantidad de hielo seco se adaptara en función del tiempo de transporte

(1 Kg. dura 24 horas, aproximadamente).

14. TRATAMIENTO EN LA GLUCOGENOSIS

TIPO I:

1. Tratamiento dietético-nutricional

El objetivo del tratamiento nutricional es prevenir la hipoglucemia (mantener los

niveles plasmáticos de glucosa > 3,89 mmol/L) y sus consecuencias metabólicas. Para

ello, se utilizan básicamente dos estrategias: la realización de comidas frecuentes

(cada 2 a 4 horas) ricas en hidratos de carbono durante el día junto a una infusión

nocturna de glucosa a través de una sonda nasogástrica o bien la administración de

almidón crudo de maíz. Los resultados obtenidos con ambos métodos son similares.

a) Modificaciones en la dieta oral

• Uso de comidas ricas en hidratos de carbonos de absorción lenta o semilenta: arroz,

pasta, pan, legumbres, etc.



46

Restringir los carbohidratos de absorción rápida: sacarosa y fructosa. Limitar la

ingesta de leche a 0,5 litros al día.

Tabla Nº8: Monitorización adecuado de la dieta (objetivos)

Parámetro Medida

Sangre - Glucemia

- Lactato (antes de la comida)

≥ 3,9mmol/L (70 mg/dL)

2,0 – 5,0 mmol/L (18-45

mg/dL)

Orina - Lactato (orina de 12 hs o

muestras)

- Cociente lactato/creatinina

≥ 0,6 mmol/L ( 5,400 mg/dL)

≥ 0,12

Tabla Nº 9: Seguimiento en pacientes con glucogenosis I Laboratorio Frecuencia - Determinación de glucemia capilar a lo largo del día - Estudio basal - Estudio lipídico completo (Ct, Tg, HDLc LDLc y VLDL) Ácido Úrico Equilibrio ácido-base Función hepático y renal Hemograma y recuento diferencial - Orina de 24 hs: Albúmina Aclaramiento Excreción de lactato

3-6 meses

Algunos autores recomiendan restringir las purinas y la grasa.

Se sugiere que el contenido de la dieta siga la siguiente distribución: Hidratos de

carbono 60-65%; proteínas 10-15% y lípidos 20-30% del aporte calórico total. No esta

claro si estos pacientes tienen requerimientos energéticos más elevados.

b) Nutrición enteral nocturna

Administración de una infusión de glucosa o de polímeros de glucosa o de una

formula enteral sin lactosa ni fructosa a lo largo de 10- 12 horas. La infusión no debe

comenzar después de 1 hora de la última comida ni el desayuno mas tarde de 15

minutos después de suspender la infusión. Los requerimientos de glucosa se basan en

la tasa estimada de producción endógena de glucosa, que disminuyen con la edad. Se

recomienda comenzar con una cantidad de glucosa de 7 mg/kg/minuto y ajustar



47

posteriormente a la baja (4-6 mg/kg/minuto) para mantener glucemias entre 3,9 y

5,3 mmol/L.

Como la necesidad de la nutrición enteral nocturna es prolongada, sugerimos la

realización de una gastrostomia para alimentación. Con el fin de evitar

complicaciones se realiza mediante control ecográfico. Asimismo se utiliza profilaxis

antibiótica quirúrgica en todos los casos (cefalosporina de 3º generación).

c) Almidón crudo de maíz

Su efecto se basa en el hecho de que la glucosa procedente del almidón de maíz no

cocinado se libera y absorbe mas lentamente, permitiendo mantener la glucemia

durante 6 a 8 horas en vez de las 3 horas de una toma equivalente de glucosa. Este

régimen puede usarse con seguridad por encima de los 2 años de edad con dosis de

almidón entre 1,6 g/kg y 2,5 g/kg, cada 4 a 6 horas. No existe tanta unanimidad en lo

referido a lactantes. El almidón de maíz (Maicena) se prepara en una suspensión de

agua a temperatura ambiente con una relación peso: volumen de 1:2, utilizando una

cantidad de almidón similar a la tasa estimada de producción endógena de glucosa

durante el ayuno. No debe administrarse con azucares de absorción rápida. El uso de

otros almidones (arroz, tapioca, trigo) obtiene resultados discretamente inferiores a

los del almidón de maíz. Este aporte nocturno de glucosa debe mantenerse incluso

una vez terminado el crecimiento y el desarrollo.

d) Suplementos vitamínicos y de minerales

Es necesario suplementar con vitaminas y minerales, especialmente con calcio, para

cubrir requerimientos.

e) Planificación y monitorización de la dieta

f) Otros tratamientos para evitar la hipoglucemia (no contrastados)

- Inhibidores de la amilasa intestinal: Voglibose, 0,1-0,2 mg antes de cada comida.

- Diazoxido a dosis bajas: 3-5 mg/kg/día.

2. Tratamiento de las complicaciones

a- Complicaciones renales

- No existe tratamiento preventivo. Persiste hiperfiltracion glomerular a pesar de un

tratamiento dietética adecuada precoz.

- Moderada restricción proteica.

- Inhibidores de la enzima de conversión de angiotensina: captopril.

- Tratamiento de la insuficiencia renal crónica.



48

b- Osteoporosis

- Valoración de la dieta.

- Ejercicio físico regular.

- Medidas preventivas: 400-800 UI de vitamina D3 + 0,5-1,0 g de calcio al día.

c- Hiperuricemia

- Restricción de purinas.

- Alopurinol 10-15 mg/kg/dia.

- Opcional: alcalinizar la orina con bicarbonato sodico 1-2 mmol/kg/dia (80-170 mg).

TIPO III

El tratamiento dietético es menos exigente que en glucogenosis I: no precisa

restricción de fructosa, sacarosa ni lactosa. La distribución calórica de la dieta:

hidratos de carbono 55-60%; proteínas 15-20% y lípidos 20-30%.

Es bastante discutida la necesidad de hacer una dieta hiperproteica. Para unos

autores, en presencia de hipoglucemia el manejo ha de ser similar al de una

glucogenosis I (tomas frecuentes durante el día ricas en hidratos de carbono de

absorción lenta junto a una enteral nocturna o suplementos de almidón crudo de

maíz); mientras que para otros el aspecto basal de la dieta es un aumento de las

proteínas y una limitación de los azucares. La nutrición enteral nocturna quedaría

reservada para lactantes y niños pequeños con formas graves de glucogenosis III

(hipoglucemia precoz, miopatía o disfunción hepática importante).

TIPO IV

El almidón crudo de maíz y la nutrición enteral continua pueden mejorar

temporalmente la situación clínica, pero el único tratamiento efectivo es el trasplante

hepático.

TIPO VI

No esta claro el papel del tratamiento dietético excepto en lactantes y niños

pequeños. Se recomienda evitar los períodos prolongados de ayuno y las tomas

nocturnas adicionales en los episodios infecciosos.



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BIBLIOGRAFÍA:

Priya S. Kishnani, Dwight Koeberl, Yuan-Tsong Chen. PART 7: CARBOHYDRATES. Chapter 71: Glycogen Storage Diseases. .The Online Metabolic & Molecular Bases of Inherited Disease. Editors: Valle D, Beaudet AL, Vogelstein, Kinzler, Antonarakis & Ballabio. Editors Emeritus: Scriver CR, Childs & Sly WS Scriver CR, Beaudet AL, Sly WS & Valle D. The metabolic and molecular basis of inherited disease. 7º Edition. 1995. New York Mc Graw-Hill. Roseline Froissart, Monique Piraud, Alix Mollet Boudjemline, Christine Vianey-Saban1, François Petit, Aurélie Hubert-Buron, Pascale Trioche Eberschweiler, Vincent Gajdos and Philippe Labrune: Glucose-6-phosphatase deficiency. Orphanet Journal of Rare Diseases 2011, 6:27 E. Pallarés Querol, M. Migueláñez Díaz, J. Rubí Cervino, E. Ripoll Sevillano y M. Martínez Pardo Ácidosis láctica en pediatría. Química Clínica 2002; 21 (4) 280-284 Rochelle Hirschhorn, Arnold J.J. Reuser. PART 4: LYSOSOMAL DISORDERS- Chapter 135: Glycogen Storage Disease Type II: Acid α-Glucosidase (Acid Maltase) Deficiency. The Online Metabolic & Molecular Bases of Inherited Disease. Editors: Valle D, Beaudet AL, Vogelstein, Kinzler, Antonarakis & Ballabio. Editors Emeritus: Scriver CR, Childs & Sly WS J H Barth, G E Butler & P J Hammond: Biochemical Investigations in Laboratory Medicine. Clinical Biochemistry, Paediatric Endocrinology & General Medicine, Leeds General Infirmary & Harrogate General Hospital. http://www.pathology.leedsth.nhs.uk (Pruebas de laboratorio e interpretación). J. C. Rubio, M. Pérez , J. L. Maté-Muñoz , I. García-Consuegra , C. Chamorro-Viña, M. Fernández del Valle, A. L. Andreu, M. A. Martín1, J. Arenas1, A. Lucia. AMPD1 Genotypes and Exercise Capacity in McArdle Patients. Int J Sports Med 2007; 28: 1–5 Juan C. Rubio, Ines Garcia-Consuegra, Gisela Nogales-Gadea, Alberto Blazquez , Ana Cabello, Alejandro Lucia, Antoni L. Andreu, Joaquin Arenas, and Miguel A. Martin: A proposed molecular diagnostic flowchart for myophosphorylase deficiency (McArdle disease) in blood samples from Spanish patients. Hum Mutat. 2007 Feb;28(2):203-4. Tsujino S, Shanske S, DiMauro S. 1993. Molecular genetic heterogeneity of myophosphorylase deficiency (McArdle's disease). N Engl J Med 329(4):241-5. Juan C. Rubio; Alejandro Lucia; Israel Fernández-Cadenas; Ana Cabello; Alberto Blázquez; Josep Gamez; Antoni L. Andreu; Miguel A. Martín; Joaquin Arenas: Novel Mutation in the PYGM Gene Resulting in McArdle Disease. Arch Neurol. 2006;63:1782-1784

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