До лікарні надійшов 9-річний хлопчик розумово і фізично відсталий. При біохімічному дослідженні крові: підвищена кількість фенілаланіну. Блокування якого ферменту може призвести до такого стану?

Чому це правильна відповідь

Підвищення фенілаланіну в крові у поєднанні з розумовою та фізичною відсталістю є класичним проявом фенілкетонурії — спадкової аміноацидопатії, що належить до порушень обміну ароматичних амінокислот. Основний біохімічний дефект при цьому полягає у зниженні активності або повній відсутності ферменту фенілаланін-4-монооксигенази (фенілаланінгідроксилази). Саме цей фермент каталізує ключову реакцію гідроксилювання фенілаланіну до тирозину за участю коферменту тетрагідробіоптерину, молекулярного кисню та НАДН-залежної регенерації BH₄. Механізм полягає у порушенні першої й найбільш критичної реакції катаболізму фенілаланіну. Через блок цього ферменту фенілаланін не переходить у тирозин, що спричиняє два важливих наслідки: токсичне накопичення фенілаланіну та його атипічних метаболітів (фенілоацетату, феніламінопіровиноградної кислоти), а також дефіцит тирозину як попередника дофаміну, норадреналіну, адреналіну та меланіну. Таким чином, порушення охоплює і амінокислотний обмін, і синтез нейромедіаторів, і меланогенез. Регуляція цього процесу за нормальних умов забезпечується достатнім постачанням BH₄ і нормальним функціонуванням ферментної системи монооксигеназ. При спадковій недостатності фенілаланін-4-монооксигенази ні рівень гормонів, ні алостерична регуляція не можуть компенсувати цей дефект. Накопичення фенілаланіну інгібує транспортери амінокислот у гематоенцефалічному бар’єрі, блокуючи надходження тирозину та триптофану в мозок, що значно знижує синтез катехоламінів і серотоніну та спричиняє тяжкі неврологічні порушення. Клінічні прояви — затримка психічного розвитку, судоми, мишачий запах сечі, гіпопігментація шкіри та волосся — є прямим наслідком токсичності фенілаланіну та дефіциту тирозину для синтезу меланіну. Токсичні продукти фенілаланіну порушують розвиток мозку, а нестача тирозину призводить до зниженого синтезу нейромедіаторів. Таким чином, саме блок фенілаланін-4-монооксигенази відповідає за описаний патогенез і повністю узгоджується з лабораторними та клінічними ознаками в задачі.