Canine phosphofructokinase deficiency test
Аббревиатура	PFK
Ген	PFKM
Мутация	c.2228G>A
Тип наследования	Аутосомно-рецессивный
Породы	Американский кокер-спаниель, Английский кокер-спаниель, Английский спрингер-спаниель, Немецкий вахтельхунд, Уиппет
Стоимость, руб	1500

Описание заболевания

Фосфофруктокиназа (PFK) является ключевым ферментом гликолиза. Фосфофруктокиназа ингибируется АТФ и стимулируется АМФ. При увеличении отношения АТФ/ АМФ активность фосфофруктокиназы угнетается и гликолиз замедляется. Напротив, при снижении этого коэффициента интенсивность гликолиза повышается. Так, в неработающей мышце концентрация АТФ относительно высокая, соответственно активность фосфофруктокиназы низкая. Во время работы мышцы происходит интенсивное потребление АТФ и активность фосфофруктокиназы повышается, что приводит к усилению процесса гликолиза [1]. Эритроцит во время анаэробного гликолиза генерирует энергию в виде АТФ, которая необходима для различных функций эритроцитов, включая поддержание формы, транспорт ионов и других молекул, а также синтез глутатиона. Дефекты пируваткиназы (PK) и фосфофруктокиназы (PFK), ключевых регуляторных ферментов анаэробного гликолиза, приводят к нарушению выработки АТФ и сокращению выживаемости эритроцитов [2].

Клинические признаки

Дефицит PFK приводит к гликолитической блокаде, а далее к снижению концентрации АТФ и 2,3-дифосфоглицерата (2,3 DPG). Это, в свою очередь, приводит к увеличению сродства гемоглобина (HGB) к кислороду и к относительной тканевой гипоксии, в результате чего увеличивается эритропоэз, даже при нормальном гематокрите (HCT) [2]. 

Помимо стойкой компенсированной гемолитической анемии, у собак с дефицитом PFK (но не у людей) можно наблюдать эпизоды внутрисосудистого гемолиза после периодов алкалемии, вызванной гипервентиляцией из-за низких концентраций DPG (одышка во время волнения, чрезмерный лай, высокие температуры окружающей среды и тяжелые физические нагрузки могут вызвать гипервентиляцию у собак) [2].

Помимо гематологических изменений у собак можно отметить легкую метаболическую миопатию, связанную с нагрузкой и с различной по степени мышечной атрофией. Однако мышечные спазмы и тяжелая прогрессирующая миопатия возникают редко. У Уиппетов развивается более тяжелая миопатия, аналогичная тем, которую можно наблюдать у людей с дефицитом PFK. Однако, Английский кокер-спаниель и Английский спрингер-спаниель с дефицитом PFK обычно имеют относительно легкие признаки данного заболевания [2]. 

Помимо вышеперечисленного у собак с PFK может развиться гепатоспленомегалия, можно наблюдать увеличение содержания железа в организме, о чем свидетельствуют повышенная концентрация ферритина в сыворотке крови и гемосидероз печени [2].

Признаки включают мышечные судороги, непереносимость физических упражнений и небольшое повышение уровня креатинкиназы. У больных собак также можно наблюдать гемолитический криз с гемоглобинурией и билирубинурией после чрезмерного возбуждения, физических упражнений или гипертермии. Во время криза у собаки может развиться тяжелая анемия, желтуха, лихорадка, вялость и анорексия. Анемия носит регенеративный характер и обычно проходит в течение нескольких дней [2]. 

Животные гомозиготы по мутации имеют нормальную продолжительность жизни, у них наблюдается стойкая билирубинурия, ретикулоцитоз, легкое или умеренное повышение активности креатинкиназы в сыворотке крови и иногда гиперкалиемия. Сообщалось также о вариабельной мышечной атрофии, гепатоспленомегалии и увеличении общих запасов железа в организме [2].

Лечения данного заболевания не существует.

Варианты генотипа

Результат	Расшифровка
N/N	Гомозигота по аллели нормального типа (обе копии гена PFKM не содержат мутации c.2228G>A)
N/PFK	Гетерозигота по аллели мутантного типа (одна из копий гена PFKM содержит мутацию c.2228G>A)
PFK/PFK	Гомозигота по аллели мутантного типа (обе копии гена PFKM содержат мутацию c.2228G>A)

Данный тест позволяет выявить мутацию c.2228G>A в гене PFKM, ассоциированную c недостаточностью фермента фосфофруктокиназы у спаниелей и родственных им пород, как описано Smith et al., 1996.

Животные, у которых обе копии гена PFKM содержат мутацию, страдают нарушением энергетического обмена в организме вследствие дефицита фермента фосфофруктокиназы. Наличие мутации только в одной из двух копий гена PFKM не приводит к развитию заболевания, однако такое животное может передавать данный генетический дефект потомству. 

---

References

1. Емельянов, В. В. Биохимия : [учеб. пособие] / В. В. Емельянов, Н. Е. Максимова, Н. Н. Мочульская ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2016, с. 51.

2. Gerber K, Harvey JW, D'Agorne S, Wood J, Giger U. Hemolysis, myopathy, and cardiac disease associated with hereditary phosphofructokinase deficiency in two Whippets. Vet Clin Pathol. 2009 Mar;38(1):46-51. doi: 10.1111/j.1939-165X.2008.00089.x. Epub 2008 Oct 28. PMID: 19228357; PMCID: PMC2692053.