До клініки госпіталізована дитина 1-го року з ознаками ураження м’язів. Після обстеження виявлений дефіцит карнітину в м’язах. Біохімічною основою цієї патології є порушення процесу:

Чому це правильна відповідь

Карнітин є незамінним переносником довголанцюгових жирних кислот через внутрішню мембрану мітохондрій, де відбувається β-окиснення — основний шлях отримання енергії в м’язах під час тривалого навантаження. Біохімічно дефіцит карнітину блокує карнітиновий «шатл»: ацил-КоА не може перетворитися на ацилкарнітин за участі карнітин-пальмітоїлтрансферази I і відповідно не потрапляє до мітохондрій. В умовах блокади транспорту жирні кислоти накопичуються в цитозолі, тоді як мітохондрії позбавляються ключового субстрату для вироблення АТФ. Основний механізм порушення полягає в тому, що β-окиснення — це послідовність дегідрогенізації, гідратації, повторної дегідрогенізації та тіолізу, які утворюють НАДН, ФАДН₂ та ацетил-КоА. У м’язах ці відновлені коферменти є важливим джерелом електронів для дихального ланцюга, а ацетил-КоА — для циклу Кребса. Без транспорту жирних кислот цей шлях енергетичного забезпечення фактично вимикається. Це призводить до тяжкої енергетичної недостатності, яка найбільш помітна у м’язах, де потреба в АТФ висока. Регуляторно β-окиснення залежить від наявності субстрату (довголанцюгових ацил-КоА), концентрації АТФ/АДФ та активності CPT-I, яка контролюється малоніл-КоА. Але за дефіциту карнітину жодні інші регуляторні фактори не можуть компенсувати неможливість перенесення жирних кислот до мітохондрій. У м’язах розвивається вторинне накопичення ліпідів, зниження утворення АТФ і підвищена чутливість до фізичного навантаження. Клінічно це проявляється м’язовою слабкістю, болем, ризиком рабдоміолізу та гіпоглікемією, оскільки організм починає надмірно використовувати глюкозу як альтернативне джерело енергії. Саме порушення транспорту жирних кислот, а не β-окиснення як такого, є вирішальним, бо саме карнітин забезпечує доправлення субстрату в мітохондрії. Тому дефіцит карнітину біохімічно відтворюється як блокада доступу жирних кислот до місця їх окиснення. Це повністю відповідає клініці ураження м’язів у дитини й робить цей варіант правильною відповіддю.