정의
지방산 대사는 사립체에서 에너지 생성에 중요한 역할을 합니다. 장기간금식을 하면 지방산은 간에서 산화돼 케톤을 합성하고, 근육에서 산화돼 사람의 체내에서 필요로 하는 에너지의약 80%를 제공합니다. 운동을 지속적으로 오래 하는 경우에도지방산은 심장이나 골격근의 필수 에너지원입니다.
유리 지방산은 지방 조직에 축적된 트라이글리세라이드로부터 유리되며, 알부민과결합해 체내에서 순환합니다. 포도당의 소모 없이 몸 안의 단백질을 포도당으로 바꾸지 않고 근육 등 말초조직에서 유리 지방산이 이산화탄소와 물로 산화됩니다.
간에서는 지방산이 산화돼 당을 만들거나 요소를 만드는 데 필요한 에너지를 공급합니다. 간에서는 또 지방산을 이용해 케톤을 합성하고, 뇌에서는 케톤으로부터에너지를 받아 소모하며, 이를 통해 포도당 이용도를 감소시킵니다.
지방산 대사와 관련해 22가지 이상의 유전성 대사 질병들이 알려져있습니다. 이들 질병은 대부분 급성으로 오고 생명을 위협하는 정도의 저케톤증, 저혈당, 혼수 등을 동반합니다. 이런위험한 양상은 금식으로 인해 촉발됩니다.
또한 이 질병의 양상은 만성적인 골격근 약화나 격렬한 운동 후 급성으로 미오글로빈을 오줌으로 배출하는 증상등을 나타내기도 합니다. 일반적으로 지방산 산화 대사장애 질병의 진단은 쉽지 않습니다. 이는 장기간 금식을 하지 않는 한 환자는 외관상 건강하게 보이기 때문입니다.
원인
MCAD는 상염색체 열성 유전병입니다. 이는 양쪽 부모가 모두 비정상적 유전자를 가지고 있는 보인자인 경우 부모로부터 하나씩 물려받아야 한다는 것을의미합니다. 그러나 MCAD는 이와 다르게 한 부모로부터물려받는 경우가 많습니다. 백인 환자의 90%가 단일 A985G 돌연변이에 대해 동형 접합체를 가지고 있으며, 매우 특이하게동질적인 유전적 양상을 보입니다. 즉 한 부모의 돌연변이가 있어도 자녀에게 발병할 수 있게 됩니다.
증상
지방산 대사 장애로 인한 질병들은 대부분 유사한 임상적 증상을 나타냅니다.아실 조효소A 탈수소효소 결핍증(MCAD)은주로 간질환이 주 증상이며, 골격이나 근육병은 수반되지 않습니다. 환자들은오랜 금식으로 간과 관련한 증상이 나타나기 전까지는 지극히 정상적으로 보입니다. 감염으로 정상수유를못한 것과 같은 경우가 발생하면 질병이 촉발돼 환자를 발견하기도 합니다.
이는 수유 간격이 멀어지면서 금식을 하는 것과 같은 효과를 낸다는 단순한 원인에 의합니다. 첫 증상이 발현되는 시기는 전형적으로 생후 3~24개월입니다. 이때는 야간 수유를 끝낸 이후의 금식기간이 길어서 질병을 촉발하는 경우가 많습니다. 질병 발생률은 유년기 이후 감소합니다. 체중이 증가함에 따라 금식에대한 내성이 생기기 때문입니다.
보통 환자는 금식 시작 후 12~14시간 동안은 특별한 임상적증상을 나타나지 않습니다. 지방 분해 과정과 지방산 산화 과정이 아직 활성화되지 않았기 때문입니다. 그러나 금식이 16시간 정도 지나면 혈장 내 유리 지방산 농도가급격히 증가하고 케톤의 농도가 매우 낮아지는 비정상적인 지방산 대사를 보이게 되며, 곧이어 저혈당증으로빠지는 것을 관찰할 수 있습니다.
이는 지방을 산화시켜 에너지로 전환해 사용할 수 없게 돼 포도당을 과도하게 소모했기 때문입니다. 혈장 내 지방산 농도가 증가하면 그 독성으로 인해 무기력해지거나 기면, 오심등 심각한 증상을 보입니다.
MCAD가 급성으로 진행되는 경우는 힘이 없이 처지면서 오심, 구토를 하다가 이런 상황이 급속히 진행돼 1~2시간 이내에 혼수상태에빠집니다. 이들 환자는 발작이 일어날 수도 있으며, 심폐정지로 인해 갑작스럽게 사망할 수 있습니다. 뇌부종으로 인해 뇌가 영구적으로 손상될 수도 있습니다.
처음에는 MCAD 환자를 임상적으로 정확히 진단하기 어렵기 때문에증상이 처음 발현되면 레이 증후군, 유아돌연사 증후근 또는 기타 질병으로 오진하기 쉽습니다. MCAD가 급성으로 진행될 때는 간 비대를 보이거나 치료하기 시작한 처음24시간 이내에도 간 비대를 보일 수 있습니다.
진단
사립체에서 일어나는 지방산 산화 및 케톤 생성 과정과 관련된 질병들은 직접적 원인을 제공한 세포의 부위가어디냐에 따라 상당히 영향을 받습니다. 최근에는 지방산 산화 대사 장애로 인한 질병들을 진단, 검사하는 방법으로 이중 질량분광분석기를 이용한 탠덤매스 검사와 같은 정교한 방법으로 혈장이나 소변 중의 아실카니틴농도를 측정함으로써 한결 쉽게 활용할 수 있습니다.
◇ 아실카니틴(소변, 혈장, 혈액여지) : 지방산 대사이상 질병은 이중 질량분광분석기를 이용한혈장이나 소변 중의 아실카니틴 프로파일로 검출될 수 있다. 이중 질량 분광분석기를 이용한 검사는 매우소량의 혈장이나 혈액여지로도 검사가 가능합니다.
◇ 총 카르니틴 농도(혈장, 조직) : 대부분의 환자에게서 혈장과 조직 내 카니틴 농도가 증가하거나 감소한다는 점은 지방산 대사이상 질병의 매우특징적인 점입니다.
◇ 유기산 분석(소변) : 지방산산화 대사이상 질병을 앓고 있는 환자도 회복기에 있을 때는 소변 중의 유기산 농도가 대개 정상입니다. 다만오랫동안 금식 중이거나 임상 증상이 심한 경우 소변 중 유기산 검사에서 중쇄 디카르복실산의 농도 증가와 케톤의 감소를 관찰할 수 있습니다. MCAD에서는 배출되는 디카르복실산의 양이 건강한 어린이가 금식했을 때 배출되는 양보다 2~5배 높습니다.
◇ 아실글라이신 분석(소변): 동위원소 희석-질량 분석기를 이용한 정량분석에서 임의로 소변을 채취해 검사하는 경우에도 MCAD를 진단할 수 있는 매우 특수한 방법입니다.
◇ 혈장 중 지방산 : MCAD에서 두 가지 중쇄지방산인 옥타논산과시스4데센산이 증가하는 것이 확인됐습니다. 이는 진단에 활용됩니다. 이 두 가지 지방산의 혈장 내 농도는 금식 중에 특히 증가합니다.
◇ 조직 검사 : 환자의 조직 내에 트라이글리세라이드가 방울처럼뭉쳐 있는 것이 관찰된다면 이는 지방산 산화 과정에 결손이 있음을 확인시켜 주는 중요한 단서가 될 수 있습니다.
◇ 효소 분석 : 지방산 산화 경로의 특정 단계에 결손이 있는지를알기 위해 세포를 직접 배양하는 방법이 선호됩니다. 이 방법은 널리 사용되고 있지 않지만 효소 결핍이있는 바로 그 부위를 정확히 확인하기 위한 확진을 위해 사용됩니다.
치료
신속한 진단과 치료는 매우 양호한 예후를 보입니다. 조기에 발견하지못했거나 적절한 식이 및 치료가 없으면 환자의 약 25%가 단 한 번의 발병으로도 갑자기 사망합니다. 지방산 산화 대사이상 질병의 증상 가운데 가장 치명적인 것은 간과 관련됩니다.
이 때문에 이의 치료는 매우 중요합니다. 금식으로 유발된 혼수상태에서는사망 가능성이나 혼수가 장기간 지속될 위험이 있지만 그렇다고 해도 조기 진단과 치료는 대부분의 환자에게 예후가 매우 좋습니다. 치료에서 가장 역점을 두는 것은 금식으로 인한 스트레스를 최소화하기 위해 식이를 조절함으로써 반복적인 재발을예방하는 것입니다.
◇ 급성 질병의 치료 : 지방산 산화 장애 질병이 있는 환자가 급성으로 증상을 나타내는 경우에는 즉시 포도당을 정맥 안으로 투여해야합니다. 지체하면 갑작스럽게 사망하거나 영구적으로 뇌가 손상될 수 있습니다.
포도당을 충분히 투여하면 간과 근육에서 지방산 산화의 필요성을 줄일 수 있고, 지방 조직의 분해를 방지할 수 있는 정도로 인슐린의 분비를 자극할 수 있습니다. 포도당 농도를 정상치보다 높게 유지하기 위해 (보통 사용되는 5% 용액이 아닌) 10% 포도당 용액이 혈장 안으로 주입돼야 합니다.
◇ 장기간의 식이 치료 : 장기간의 치료에서 중요한 것은 지방산을 연료로 사용할 수밖에 없는 상황을 피하는 것, 즉 금식을 하지 않는 것이 필수적입니다. 취침 후에도 12시간 이상 금식이 되지 않도록 환자는 취침하기 전에 탄수화물을 섭취해야 합니다. 연이은 발병으로 식욕이 감소한 때는 특히 밤새 탄수화물을 조금씩 더 섭취하도록 주의해야 합니다. 취침하기 전에 섭취하는 날 옥수수전분은 포도당을 서서히 방출시켜 치료에 도움을 줍니다.
◇ 카니틴 치료 : 카니틴을 구강 투여하면 혈장 내 카니틴 농도가 매우 떨어져 있다가 정상 수준으로 회복되며, 간의 카니틴 농도도 정상화됩니다.
