У дівчинки 7-ми років ознаки анемії. Лабораторно встановлений дефіцит піруваткінази в еритроцитах. Порушення якого процесу грає головну роль в розвитку анемії у дівчинки?

Чому це правильна відповідь

У даному випадку йдеться про спадкову недостатність піруваткінази — ключового ферменту гліколізу, який каталізує перетворення фосфоенолпірувату на піруват із утворенням АТФ. Для еритроцитів цей шлях є абсолютно провідним джерелом енергії, оскільки вони не містять мітохондрій і не можуть користуватися циклом Кребса чи окисним фосфорилюванням. Будь-яке порушення гліколітичного шляху одразу відбивається на їхній здатності підтримувати іонні градієнти, цілісність мембрани та відновлений стан глутатіону. Механізм дефіциту піруваткінази полягає у різкому зниженні утворення АТФ у завершальній фазі гліколізу. Порушення цього ферментативного етапу затримує катаболізм фосфоенолпірувату і знижує кількість енергії, що надходить у клітину. Оскільки еритроцити повністю залежать від субстратного фосфорилювання, зменшення виходу АТФ робить клітини вразливими до осмотичного та механічного стресу, спричиняючи їх передчасний гемоліз. Крім того, при дефіциті піруваткінази накопичуються попередники гліколізу, а рівень лактату зменшується, що додатково порушує метаболічний баланс. Регуляторні механізми в умовах ферментопатії не здатні компенсувати дефіцит енергії: адреналін, глюкагон або інсулін не можуть активувати шлях, який блокується на рівні структурно дефектного ферменту. Зниження АТФ призводить до порушення роботи Na⁺/K⁺-АТФази, втрати клітиною калію і набухання, що запускає гемоліз. Одночасно зменшення активності глутатіонредуктази через нестачу NADH (який формується у гліколізі) знижує здатність еритроцита знешкоджувати пероксиди, що також сприяє руйнуванню мембрани. Клінічно дефіцит піруваткінази проявляється хронічною гемолітичною анемією, іктеричністю, збільшенням селезінки та ретикулоцитозом — це наслідки постійного руйнування еритроцитів, які не здатні підтримувати метаболічну рівновагу. Проблема не у синтезі гемоглобіну чи утворенні гему, а саме в енергетичній неспроможності клітини, що є прямим результатом порушення завершальних реакцій анаеробного гліколізу. Тому правильним є варіант, який вказує на порушення анаеробного гліколізу, адже дефіцит піруваткінази безпосередньо блокує фінальне утворення АТФ у цьому шляху, і саме цей енергетичний дефіцит лежить в основі гемолізу та розвитку анемії.