Vol. 5/2006 Nr 2(15) Endokrynologia Pediatryczna Pediatric Endocrinology Wybrane aspekty patogenetyczne i kliniczne przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej u dzieci Some clinical and pathological aspects of persistent hyperinsulinic hypoglycemia in children Katarzyna Ziora, Joanna Oświęcimska, Antoni Dyduch Klinika Pediatrii, Nefrologii i Endokrynologii Dziecięcej ŚAM w Zabrzu Adres do korespondencji: Katarzyna Ziora, Klinika Pediatrii, Nefrologii i Endokrynologii Dziecięcej, ul. 3 Maja 13/15 Zabrze 41-800, tel.: (0-32) 37-04-281; fax: (0-32) 271-87-01, e-mail: ziorkasia@ wp.pl Słowa kluczowe: hipoglikemia, wrodzony hiperinsulinizm u dzieci, nesidioblastoza Key words: hypoglycemia, congenital hyperinsulinism of infancy, nesidioblastosis STRESZCZENIE/ABSTRACT Hipoglikemia jest powszechnym problemem metabolicznym medycyny neonatalnej. Jedną z rzadszych przyczyn hipoglikemii u noworodka jest wrodzony hiperinsulinizm (CHI), inaczej przetrwała hipoglikemia hiperinsulinemiczna (PHHI). PHHI manifestuje się na ogół już od urodzenia ciężkimi stanami hipoglikemii. Jest to niejednorodna grupa zaburzeń, zarówno pod względem klinicznym, histopatologicznym, jak i molekularnym i genetycznym. Genetycznie uwarunkowane postacie PHHI mogą występować sporadycznie lub rodzinnie. Sposób dziedziczenia jest autosomalny recesywny lub dominujący. Wyróżnia się postać ogniskową i rozsianą, które są odmienne pod względem przebiegu klinicznego, leczenia i rokowania. Różnią się też sposobem dziedziczenia i rodzajem mutacji genów. Znane są mutacje genów podjednostek kanału KATP (genu SUR 1 i Kir6.2), genów GK, GDH, SCHAD, odpowiedzialne za to schorzenie. Do niedawna postać rozsianą PHHI utożsamiano z nesidioblastozą. Niewiele jest w dostępnym piśmiennictwie polskim prac na ten temat, choć coraz więcej wiadomo dziś o etiopatogenezie, uwarunkowaniach genetycznych i patofizjologii tego schorzenia. Celem naszej pracy jest omówienie wybranych zagadnień patogenetycznych i klinicznych dotyczących przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej u dzieci. Endokrynol. Ped., 5/2006;2(15):65-74 Hypoglycemia is a common metabolic problem in neonatal medicine. One of the rare causes of neonatal hypoglycemia is congenital hyperinsulinism (CHI), or persistent hyperinsulinic hypoglycemia (PHHI). Severe hypoglycemia occurring usually from birth is typical for PHHI. These disturbances are very heterogeneous concerning clinical, histopathological as well as molecular and genetical aspects. Genetical forms of PHHI may be sporadic or familial. They are inherited as an autosomal recessive or dominant trait. There is focal and disseminated form of PHHI, that have different clinical course, treatment and prognosis. The type of inheritance and gene mutations are also different. It has been proved that mutations in genes encoding KATP channel subunits (SUR 1 and Kir6.2 genes), GK, Vol. 5/2006, Nr 2(15) 65 Praca przeglądowa Endokrynol. Ped., 5/2006;2(15):65-74 GDH, SCHAD genes are responsible for this disease. Till short time ago the disseminated form of PHHI was identified with nesidioblastosis. Although more is known about etiopathogenesis, genetics and pathophysiology of this disease now, there is a few data on PHHI in polish medical literature. The aim of this study was to review selected pathogenetic and clinical aspects of persistent hyperinsulinic hypoglycemia in children. Pediatr. Endocrinol., 5/2006;2(15):65-74 Wstęp Hipoglikemia jest powszechnym problemem metabolicznym medycyny neonatalnej. Szacuje się, że incydenty hipoglikemii występują u ok. 2/1000 noworodków urodzonych o czasie i u ok. 43/ 1000 wcześniaków [1]. W latach 1925–1960 rozpoznanie hipoglikemii u noworodka stawiano wyłącznie na podstawie charakterystycznych objawów klinicznych, takich jak: drgawki, wzmożona potliwość, śpiączka [2, 3]. Są to jednak objawy niespecyficzne. Mogą być rezultatem innych poważnych schorzeń, np. niedotlenienia okołoporodowego, posocznicy, wrodzonych chorób metabolicznych. Dlatego też stało się koniecznością ustalenie jasnych kryteriów rozpoznania hipoglikemii u noworodka. Nadal jest aktualna triada Whipple’a [4], określająca hipoglikemię jako: 1) obecność charakterystycznych objawów klinicznych, 2) współwystępowanie obniżonego stężenia glukozy w surowicy krwi mierzonego czułymi i precyzyjnymi metodami, 3) ustępowanie objawów, w ciągu kilku minut do godziny, po uzyskaniu powrotu normoglikemii. Hipoglikemię rozpoznaje się dopiero wtedy, gdy stężenie glukozy w surowicy krwi spadnie poniżej 2,2 mmol/l (40 mg/dl). Natomiast w pierwszych trzech dobach życia za nieprawidłową uważana jest glikemia niższa niż 1,1 mmol/l (20 mg/dl) u wcześniaków i noworodków hipotroficznych, a u dzieci urodzonych o czasie niższa niż 1,6 mmol/l (30 mg/ dl) [5]. U większości zdrowych noworodków przejściowa hipoglikemia jest bowiem jednym z procesów metabolicznych związanych z adaptacją do życia pozałonowego [6, 7]. Przedłużająca się lub nawracająca hipoglikemia może stanowić stan zagrożenia życia i prowadzić do poważnych powikłań ogólnych i neurologicznych [8, 9]. Progowa wartość glikemii, poniżej której dochodzi do wystąpienia typowej manifestacji klinicznej, jest indywidualna [8] i zależy od stanu dojrzałości noworodka lub występowania innych patologii. Dzieci zdrowe, z prawidłową urodzeniową masą ciała, dobrze znoszą niskie stężenia glukozy w su66 rowicy krwi, łatwo adaptując się do takiego stanu. Natomiast dzieci urodzone przedwcześnie, hipotroficzne lub z ciężką chorobą ogólnoustrojową są nie tylko bardziej zagrożone wystąpieniem stanów hipoglikemicznych, ale również wrażliwsze na obniżone stężenie glukozy w surowicy krwi i tym samym bardziej narażone na poważne następstwa. Ta grupa noworodków wymaga szczególnego nadzoru metabolicznego po urodzeniu [8] (tab. I). Tabela I. Zwiększone ryzyko hipoglikemii u noworodka, wymagające rutynowego monitorowania glikemii Table I. Increased risk of hypoglycemia in infant requiring routine monitoring of glycemia A. Czynniki matczyne 1. Podawanie glukozy matce w czasie porodu 2. Zażywanie leków: terbutalina, ritodrine, propranolol, doustne leki p-cukrzycowe 3. Cukrzyca u matki B. Czynniki noworodkowe 1. Idiopatyczne zaburzenie adaptacji 2. Niedotlenienie okołoporodowe 3. Infekcja 4. Hipotermia 5. Nadmierna lepkość krwi 6. Erytroblastoza płodowa 7. Jatrogenne przyczyny 8. Wrodzone wady serca C. Hipotrofia wewnątrzmaciczna D. Hiperinsulinizm E. Zaburzenia hormonalne Wrodzone błędy metaboliczne Jedną z rzadszych przyczyn hipoglikemii u noworodka jest wrodzony hiperinsulinizm [9]. W dostępnym piśmiennictwie polskim niewiele jest prac na ten temat, choć coraz więcej wiadomo dziś o etiopatogenezie, uwarunkowaniach genetycznych i patofizjologii tego schorzenia. Celem naszej pracy jest omówienie wybranych zagadnień patogenetycznych i klinicznych dotyczących przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej u dzieci. Ziora K. i inni – Wybrane aspekty patogenetyczne i kliniczne przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej u dzieci Hiperinsulinizm wrodzony Rys historyczny, definicja, postacie kliniczne, rozpowszechnienie Zespół przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej u dzieci (persistent hyperinsulinaemic hypoglycaemia of infancy – PHHI), inaczej wrodzony hiperinsulinizm (congenital hyperinsulinism of infancy – CHI) był opisany już ponad 40 lat temu przez Mc Quarrie’ego [10], a następnie w roku 1989 przez Glaser i wsp. [11]. W ostatnich dekadach chorobę tę przypisywano nesidioblastozie, której termin wprowadził po raz pierwszy Laidlaw [12] w roku 1938, opisując nieprawidłowe komórki wysp trzustkowych u pacjentów podejrzanych o gruczolaka trzustki. Te nieprawidłowe komórki, nazwane nesidioblastozą, były także obserwowane przez innych autorów u chorych z hipoglikemią [13]. W roku 1976 Polak i Wiggesworth [14] zasugerowali, że hipoglikemia spowodowana nesidioblastozą może stanowić przyczynę „zespołu nagłej śmierci łóżeczkowej” u dzieci. U 36% dzieci, które zmarły z tej przyczyny, w czasie autopsji wykryto nadmierną liczbę komórek β trzustki. Jednakże inni autorzy [13] obserwowali podobne nieprawidłowości w preparatach autopsyjnych trzustek dzieci, u których nie stwierdzano hipoglikemii. Termin nesidioblastoza odnosi się do rozsianej, wieloogniskowej proliferacji komórek wyspowych, wywodzących się z nabłonka przewodów trzustkowych. Wielu klinicystów [15–20] nadal utożsamia nesidioblastozę z rozsianą formą PHHI, prowadzącą do hiperinsulinizmu. Badania immunohistochemiczne przeczą temu stanowisku, wskazując na to, że nesidioblastoza jest też często spotykanym obrazem trzustki u noworodków i u dzieci z normoglikemią [21]. Ogromny postęp w genetyce, biologii molekularnej i fizjologii klinicznej pozwolił na lepsze poznanie mechanizmów patofizjologicznych prowadzących do PHHI. Zespół przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej to stan nawracającej lub stałej hipoglikemii, będący rezultatem albo nieadekwatnej w stosunku do glikemii sekrecji insuliny przez komórki β trzustki, albo wynikiem hiperinsulinizmu [13, 22–24]. U chorych na PHHI hipoglikemii na czczo lub międzyposiłkowej zawsze towarzyszy podwyższenie stężenia insuliny w stosunku do niskiego stężenia glukozy w surowicy krwi. Wczesne rozpoznanie tego stanu i szybka korekta hipoglikemii jest nie- zwykle ważna w prewencji zaburzeń rozwoju mózgu u chorego dziecka [15]. Wiek ujawnienia wrodzonego hiperinsulinizmu jest różny. Najczęściej hipoglikemia pojawia się do 72 godzin po urodzeniu jako postać noworodkowa (ok. 60% wszystkich przypadków PHHI). U ok. 35% chorych pierwsze objawy hipoglikemii zauważane są między pierwszym a dwunastym miesiącem życia (postać niemowlęca), zaś u ok. 5% chorych hipoglikemia ujawnia się dopiero po ukończeniu pierwszego roku życia (postać dziecięca) [22, 24]. Częstość występowania PHHI szacuje się na 1: 40 000–50 000 żywych urodzeń, ale w niektórych społecznościach, gdzie istnieje wysoki poziom spokrewnienia, może być wyższa [13, 15]. Na Półwyspie Arabskim wrodzony hiperinsulinizm występuje z częstością ok. 1: 2500 urodzeń [25]. Znaczna większość (95%) przypadków CHI jest sporadyczna [15]. Choroba występuje z podobną częstością u obu płci [13]. Zwykle chorzy dotknięci tym schorzeniem mają zdrowych rodziców. Znane są opisy rodzinnego występowania tego schorzenia [26–29], także u bliźniąt [13]. Typy morfologiczne, różnice Liczne badania [15, 21, 30, 31] wykazują istnienie dwóch różnych pod względem morfologicznym form PHHI. Jedna z nich odpowiada ogniskowej hiperplazji komórek β trzustki, ograniczonej do niewielkiej powierzchni (kilka mm–1 cm), najczęściej w obrębie głowy i trzonu trzustki – postać ogniskowa. Druga postać, rozsiana, charakteryzuje się zmianami wieloogniskowymi, polegającymi na hipertrofii komórek β trzustki, wykazujących dużą aktywność metaboliczną i sekrecyjną [21, 24]. Obraz kliniczny obu tych postaci PHHI jest podobny. Nie można ich też rozróżnić za pomocą oznaczeń biochemicznych. Nowoczesne przedoperacyjne techniki radiologiczne, takie jak: wybiórcze cewnikowanie żyły trzustkowej z oceną lokalizacji miejsc wzmożonej sekrecji insuliny (pancreatic venous sampling – PVS) oraz pozytronowa tomografia emisyjna z użyciem [18F] Fluoro-L-DOPA (positron emission tomography – PET), pozwalają na zróżnicowanie tych postaci i wybór odmiennej metody leczenia operacyjnego. W postaci ogniskowej wystarczy zwykle częściowa pankreatektomia, ograniczona do miejsca wykrytej zmiany ogniskowej. Natomiast postać rozsiana wymaga prawie całkowitego lub czasem całkowitego usunięcia trzustki [21, 24, 32–35]. Według niektórych auto67 Praca przeglądowa Endokrynol. Ped., 5/2006;2(15):65-74 rów [15, 21] zmiany ogniskowe stwierdza się w ok. 1/3 przypadków, natomiast inni [30, 33] uważają, że odsetek tych zmian sięga 40–60%. Przetrwała hipoglikemia hiperinsulinemiczna nie jest prostą do zdefiniowania jednostką pod względem patomorfologicznym. Szeroko zakrojone badania wykazały, że nie ma typowych, patognomonicznych dla tej choroby zmian morfologicznych [21]. U noworodków i niemowląt makroskopową identyfikację ogniska uniemożliwiają bardzo małe wymiary. W odróżnieniu od gruczolaków (insulinoma), spotykanych u starszych dzieci i dorosłych, ogniska w PHHI powstają z połączenia prawidłowych wysp trzustkowych, czasem podzielonych na kilka gronek z zachowaniem prawidłowej, płatowej struktury trzustki [21]. Rahier i wsp. [21] proponują różnicowanie postaci PHHI na podstawie badania w mikroskopie świetlnym. Polega ono na ocenie wielkości jąder komórkowych oraz wskaźnika jądrowo-cytoplazmatycznego, co jest możliwe do wykonania nawet w czasie zabiegu operacyjnego. Dla postaci rozsianej charakterystyczne są liczne, olbrzymie jądra komórkowe w komórkach β trzustki. Według Rahier taka ocena pozwala na identyfikację form ogniskowych prawie w 100%, a form rozsianych w ok. 91%. Interesujące są też spostrzeżenia Rahier i wsp. [21] dotyczące różnicowania pomiędzy postacią ogniskową PHHI a „klasycznym” gruczolakiem – insulinoma (tab. II). Lonlay i wsp. [15] wykazali w formie ogniskowej PHHI istnienie specyficznej utraty matczynego allelu chromosomu 11p15. Prowadzi to do utraty genu supresorowego H19, natomiast gen IGF2 pozosta- je wciąż aktywny. IGF-2 pobudza wzrost komórek trzustki, prowadząc do tzw. „tumorogenezy”. Zniesienie ekspresji H19 i przetrwanie ekspresji IGF2 może stymulować proliferację komórek endokrynnych trzustki. Dla potwierdzenia tej hipotezy Sempoux i wsp. [36] badali stosunek proliferacji komórek β trzustki u pacjentów z PHHI i w grupach kontrolnych. Zastosowali technikę immunohistochemiczną celem wykrycia endogennego antygenu jądrowego Ki-67, który jest obecny jedynie w fazie proliferacji komórek. Wykazali znamiennie wyższy odsetek komórek wykazujących ekspresję tego antygenu w postaci ogniskowej PHHI w porównaniu z postacią rozsianą, oraz w porównaniu z dziećmi zdrowymi i dziećmi z insulinoma. Zatem nadmierna proliferacja komórek β trzustki może wynikać z zaburzenia równowagi w ekspresji genów H19 / IGF2. Patogeneza, uwarunkowania genetyczne Patogeneza hiperinsulinizmu u dzieci w postaci rozsianej nie jest do końca poznana. Trzy wcześniejsze hipotezy, starające się wytłumaczyć to zjawisko, zostały ostatnio podważone przez Rahier i Sempoux [21, 31]. Pierwsza hipoteza utożsamia nesidioblastozę z postacią rozsianą PHHI. Jednakże morfologicznie nesidioblastozę definiuje się jako proliferację (pączkowanie) komórek wyspowych z przewodów egzokrynnych trzustki, a w PHHI udowodniono, że proliferacja komórek β jest taka jak u dzieci zdrowych. Ponadto nesidioblastozę wykrywa się także u dzieci z normoglikemią, dlatego hiperinsulinizm, któ- Tabela II. Różnice morfologiczne pomiędzy postacią ogniskową PHHI a insulinoma (wg Rahier i wsp. [21]). Table II. Morfological differences between focal PHHI and insulinoma (according to Rahier et al. [21]) Ogniskowa postać PHHI Makroskopowo Mikroskopowo Komórki i jądra 68 zmiany niewidoczne – powstaje ze zlania się normalnie zorganizowanych kom. β trzustki, podzielonych na kilka gronek; – płatowa struktura trzustki zachowana; – komórki w dużych skupiskach, rozdzielonych cienką warstwą podścieliska lub w małych sznurach – polimorfizm; – liczne mitozy; – na obwodzie: kom. A, D, PP – w centrum: kom. β Insulinoma zmiany widoczne składa się z kom. β trzustki ułożonych w skupiska lub sznury na podścielisku łącznotkankowonaczyniowym – niepolimorficzne – mitozy rzadkie Ziora K. i inni – Wybrane aspekty patogenetyczne i kliniczne przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej u dzieci ry zdawałoby się powinien być zależny od ciągłej proliferacji komórek, nie jest specyficzny dla tego schorzenia. Druga hipoteza mówi, że wrodzony hiperinsulinizm u noworodków jest związany ze zwiększoną masą komórek β. Badania immunohistochemiczne wykazują jednak, że objętość komórek β u dzieci z CHI jest taka, jak u dzieci zdrowych, co świadczy o tym, że hiperinsulinizm w tych przypadkach nie jest związany z większą masą komórek β [31]. Hisaoka i wsp. [37] sugerują, że PHHI jest zależne tylko od wzrostu aktywności wewnątrzwydzielniczej trzustki, a nie od wzrostu liczby komórek β. Inni autorzy [38] zakładają, że za nadmierne uwalnianie insuliny w CHI jest odpowiedzialne zmniejszenie ilości komórek D produkujących somatostatynę. Co prawda, u dzieci z hipoglikemią wykazano nieco mniejszą liczbę komórek D niż u zdrowych, ale te różnice są niewielkie, a wyniki badań niespójne [21]. Wobec braku dowodów na prawdziwość tych hipotez Rahier i wsp. [21] postulują, że hiperinsulinizm w CHI wynika raczej z zaburzeń funkcji komórek β trzustki niż z zaburzeń budowy. W postaci rozsianej stwierdzono bowiem obecność dużych jąder oraz zwiększenie ilości proinsuliny w obrębie aparatu Golgiego. Wykazanie w CHI mutacji genów dla receptora sulfonylomocznika oraz zaburzeń w obrębie kanałów potasowych KATP może także potwierdzić to przypuszczenie, przynajmniej w części przypadków . Kanały KATP uczestniczą w homeostazie glukozy poprzez regulację sekrecji: insuliny przez komórki β, glukagonu przez komórki α, somatostatyny przez komórki D i GLP-1 przez komórki L trzustki [25]. W neuronach jądra brzuszno-przyśrodkowego podwzgórza kanały te pośredniczą w kontrregulacyjnej odpowiedzi na glukozę, a w jądrze łukowatym podwzgórza mogą wywierać wpływ na regulację apetytu. W tych wrażliwych na glukozę komórkach kanały KATP odpowiadają na fluktuacyjne zmiany stężenia glukozy we krwi. W wielu innych tkankach są one zamknięte i otwierają się dopiero w odpowiedzi na niedotlenienie, hormony lub neurotransmitery [25]. W stanie spoczynku błona plazmatyczna komórek β trzustki jest utrzymywana w stanie hiperpolaryzacji dzięki ATP-azie Na +/K + i otwartym kanałom KATP. W tym przypadku wydzielanie insuliny jest zahamowane. W momencie napływu glukozy do komórki i po uruchomieniu jej metabolizmu ATP zostaje przyłączone do podjednostki Kir6.2 ka- nału KATP, co skutkuje zamknięciem kanału potasowego, depolaryzacją błony komórkowej, otwarciem kanału wapniowego, napływem Ca2+ do komórki i uruchomieniem sekrecji insuliny [25]. Kanały potasowe KATP to kompleksy oktameryczne, składające się z czterech podjednostek Kir6. i 4 podjednostek SUR. Podjednostka Kir.6 występuje pod postacią dwóch izoform: Kir6.1 – w mięśniówce gładkiej naczyń krwionośnych i Kir6.2 – w innych tkankach, m.in. w komórkach trzustki. Kir6.2 ma zdolność wiązania ATP, prowadząc do zamykania kanału potasowego i w konsekwencji sekrecji insuliny. Podjednostka SUR to receptor z rodziny transporterów ABC. SUR 1 występuje w trzustce i mózgu, SUR2 A: w sercu i mięśniach szkieletowych, SUR 2B: w innych tkankach, np. mięśniówce gładkiej naczyń krwionośnych. SUR 1 odpowiada za wrażliwość kanału KATP na a) stymulację nukleotydów przez Mg, b) aktywację otwarcia KATP przez leki (np. diazoxide), c) hamowanie przez pochodne sulfonylomocznika (np. glibenclamide, tolbutamide) [13, 25]. Większość poznanych mutacji CHI ma bezpośredni lub pośredni związek z kanałami potasowymi regulowanymi przez ATP (KATP) w komórkach β trzustki. Mutacje genów kodujących podjednostki KATP mogą powodować brak lub niedobór kanałów KATP albo nieprawidłowe funkcjonowanie kanałów [24]. U prawie 50% chorych z CHI wykrywa się w chwili obecnej mutacje w pięciu różnych genach. Są to mutacje genów kodujących: 1) podjednostkę KATP SUR 1 (ABCC8), 2) podjednostkę KATP Kir6.2 (KCNJ11), 3) enzym glukokinazę (GCK), 4) dehydrogenazę glutaminianową (GLUD1), 5) dehydrogenazę krótkołańcuchowych L-3-hydroksyacylo-CoA (SCHAD) [25]. Najbardziej powszechne są mutacje SUR 1 (ok.50% przypadków) [39, 40]. Opisano już ponad sto różnych mutacji rozmieszczonych w genie kodującym SUR 1. Stanowią one dwie czynnościowe klasy: taką, w której białko nie jest obecne na powierzchni błony (klasa I) oraz taką, w której kanał jest obecny, ale jest stale zamknięty, niezależnie od stanu metabolicznego komórki (klasa II). Mutacje klasy I charakteryzują się brakiem kanału KATP w błonie plazmatycznej na skutek: uszkodzenia syntezy SUR 1, zaburzenia dojrzałości SUR 1, defektu gromadzenia się SUR 1 lub wady transportu błonowego (ekspresja SUR 1 konieczna dla ekspresji Kir6.2; wtedy też brak Kir6.2). Mutacje klasy II zaburzają zdolność aktywacji kanału potasowego przez MgADP, 69 Praca przeglądowa wobec czego ATP jest stale przyłączane do Kir6.2 i kanał potasowy jest permanentnie zamknięty mimo niskiego stężenia glukozy. To powoduje stałe wydzielanie insuliny przez komórki β trzustki [25]. Mutacje klasy I prowadzą do cięższego przebiegu CHI, a mutacje klasy II są odpowiedzialne za łagodniejszy przebieg choroby i lepszą odpowiedź na leczenie farmakologiczne. Jednakże według Ashroft [25] nie ma jeszcze sprecyzowanych korelacji między fenotypem a genotypem. Ta sama mutacja może powodować różną pod względem ciężkości choroby formę hiperinsulinizmu. Mutacje w genie kodującym Kir6.2 są rzadszą przyczyną CHI niż mutacje SUR 1. Powodują one przetrwałą depolaryzację błony komórkowej i stałe, nadmierne wydzielanie insuliny przez komórki β trzustki [15, 25]. Według Lazarine i wsp. [13] mutacje genów regulujących obie podjednostki kanału KATP mogą determinować trzy różne fenotypy PHHI. Pierwszy fenotyp PHHI, występujący rodzinnie, jest związany z mutacją dającą brak SUR 1 lub blokadę funkcji kanału potasowego. Ci pacjenci chorują bardzo ciężko, słabo lub wcale nie odpowiadając na leczenie. Drugi fenotyp, występujący sporadycznie, jest związany z zaburzeniem funkcji kanału KATP, dając częściową odpowiedź na farmakoterapię. Trzeci fenotyp, późno manifestujący się, najlepiej odpowiada na leczenie, a przebieg choroby jest w tych przypadkach najłagodniejszy. Postacie ogniskowe PHHI pod względem sposobu dziedziczenia są homogenne genetycznie. Pewne badania [15, 41] wskazują na to, że są one spowodowane współwystępowaniem mutacji heterozygotycznej SUR 1 lub Kir6.2 (pochodzącej od ojca) z delecją allela w regionie 11p15 (pochodzącą od matki). Mutacja ta jest wykrywana wybiórczo tylko w zmianach ogniskowych w trzustce. Natomiast postacie rozsiane są niejednorodne genetycznie. Wywołane są zwykle mutacjami SUR 1 lub Kir6.2 dziedziczonymi w sposób autosomalnie recesywny lub rzadziej, autosomalnie dominujący [15, 24, 25]. Poznane dotąd mutacje genu glukokinazy GCK powodujące wrodzony hiperinsulinizm dziedziczą się autosomalnie dominująco i powodują łagodną odmianę tej choroby. Hipoglikemia jest łagodniejsza niż w mutacjach SUR 1 i/lub Kir6.2 i często nie jest rozpoznawana bezpośrednio po urodzeniu. Chorzy z tym defektem są podatni na leczenie diazoksydem. Mutacje GCK występują sporadycznie, ale mogą być też mutacjami rodzinnymi [24]. 70 Endokrynol. Ped., 5/2006;2(15):65-74 Są to na ogół mutacje punktowe typu gain of function. Przyczyniają się do zwiększonego wytwarzania ATP w komórkach β trzustki, a tym samym do zamknięcia kanałów KATP [25]. Mutacje genu dehydrogenazy glutaminianowej GLUD1, podobnie jak mutacje genu GCK, są przyczyną łagodnej odmiany CHI, podatnej na leczenie dietetyczne i farmakologiczne. Najczęstsze mutacje GLUD1 powodują zespół HI/HA (hyperinsulinism/ hyperammonemia), dziedziczony w sposób autosomalny dominujący. Niektóre z nich u chorych z zespołem HI/HA powodują nadmierną stymulację dehydrogenazy glutaminianowej (GDH) przez jej aktywatory, np. leucynę. To tłumaczy występowanie objawów hipoglikemii po posiłku bogatobiałkowym [24, 42]. Najmniej dotąd poznane mutacje odpowiedzialne za CHI to mutacje genu SCHAD. Dehydrogenaza krótkołańcuchowych L-3-hydroksyacylo-CoA (SCHAD) uczestniczy w mitochondrialnej beta oksydacji kwasów tłuszczowych. Ta odmiana choroby również dobrze odpowiada na leczenie diazoksydem, ponieważ właściwości kanału KATP są zachowane. Nie wiadomo jednak jeszcze, w jaki sposób te mutacje przyczyniają się do CHI [25]. Diagnostyka, sposoby leczenia, rokowanie Diagnozę przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej u dzieci stawia się na podstawie charakterystycznego przebiegu klinicznego choroby i oznaczeń laboratoryjnych [22]. Dzieci z PHHI rodzą się na ogół z dużą masą ciała, podobnie jak dzieci matek chorujących na cukrzycę. W wywiadzie rodzinnym zdarzają się wczesne zgony w okresie noworodkowym. Objawy hipoglikemii zwykle pojawiają się do trzeciego miesiąca życia, ale często obserwowane są drgawki już w pierwszych trzech dobach życia. W ponad połowie opisywanych przypadków PHHI stwierdzano uszkodzenia neurologiczne, prowadzące do opóźnienia rozwoju umysłowego [5]. Jednak wcześnie postawiona diagnoza i intensywne leczenie może prowadzić do normalnego rozwoju mózgu u ponad 80% noworodków z PHHI [5]. U zdrowych osób podczas hipoglikemii stężenie insuliny w surowicy krwi spada < 5 μU/ ml i nigdy nie przekracza 10 μU/ ml. Natomiast u pacjentów z PHHI mimo hipoglikemii stężenie insuliny jest zwykle wyższe od 10 μU /ml [13]. Typowymi cechami hiperinsulinizmu są: a) stosunek insuliny (μU/ml) do glukozy (mg/dl) równy lub wyższy od 0,4, b) hipoketonemia i brak ketonu- Ziora K. i inni – Wybrane aspekty patogenetyczne i kliniczne przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej u dzieci rii oraz niskie stężenie wolnych kwasów tłuszczowych i aminokwasów z rozgałęzionym łańcuchem węglowym w czasie hipoglikemii, c) zapotrzebowanie na glukozę > 6–8 mg/kg/min, d) wyraźny wzrost glikemii po glukagonie, e) normalizacja glikemii po somatostatynie [5]. Oznaczenie C-peptydu w surowicy krwi, który jest podwyższony w PHHI, może pozwolić na potwierdzenie hiperinsulinizmu, zwłaszcza w przypadkach wątpliwych [22]. Według Giurgea i wsp. zwykle stężenie glukozy w surowicy krwi na czczo i po posiłku u pacjentów z PHHI nie przekracza 3 mmol/l przy stężeniu insuliny większym od 3 μU/ ml i podwyższonym stężeniu C-peptydu. Często konieczny jest wlew dożylny glukozy (>10 mg/kg/ min), aby utrzymać glikemię w zakresie powyżej 3 mmol/l. Natomiast po podaniu 0,5 mg glukagonu stężenie glukozy we krwi wzrasta o 2–3 mmol/l. W różnicowaniu postaci ogniskowej i rozsianej CHI wykorzystuje się próby diagnostyczne z dożylnie podanym tolbutamidem i dożylną infuzją Ca2+. Jednak interpretacja wyników tych testów jest trudna i nie do końca pomocna [24]. Metody obrazowe, takie jak: USG, tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny czy angiografia trzewna, nie są przydatne w różnicowaniu obu postaci CHI. Mogą jedynie służyć różnicowaniu z insulinoma, zwłaszcza u starszych dzieci [24, 33]. Natomiast selektywna przezskórna kateteryzacja żyły trzustkowej z oceną lokalizacji miejsc wzmożonej sekrecji insuliny (pancreatic venous sampling – PVS), zastosowana po raz pierwszy przez radiologów i chirurgów francuskich [43, 44], pozwala na wykrycie zmian ogniskowych w 71–89% przypadków. Inną nową metodą diagnostyczną służącą do identyfikacji ognisk jest metoda laparoskopowa [33]. Jest to metoda bezpieczna, szybka, łatwiejsza do przeprowadzenia w porównaniu z PVS. Laparoskopię można wykonać w każdym wieku, nawet u noworodków, bez specjalnego przygotowania, a PVS dopiero po 30 dniu życia. Do zabiegu cewnikowania żyły trzustkowej pacjent musi być odpowiednio przygotowany: pozostawać bez leczenia farmakologicznego co najmniej przez pięć dni przed zabiegiem, a glikemia musi być utrzymywana w granicach 36–54 mg/dl (2–3 mmol/l). Ponadto laparoskopia, w odróżnieniu od PVS, nie wymaga stosowania promieniowania rtg. Ograniczeniem laparoskopii jest jednak potencjalna możliwość niewykrycia drobnych zmian (<10 mm), mimo zastosowania nawet 18-krotnego powiększenia obrazu za pomocą układu szkieł optycznych [33]. Najnowszą techniką radiologiczną, którą można wykorzystać do obrazowania zmian w trzustce, jest pozytronowa tomografia emisyjna z użyciem [18F] Fluoro-L-DOPA (positron emission tomography – PET) [34, 35]. Komórki wyspowe trzustki, podobnie jak inne komórki neuroendokrynne, mają bowiem zdolność przemiany L-DOPA do dopaminy – prekursora amin katecholowych na drodze enzymatycznej przez DOPA-dekarboksylazę, obecną w tych komórkach. PET to nieinwazyjna, bardzo obiecująca metoda pomocna w przedoperacyjnej identyfikacji i lokalizacji nawet bardzo drobnych (4–5 x 5,8 mm) zmian ogniskowych PHHI w trzustce [34]. Rozległość zmian w trzustce określić można śródoperacyjnie za pomocą badania histopatologicznego skrawków trzustki [19, 21]. Morfologiczne kryteria histopatologiczne zmian ogniskowych PHHI wymieniono w tabeli II. Do celów różnicowych PHHI są też używane badania immunohistochemiczne. Pozwalają one na wykrycie białka p57KIP2 obecnego w jądrach komórek β trzustki u chorych z rozsianą postacią PHHI, z insulinoma i u zdrowych osób. Białko to jest nieobecne w jądrach komórek β pochodzących ze zmian ogniskowych [24]. Inni autorzy [35] przedstawiają możliwości różnicowania obu form PHHI wykorzystując w badaniu immunohistochemicznym przeciwciała anty-insulinowe, anty-proinsulinowe, anty-DOPA dekarboksylazie, anty-chromograninie A i anty-synaptofizynie. W preparatach trzustki wykazali oni silnie dodatnie barwienie na zawartość chromograniny i synaptofizyny w prawidłowej trzustce. W zmianach ogniskowych u chorych na PHHI stwierdzili słabsze barwienie na zawartość chromograniny i bardzo silnie dodatnie na zawartość synaptofizyny. Z kolei w przypadku postaci rozsianej PHHI obserwowali bardzo słabe barwienie na zawartość chromograniny i synaptofizyny. Badania genetyczne można też wykorzystać w diagnostyce różnicowej postaci PHHI. Umożliwiają one w chwili obecnej wykrycie delecji matczynego chromosomu 11p15 oraz zmutowanego genu SUR 1 lub Kir6.2 pochodzącego od ojca w postaci ogniskowej PHHI [41]. Chociaż leczenie obu odmian PHHI jest podobne, jednak rozróżnienie postaci ogniskowej od rozsianej jest ważnym elementem diagnostyki, gdyż umożliwia określenie rozległości pankreatektomii w przypadkach opornych na leczenie farmakologiczne [32]. Celem leczenia PHHI jest utrzymanie stężenia glukozy we krwi powyżej 59 mg% (3,3 mmol/l), co 71 Praca przeglądowa ma pomóc w uniknięciu trwałych następstw neuroglikopenii u chorego dziecka [24]. Postępowanie terapeutyczne PHHI polega na wyrównywaniu glikemii za pomocą wlewów dożylnych glukozy oraz częstego (co 2–3 godzin) karmienia doustnego lub za pomocą sondy dożołądkowej [23]. Leczenie PHHI obejmuje stosowanie leków hamujących sekrecję insuliny (diazoksyd, somatostatyna, epinefryna, dwufenylohydantoina, inhibitory kanału wapniowego np. nifedypina), leków działających antagonistycznie w stosunku do insuliny (glikokortykosteroidy, epinefryna, glukagon, hormon wzrostu) oraz działań prowadzących do destrukcji trzustki (alloxan, zabieg operacyjny) [13, 20, 23]. Leczenie farmakologiczne diazoksydem, hamującym wydzielanie insuliny poprzez otwieranie kanałów potasowych KATP w komórkach β trzustki, jest nieefektywne w przypadku mutacji tych kanałów [24, 45]. Stosowanie analogów somatostatyny (octreotyd) też nie zawsze jest skuteczne i nadaje się tylko do krótkoterminowej regulacji glikemii w PHHI. Przy długotrwałej kuracji następuje regulacja typu down regulation receptora somatostatyny. Ponadto somatostatyna jest czynnikiem apoptogennym, mogącym powodować remisję objawów w wyniku destrukcji komórek β trzustki [24]. Inhibitory kanału wapniowego, np. nifedypina mogą być wykorzystane w leczeniu PHHI, ale skuteczność ich nie jest do końca potwierdzona [23]. Według Hussain i wsp. [46] u chorych z PHHI stwierdza się deficyt glukagonu, działającego przeciwnie do insuliny, co może być wynikiem zaburzeń kontrregulacji wydzielania tego hormonu. Uważają oni, że glukagon można stosować nie tylko w diagnostyce wrodzonego hiperinsulinizmu, Endokrynol. Ped., 5/2006;2(15):65-74 lecz także wykorzystywać w leczeniu. Lek należy podawać u chorych z PHHI z ostrożnością, ponieważ po przejściowym zwiększeniu stężenia glukozy we krwi, spowodowanym nadmierną glikogenolizą, może on nasilić hipoglikemię na skutek stymulacji sekrecji insuliny [24, 46]. Wrodzony hiperinsulinizm w ok. 80% przypadków jest oporny na leczenie farmakologiczne, wtedy postępowaniem z wyboru jest interwencja chirurgiczna [33, 47]. Rozległość pankreatektomii jest zależna od postaci PHHI. W postaci ogniskowej wystarczy usunięcie zmienionego fragmentu trzustki, a w przypadku zmian rozsianych konieczne jest prawie całkowite lub całkowite usunięcie trzustki [18, 48]. Rokowanie co do wyleczenia jest pomyślniejsze w postaci ogniskowej, w której odsetek trwałego wyleczenia sięga ok. 82% przypadków [24]. U 1/3 chorych z postacią rozsianą pomimo subtotalnej pankreatektomii utrzymuje się hipoglikemia [17]. W tych przypadkach zaleca się zastosowanie diazoksydu lub glikokortykosteroidów [13]. Długofalowe obserwacje chorych z hiperinsulinizmem wrodzonym pokazują, że po subtotalnej pankreatektomii u ponad 25% osób pojawia się cukrzyca, a u ok. 20% niewydolność zewnątrzwydzielnicza trzustki [33]. Inni autorzy [16] zwracają uwagę na możliwość nawrotowych, ciężkich infekcji u chorych z CHI. Niezwykle ważne jest wczesne wykrycie przyczyny hipoglikemii, intensywne leczenie zaburzeń i niedopuszczenie do uszkodzenia układu nerwowego. Mimo znacznego postępu w diagnostyce i leczeniu wrodzonego hiperinsulinizmu nadal u 25–50% chorych notuje się opóźnienie rozwoju psychoruchowego [24]. PIŚMIENNICTWO/REFERENCES [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] 72 Soares A., Karapurkar S.A., Suresh S.S.: Anaesthetic management of nesidioblastosis in a newborn. J. Postgrad. Med., 1996:42, 23–26. Cornblath M., Odell B.G., Levin E.Y.: Symptomatic neonatal hypoglycemia associated with toxemia of pregnancy. J. Pediatr., 1959:55, 545–562. Hartmann A.F., Jaudon J.C.: Hypoglycemia. J. Pediatr., 1937:11, 1–36. Whipple A.O., Fratz D.K.: Adenoma of islet cells with hyperinsulinism: a review. Ann. Surg., 1935:101, 1299–1310. Mali M., Bagry H., Vas L.: Anaesthetic management of a case of nesidioblastosis for subtotal pancreatectomy. Paediatr. Anaest., 2002:12, 80–84. Cornblath M.: Neonatal hypoglicemia 30 years later: does it injure the brain? Historical summary and present challenges. Acta Paediatr. Jpn., 1997:39, S1–S11. Aynsley-Green A., Hawdon J.M., Deshpande S. et al.: Neonatal insulin secretion: implications for the programming of metabolic homeostasis. Acta Paediatr. Jpn., 1997:39 (Suppl. 1), S21–25. Cornblath M., Hawdon J.M., Williams A.F. et al.: Controversies regarding definition of neonatal hypoglycemia: suggested operational thresholds. Pediatrics, 2000:105, 1141– 1145. Ziora K. i inni – Wybrane aspekty patogenetyczne i kliniczne przetrwałej hipoglikemii hiperinsulinemicznej u dzieci [9] McKenna L.L.: Pancreatic disorders in the newborn. Neonatal. Netw., 2000:19, 13–20. [10] Mc Quarrie I.: Idiopathic spontaneously occurring hypoglycemia in infants. Clinical significance of problem and treatment. Am. J. Dis. Child., 1954:87, 399–428. [11] Glaser B., Landau H., Smilovic A. et al.: Persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy: long-term treatment with the somatostatin analogue Sandostatin. Clin. Endocr., 1989:31, 71–80. [12] Laidlaw G.F.: Nesidioblastoma, the islet tumor of the pancreas. Am. J. Pathol., 1938:14, 125–134. [13] Lazarine D.F., Pahl M.M.C., Damiani D. et al.: Persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy: case report. J. Pediatr. (Rio J), 2000:76, 162–168. [14] Polak J.M., Wigglesworth J.S.: Islet cell hyperplasia and sudden infant death. Lancet, 1976:2, 570–571. [15] Lonlay P., Fournet J.-Ch., Rahier J. et al.: A somatic deletion of the imprinted 11p15 region in sporadic persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy is specific of focal adenomatous hyperplasia and endorses partial pancreatectomy. J. Clin. Invest., 1997:4, 802–807. [16] Desai M.P., Khatri J.V.: Persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy. Indian. Pediatr., 1998:35, 317–328. [17] Shilyansky J., Fisher S., Cutz E. et al.: Is 95% pancreatectomy the procedure of choice for treatment of persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of the neonate? J. Pediatr. Surg., 1997:32, 342–346. [18] Aslam M., Safdar C.A., Khalid A. et al.: Persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy-nesidioblastosis. J. Coll. Physicians. Surg. Pak., 2004:14, 501–503. [19] Kaczirek K., Niederle B.: Nesidioblatosis: an old term and a new understanding. World. J. Surg., 2004:28, 1227–1230. [20] Sotelo-Cruz N., Cordero-Olivares A., Ramirez-Rodriguez C. et al.: Persistent hyperinsulinemic hypoglycemia. Two case reports. Cir. Cir., 2004:72, 409–414. [21] Rahier J., Guiot Y., Sempoux C.: Persistent hyperinsulinaemic hypoglycaemia of infancy: a heterogeneous syndrome unrelated to nesidioblastosis. Arch. Dis. Child. Fetal Neonatal., 2000:82, F108–F112. [22] Giurgea I., Ulinski T., Touati G. et al.: Factitious hyperinsulinism leading to pancreatectomy: severe forms of Munchausen syndrome by proxy. Pediatrics, 2005:116, 145–148. [23] Hussain K., Aynsley-Green A., Stanley C.A.: Medications used in treatment of hypoglycemia due to congenital hyperinsulinism of infancy (HI). Pediatr. Endocrinol. Rev., 2004:2 (Suppl. 1), 163–167. [24] Kopieczna-Grzebieniak E., Kortys-Puchalska E.: Heterogenność i leczenie genetycznie uwarunkowanego hiperinsulinizmu. Przegl. Ped., 2004:4 (2), 84–93. [25] Ashcroft F.M.: ATP-sensitive potassium channelopathies: focus on insulin secretion. J. Clin. Invest., 2005:115, 2047–2058. [26] Lasztity N., Balogh L.: Familial hyperinsulinism. Orv. Hetil., 1995:136 (30), 1611– 1613. [27] Bianchi C., Corbella E., Beccaria L. et al.: A case of familial nesidioblastosis: prenatal diagnosis of foetal hyperinsulinism. Acta Paediatr., 1992:81, 853–855. [28] Moreno L.A., Turck D., Gottrand F. et al.: Familial hyperinsulinism with nesidioblastosis of the pancreas: further evidence for autosomal recessive inheritance. Am. J. Med.Genet., 1989:34, 584–586. [29] Yagi M., Shiraiwa K., Abiko M. et al.: Familial nesidioblastosis in two sisters. Surg. Today, 1995:25, 172–176. [30] Sempoux Ch.: Persistent neonatal hyperinsulinism: new pathological findings which clarify the physiopathology of the syndrome and direct the therapeutic approach. Bull. Mem. Acad. R. Med. Belg., 2003:158, 291–297. [31] Sempoux C., Guiot Y., Noel H. et al.: Persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy: the pathologist’s experience. Ann. Pathol., 2002:22, 375–386. [32] Boddaert N., Ribeiro M., Touati G. et al.: Radiological innovations in the diagnosis of the metabolic diseases: spectroscopy and cerebral MRI in creatine deficiencies, polyols anomalies, and metabolites on the pentose pathway-positron emission tomography (PET) after injection of [18F] Fluoro-L-Dopa in congenital hyperinsulinism. Med. Sci. (Paris), 2005:21 (11), 981–986. [33] Vroede M., Brusgaard K., Dunne M.J. et al.: Laparoscopic diagnosis and cure of hyperinsulinism in two cases of focal adenomatous hyperplasia in infancy. Pediatrics, 2004:114, 520–522. [34] Otonkoski T., Nanto-Salonen K., Seppanen M. et al.: Noninvasive diagnosis of focal hyperinsulinism of infancy with [18F]DOPA Positron Emission Tomography. Diabetes, 2006:55 (1), 13–18. [35] de Lonlay P., Simon-Carre A., Ribeiro M.-J. et al.: Congenital hyperinsulinism: pancreatic [18F]Fluoro-L-DOPA Positron Emission Tomography and immunohistochemistry study of DOPA decarboxylase and insulin secretion. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2006:91, 933–940. [36] Sempoux Ch., Guiot Y., Dubois D. et al.: Pancreatic B-cell proliferation in persistent hyperinsulinism hypoglycemia of infancy: an immunohistochemical study of 18 cases. Mod. Pathol., 1998:11, 444–449. [37] Hisaoka M., Haratake J., Nakamura Y. et al.: Pancreatic islet abnormalities in Sudden Infant Death Syndrome. Acta Pathol. Jap., 1992:42, 870–875. [38] Bishop A.E., Polak J.M., Chesa P.G. et al.: Decrease of pancreatic somatostatin in neonatal nesidioblastosis. Diabetes, 1981: 30, 122–126. [39] Dunne M.J., Cosgrove K.E., Shepherd R.M. et al.: Hyperinsulinism in infancy: from basic science to clinical disease. Physiol. Rev., 2004:84, 239–275. 73 Praca przeglądowa Endokrynol. Ped., 5/2006;2(15):9-15 [40] Glaser B., Thornton P., Otokonski T. et al.: Genetics of neonatal hyperinsulinism. Arch. Dis. Child. Fetal Neonatal. Ed., 2000: 82, F 79–F 86. [41] Polychronakos C., Kukuvitis A.: Parental genomic imprinting in endocrinopathies. Eur. J. Endocrinol., 2002:147, 561–569. [42] Ihara K., Miyako K., Ishimura M. et al.: A case of hyperinsulinism/hyperammonaemia syndrome with reduced carbamoylphosphate synthetase-1 activity in liver: a pitfall in enzymatic diagnosis for hyperammonaemia. J. Inherit. Metab. Dis., 2005: 28, 681–687. [43] de Lonlay-Debeney P., Poggi-Travert F., Fournet J.C. et al.: Clinical features of 52 neonates with hyperinsulinism. N. Engl. J. Med., 1999:340, 1169–1175. [44] Cretolle C., Fekete C.N., Jan D. et al.: Partial elective pancreatectomy is curative in focal form of permanent hyperinsulinemic hypoglycaemia in infancy: a report of 45 cases from 1983 to 2000. J. Pediatr. Surg., 2002:37, 155–158. [45] Low L.C., Yu E.C., Chow O.K. et al.: Hyperinsulinism in infancy. Aust. Paediatr. J., 1989:25, 174–177. [46] Hussain K., Bryan J., Christesen H.T. et al.: Serum glucagons counterregulatory hormonal response to hypoglycemia is blunted in congenital hyperinsulinism. Diabetes, 2005:54, 2946–2951. [47] Kubota A., Yonekura T., Usui N.: Two cases of persistent hyperinsulinemic hypoglycemia that showed spontaneous regression and maturation of the Langerhans islets. J. Pediatr. Surg., 2000:35, 1661–1662. [48] Ibanez M.V., Gussinyer M., Toran N. et al.: Pancreatectomy level in the persistent hyperinsulinic hypoglycemia. Cir. Pediatr., 2004:17, 12–16. 74