脂質沉積性肌病疾病病因
一、發病原因
本病半數患者有家族史,屬常染色體隱性遺傳。人體脂肪代謝是全身性的,脂肪代謝障礙可以發生在整個機體,并成為家族遺傳性疾病。例如脂質沉積在腦組織可引起腦脂質沉積癥,表現為腦病綜合征,此型疾病主要見于嬰幼兒,并常伴以心臟、肝臟等內臟損害。脂質沉積性肌病是脂肪代謝障礙累及骨骼肌的一種表現。脂肪代謝生化轉變過程中的任何環節出現障礙,均可導致脂質在肌肉或全身各器官內堆積致病。引起LSM的病因,常見者為肉堿缺乏或肉堿棕櫚酰基轉移酶缺乏。
二、發病機制
肌肉中的脂質是脂肪和類脂及其衍生物的總稱。脂肪即三酰甘油;類脂是一些物理性質與脂肪相似的物質,其中包括磷脂、糖脂、固醇和固醇酯等。肌肉中的脂質,須經組織脂肪酶(tissue lipase)逐步水解成自由脂肪酸和甘油以供組織利用。
正常骨骼肌在靜止和運動時,其能量均來源于脂肪酸在線粒體內的β-氧化作用,體內的脂肪酸根據所含C原子的多少,分為短鏈(2~4C)、中長鏈(4~12C)及長鏈(12C以上)三種。肉堿是人體重要的代謝活性物質,98%儲存在肌肉內,其余見于肝、腎及細胞外液中。肉堿存在于線粒體內外膜之間,它有兩個基本作用:首先是將長鏈脂肪酸轉移而穿過線粒體內膜,進入基質進行β-氧化;其次是通過調節線粒體內輔酶A(CoA)和脂酰輔酶A(acyl-CoA)的比值(CoA/acyl-CoA),防止acyl-CoA在線粒體內集聚,從而維護膜的穩定性。
長鏈脂肪酸的氧化過程是一系列生物化學轉變過程。脂肪酸與CoA在線粒體外膜上脂酰CoA合成酶(AS)的催化作用下,形成高能硫脂鍵,即活化的脂酰CoA,后者并不能直接穿過線粒體內膜,而必須依靠位于線粒體外膜內側面上的肉堿棕櫚酰基轉移酶Ⅰ(carnitine palmtoyl transferase CPTⅠ)的作用,將脂酰CoA和肉堿轉變為脂酰肉堿(acyl-carnitine)后,在肉堿-脂酰肉堿轉位酶(carnitine acylcarnitine translocase,CT)的催化作用下才能通過線粒體內膜進入基質。脂酰肉堿進入基質后,又須通過位于線粒體內膜內側面的肉堿棕櫚酰基轉移酶Ⅱ(CPTⅡ)的作用,將脂酰肉堿轉換為脂酰CoA和肉堿,前者在基質中進行β-氧化,而肉堿則再次通過酶的作用流出線粒體內膜,以便再次以同樣的方式,使脂酰CoA穿過線粒體內膜。因此,肉堿成為長鏈脂肪酸進入線粒體基質氧化的運載工具。這種循環過程稱作肉堿環(carnitine cycle)。
人體肉堿75%來源于食物,它富含于紅肉和魚類。由腸上皮細胞緩慢吸收,然后進入肝臟。肉堿經糞及尿液排出體外,有些則再現于膽汁。正常飲食不能滿足整個機體的需要,而須內源性合成。其原料為賴氨酸和甲基賴氨酸,并主要在肝內合成。
引起LSM的病因,主要為肉堿缺乏或肉堿棕櫚酰基轉移酶缺乏。但上述脂肪代謝生物化學轉變過程中的任何環節出現障礙,均可導致脂質在肌肉或全身各器官內堆積致病。
病理特點:多采取肌肉活檢標本,冰凍切片,經組織化學染色法進行觀察。不論是肉堿缺乏,還是肉堿棕櫚酰基轉移酶缺乏的患者,光鏡下均可發現:HE及改良Gomori三染色顯示肌質內和肌膜下大量散在大小不等的圓形空泡或缺損,油紅O染色見該處為脂滴顆粒。ATP酶染色提示脂質在Ⅰ型肌纖維內沉積最多,其次為ⅡA型,再次為ⅡB型肌纖維。其原因可能和Ⅰ型肌纖維更要依賴脂肪代謝有關。Ⅰ型肉堿棕櫚酰基轉移酶缺乏的患者,在肌紅蛋白尿發作期間,可見肌纖維壞死,且以Ⅰ型肌纖維損害較重,并可繼以再生。
電鏡觀察可見脂滴直徑大小不一,約在不足1微米至數個微米之間,脂滴無膜,平行分布于肌原纖維間或在肌膜下堆積,但應注意不同病人,隨不同病程其含量變異較大。線粒體數目及大小均增加,其嵴不清晰。由于肌肉的脂質和葡萄糖代謝均在線粒體內進行,故在LSM患者的肌纖維中,有時可見糖原顆粒同時增多,并在光鏡下經PAS染色即可發現。另在電鏡下還可發現異常的線粒體,甚至顯示晶格狀包涵體。
另外,應注意正常人類肌細胞中可含稀疏微量的脂滴,形態測量學研究發現其含量少于細胞容積的0.2%,故較易區分。