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

Чому це правильна відповідь

Дефіцит карнітину у м’язовій тканині насамперед порушує обмін ліпідів, а точніше — β-окиснення довголанцюгових жирних кислот. Оскільки сам процес β-окиснення відбувається виключно в матриксі мітохондрій, організм потребує спеціальної транспортної системи, здатної перенести активовані жирні кислоти (ацил-КоА) через внутрішню мембрану мітохондрій. Карнітин виконує роль переносника, утворюючи ацилкарнітин за участю карнітин-пальмітоїлтрансферази I на зовнішній поверхні внутрішньої мембрани, після чого ацилкарнітин транспортується всередину матриксу і знову перетворюється на ацил-КоА під дією карнітин-пальмітоїлтрансферази II. При дефіциті карнітину перший етап транспорту жирних кислот блокується, що призводить до значного зниження надходження ацил-КоА у матрикс мітохондрій. Тому β-окиснення практично не відбувається, а м’язи залишаються без основного енергетичного субстрату, особливо під час тривалого навантаження, коли жирні кислоти — ключове джерело АТФ. Біохімічні наслідки включають енергетичний дефіцит, накопичення жирних кислот і їх похідних у цитозолі та підвищену залежність тканини від глюкози, що швидко виснажує резерви глікогену. Регуляція процесу пов’язана з енергетичним статусом клітини: високий рівень малоніл-КоА гальмує карнітин-пальмітоїлтрансферазу I, запобігаючи одночасному синтезу і окисненню жирних кислот. Але при дефіциті карнітину порушення відбувається на більш фундаментальному рівні — транспорту як такого не існує, незалежно від регуляторних сигналів. М’язи в такому стані демонструють швидку втому, слабкість, можливі епізоди гіпоглікемії через компенсаторну гіперутилізацію глюкози, а також ризик ураження мітохондрій та підвищеного утворення лактату. Клінічні прояви включають м’язову слабкість, гіпотонію, міалгії та іноді міоглобінурію при фізичному навантаженні. В умовах дефіциту енергії порушується іонний баланс, що додатково поглиблює ураження м’язів. Саме специфічність порушення — неможливість транспортувати жирні кислоти до місця їх окиснення — робить правильний варіант очевидним. Усі інші процеси або не пов’язані з карнітином, або не можуть пояснити характерний енергетичний дефіцит м’язів, як у поданій клінічній ситуації. Таким чином, патогенез описаної патології напряму пов’язаний із дефіцитом ключового учасника карнітинового «шатлу», що забезпечує доставку довголанцюгових жирних кислот у мітохондрії. Це чітко відповідає правильному варіанту — «Транспорту жирних кислот у мітохондрії».