Profesor: Julio Sánchez Asignatura: Biología Alumna: Lucia Castro Álvarez Curso: 4º ESO C Nº: 9

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1 Profesor: Julio Sánchez Asignatura: Biología Alumna: Lucia Castro Álvarez Curso: 4º ESO C Nº: 9

2 INDICE 1.- Introducción - Notas previas - La fenilcetonuria - Asociaciones 2.- Notas previas 2.1 Qué es un gen? Cómo afecta en las enfermedades hereditarias? 2.2. Tipos de genes 2.3 Qué es la genética? 2.4 Qué son la genética molecular y la biología molecular? 2.5 Qué son las enfermedades hereditarias y genéticas? 3.- La fenilcetonuria 3.1 Qué es la fenilcetonuria? 3.2 Tratamiento a seguir 3.3 Qué puede pasar si no se trata? 3.4 Historia de la fenilcetonuria 4.- Asociaciones 4.1 De qué se encargan? 4.2 Con qué ayudas cuentan? 5.- Conclusiones 6.- Bibliografía - 2 -

3 1. Introducción En el desarrollo de este trabajo, voy a tratar de explicar una enfermedad hereditaria o genética que me interesa particularmente, llamada fenilcetonuria,; así como la forma de tratarla, prevenirla, su historia, Para poder entender bien todos los aspectos de esta enfermedad, o condición genética, voy a dar primero algunas notas previas y luego daré paso a desarrollar los puntos del tema en sí. A continuación voy a plantear los distintos puntos que voy a tratar: Notas previas - Qué es un gen? Cómo afecta en las enfermedades hereditarias? - Tipos de genes - Qué es la genética? - Qué son la genética molecular y la biología molecular? - Qué son las enfermedades hereditarias y genéticas? La fenilcetonuria - Qué es la fenilcetonuria? - Tratamiento a seguir - Qué puede pasar si no se trata? - Historia de la fenilcetonuria Asociaciones - De qué se encargan? - Con qué ayudas cuentan? - 3 -

4 2. Notas previas 2.1 Qué es un gen? Cómo afecta en las enfermedades hereditarias? Un gen es la unidad básica de herencia de los seres vivos. Desde el punto de vista molecular, un gen es una secuencia lineal de nucleótidos en la molécula de ADN, que contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolécula con función celular específica. Los organismos diploides disponen de dos juegos de cromosomas homólogos, cada uno de ellos proveniente de uno de los padres. Cada par de cromosomas tiene, pues, un par de copias de cada gen, una procedente de la madre y otra del padre. Los genes pueden aparecer en versiones diferentes, con variaciones pequeñas en su secuencia, denominadas alelos. Los alelos pueden ser dominantes o recesivos. Cuando una sola copia del alelo hace que se manifieste el rasgo fenotípico, el alelo es dominante. Cuando son precisas dos copias del alelo, el alelo es recesivo. 2.2 Tipos de genes La mayoría de los genes codifican proteínas, responsables de la mayor parte de las propiedades de un organismo. Para ello, la trascripción genera una molécula de ARN que posteriormente sufrirá traducción en los ribosomas, proceso por el cual se genera una proteína. Muchos genes se encuentran por regiones codificantes (exones) interrumpidas por regiones no codificantes (intrones) que son eliminadas en el procesamiento del ARN. La secuencia de bases presente en el ARN determina la secuencia de aminoácidos de la proteína por medio del código genético

5 Algunos genes han sufrido procesos de mutación u otros fenómenos de reorganización y han dejado de ser funcionales, pero persisten en los genomas de los seres vivos. Al dejar de tener función, se denominan pseudogenes, y pueden ser muy parecidos a otros genes del mismo organismo que sean funcionales. 2.3 Qué es la genética? La genética es el estudio de los patrones de herencia, del modo en que los rasgos y las características se transmiten de padres a hijos. Los genes se forman de segmentos de ADN, la molécula que codifica la información genética en las células. El ADN controla la estructura, la función y el comportamiento de las células y puede crear copias exactas (o casi) de sí mismo. La herencia y la variación constituyen la base de la genética. Los genes contienen la información necesaria para determinar la secuencia de aminoácidos de las proteínas. Éstas, a su vez, desempeñan una función importante en la determinación del fenotipo final, o apariencia física, del organismo. En los organismos diploides, un alelo dominante en uno de los cromosomas homólogos enmascara la expresión de un alelo recesivo en el otro. 2.4 Qué son la genética molecular y la biología molecular? La genética molecular es el campo de la biología que estudia la estructura y la función de los genes a nivel molecular. Un área importante dentro de la genética molecular es el uso de la información genética para determinar los patrones de descendencia y, por tanto, la correcta clasificación científica de los organismos, lo que se denomina sistemática molecular, mientras que al establecimiento de relaciones de parentesco se llama filogenia molecular. Gracias a esto se usa el método de huella genética

6 La biología molecular es el estudio de la vida a nivel molecular, la síntesis de proteínas, el metabolismo, y el cómo todas esas interacciones son reguladas para conseguir un afinado funcionamiento de la célula. 2.5 Qué son las enfermedades genéticas y hereditarias? Las enfermedades hereditarias son un conjunto de enfermedades genéticas caracterizadas por transmitirse de generación en generación, es decir, de padres a hijos, en la descendencia y que se pueden o no manifestar en algún momento de sus vidas. No se debe confundir enfermedad hereditaria con: * Enfermedad congénita: es aquella enfermedad que se adquiere con el nacimiento y se manifiesta desde el mismo. Puede ser producida por un trastorno durante el desarrollo embrionario o durante el parto. * Enfermedad genética: es aquella enfermedad producida por alteraciones en el ADN, pero que no tiene por qué haberse adquirido de los progenitores; así ocurre, por ejemplo, con la mayoría de los cánceres. Clasificación de las enfermedades hereditarias: Enfermedades monogénicas: son enfermedades hereditarias producidas por la mutación o alteración en la secuencia de ADN de un solo gen. También se llaman enfermedades hereditarias mendelianas, por transmitirse en la descendencia según las leyes de Mendel. Se conocen más de seis mil enfermedades hereditarias monogénicas, con una prevalencia de un caso por cada doscientos nacimientos

7 Ejemplos de enfermedades monogénicas: - Anemia falciforme - Fibrosis quística - Enfermedad de Batten - Enfermedad de Marfan - Enfermedad de Huntington - Hemocromatosis - Deficiencia de alfa-1 antitripsina - Distrofia muscular de Duchenne - Síndrome de cromosoma X frágil - Hemofilia A - Fenilcetonuria Las enfermedades monogénicas se transmiten según los patrones hereditarios mendelianos como: Enfermedad autosómica recesiva. Para que la enfermedad se manifestase, se necesitan dos copias el gen mutado en el genoma de la persona afectada, cuyos padres normalmente no padecen la enfermedad, pero portan cada uno una sola copia del gen mutado, por lo que pueden transmitirlo a la descendencia. La probabilidad de tener un hijo afectado por una sola copia del gen mutado es de un 25%. Enfermedad autosómica dominante. Sólo se necesita una copia mutada del gen para que la persona esté afectada por una enfermedad autonómica dominante. Normalmente uno de los dos progenitores de una persona afectada padece la enfermedad y estos progenitores tienen un 50% de probabilidad de transmitir el gen mutado a su descendencia, que padecerá la enfermedad

8 Enfermedad poligénica: Son un conjunto de enfermedades hereditarias producidas por la combinación de múltiples factores ambientales y mutaciones en varios genes, generalmente de diferentes cromosomas. También se llaman enfermedades multifactoriales. Debido a este conjunto de causas complejas, son mucho más difíciles de analizar que las enfermedades monogénicas o los trastornos cromosómicos. Algunas de las enfermedades crónicas más frecuentes son poligénicas, como por ejemplo: - Hipertensión arterial - Enfermedad de Alzheimer - Diabetes mellitus - Varios tipos de cáncer - La obesidad La herencia poligénica también se asocia a rasgos hereditarios tales como los patrones de la huella digital, altura, color de los ojos y color de la piel. Posiblemente la mayoría de las enfermedades son enfermedades multifactoriales, producidas por la combinación de trastornos genéticos que predisponen a una determinada susceptibilidad ante los agentes ambientales. Las enfermedades hereditarias son un conjunto de enfermedades dentro de las genéticas

9 3. Fenilcetonuria 3.1 Qué es la fenilcetonuria? La fenilcetonuria es una enfermedad genética que se conoce desde 1934, año en que fue descrita por el noruego Ivar Asbjorn Fölling. Es una enfermedad poco común por la cual el cuerpo no metaboliza apropiadamente un aminoácido esencial llamado fenilalanina. La fenilcetonuria es una enfermedad hereditaria, lo que significa que se transmite de padres a hijos. Ambos padres deben pasarle al niño el gen defectuoso para que resulte afectado con la enfermedad, lo que se conoce como rasgo autosómico recesivo

10 La fenilcetonuria consiste en que la persona afectada carece de una enzima denominada fenilalanina hidroxilasa, necesaria para descomponer la fenilalanina, uno de los ocho aminoácidos esenciales encontrados en los alimentos que contienen proteína. Sin la enzima, se presenta una acumulación en el cuerpo de altos niveles de fenilalanina y de dos sustancias estrechamente relacionadas con ésta. Estas sustancias son dañinas para el sistema nervioso central y ocasionan daño cerebral. Si no se evitan las proteínas que contienen fenilalanina, la fenilcetonuria puede llevar a que se presente retardo mental hacia el fin del primer año de vida. En niños mayores se pueden desarrollar trastornos en el movimiento e hiperactividad. La fenilalanina juega un papel en la producción de mielina, el pigmento responsable del color de la piel, los ojos y el pelo. Los niños con fenilcetonuria, normalmente tienen el pelo y la piel más claros que los hermanos no afectados por la enfermedad. Metabolismo de la fenilalanina

11 Los datos sobre la frecuencia de la fenilcetonuria en la población total de Europa y Norteamérica son exactamente iguales, entre dos y seis por cada cien mil habitantes. Donde se considera más frecuente esta enfermedad es en los países del norte de Europa, donde son más corrientes los matrimonios entre vecinos y familiares. El gen patológico es, al parecer, considerablemente más raro en las razas de color que en los indogermanos. En China no se ha dado hasta ahora ningún caso de enfermedad de este tipo. También entre los europeos de sur, los indios de América del norte y los gitanos, la enfermedad aparece en muy pocas ocasiones. 3.2 Tratamiento a seguir La fenilcetonuria es una enfermedad que se puede tratar y se puede detectar fácilmente con un examen de sangre simple. El examen generalmente se lleva a cabo con una punción en el talón poco después del nacimiento. El tratamiento comprende una dieta extremadamente baja en fenilalanina, especialmente cuando el niño está creciendo. Sin embargo, seguir la dieta estrictamente es difícil porque los productos bajos en fenilalanina a menudo tienen poco sabor. En el presente, una dieta que contiene una cantidad mínima de fenilalanina es el único tratamiento para la fenilcetonuria. Si la dieta es empezada muy temprano y si es seguida con mucho cuidado, el desarrollo del niño será normal en casi todos los casos. Algo de fenilalanina es necesaria para el crecimiento, demasiada puede ser peligrosa

12 La dieta se debe planear con cuidado para permitir suficiente felinalalanina para que el niño crezca normalmente, aunque no lo suficiente para producir los efectos peligrosos de la excesiva fenilalanina. Este balance entre demasiada y poca fenilalanina es diferente en cada niño, dependen de la severidad de la deficiencia de la enzima y la edad del niño, se determina a través de los análisis de sangre que miden la cantidad de fenilalanina en litro de sangre del niño. La dieta recetada es ajustada según el caso por su doctor y su nutricionista. Para la alimentación las personas con fenilcetonuria pueden tomar alimentos bajos en proteínas y fenilalanina, en cantidades medidas. Esto incluye la mayoría de las frutas y legumbres, algunos cereales y dulces, panes especiales, galletas y pastas. Todos los alimentos ricos en proteínas como la leche, la carne, los huevos y el queso, que contienen grandes cantidades de fenilalanina, deben ser eliminados completamente de la dieta o ser suministrados en cantidades proporcionales a la tolerancia de cada persona, que se calcula como he mencionado anteriormente. Es necesario seguir esta dieta con mucho cuidado, ya que mensualmente se realiza un examen de sangre para que la nutricionista controle si la dieta se está llevando a cabo correctamente en función de los niveles de fenilalanina en sangre. En función de estos exámenes y sus resultados, la nutricionista podrá imponer nuevos cambios en la dieta, (mayor cantidad de fenilalanina en la dieta, cambio de preparado hidrolítico) y para que estos sean válidos se debe llevar muy bien la dieta porque si no, puede provocar daños cerebrales. Para completar la dieta correctamente sin carencias de otros tipos de nutrientes que también contienen los alimentos de alto valor biológico y se pueda seguir un buen desarrollo, se toman preparados hidrolíticos, (hidrolizados de proteínas) que no son sencillos de generalizar; es decir, que un mismo preparado sirva para todos, ya que cada mutación es completamente distinta a las demás. Actualmente existen varios tratamientos experimentales pero uno de los que más eficacia está teniendo es la tetrahidrobiopterina (BH4) se ha utilizado en casos leves como tratamiento experimental que consiste en tomar suplementos para

13 reemplazar los ácidos grasos de cadena larga faltantes de una dieta estándar libre de fenilalanina. El resultado esperado es muy alentador si la dieta se sigue estrictamente, comenzando poco después del nacimiento; pero si el tratamiento se comienza después de los 3 años, o el trastorno permanece sin ser tratado, se presentará daño cerebral Qué puede pasar si no se trata? El fenilpiruvato es un neurotóxico que afecta gravemente al cerebro durante el crecimiento y el desarrollo. Los efectos de la acumulación de este neurotóxico causan oligofrenia fenilpirúvica, caracterizada por un cociente intelectual inferior a 20. Los primeros meses de vida, los niños que padecen esta enfermedad parecen estar sanos. Entre los tres y los seis meses pierden el interés por el entorno, y al año se evidencia un retraso importante en su desarrollo. Por lo general, su desarrollo físico es bueno. Si la afección se deja sin tratamiento o si no se evitan los alimentos que contienen fenilalanina, se puede detectar un olor similar al del ratón en el aliento, la piel y la orina. Este olor inusual se debe a la acumulación de sustancias de fenilalanina en el cuerpo (ácidos orgánicos). En el caso de que no se trate los síntomas que se presentan son los siguientes: - Erupción cutánea (eczema) - Microcefalia - Temblores - Movimientos espasmódicos de brazos y piernas - Postura inusual de las manos - Convulsiones - Hiperactividad - Retardo de las habilidades mentales y sociales - Retardo mental

14 - Un olor distintivo de ratón en la orina, el aliento y el sudor - Cutis, cabello y ojos de color claro - Cuadros psicóticos de tipo autista - Síndrome de West 3.4. Historia de la fenilcetonuria. Fue en 1934 cuando Fölling realiza la descripción de una enfermedad que causaba un grave daño cerebral, en la que estaba implicada una sustancia originaria de las proteínas denominada fenilalanina; la denominó imbecillitas phenylpyuruvica u oligofrenia fenilpirúvica, también conocida como enfermedad de Fölling. Tres años más tarde, Penrose y Quastel sugieren que se denomine a esta enfermedad fenilcetonuria nombre con el que se conoce hoy en día. En 1947 Jervis observó que cuando se daba fenilalanina a individuos sanos, en éstos se producía un aumento de otra sustancia llamada Tirosina. Pero cuando suministraba fenilalanina a individuos fenilcetonúricos no presentaban tal elevación. Tras varios años de investigación Jervis concluyó finalmente que en la enfermedad conocida como fenilcetonuria se produce un fallo en la transformación de la fenilalanina en tirosina y que dicha transformación en los individuos sanos tiene lugar en el hígado. Los avances en el tratamiento de la enfermedad no se iniciaron hasta 1953 cuando Bickel publica sus primeros trabajos en los que demuestra la efectividad de una dieta especial restringida en fenilalanina para el tratamiento de la fenilcetonuria

15 En 1983, Woo aísla e identifica por primera vez el gen donde se dan las instrucciones para la fabricación de la fenilalanina hidroxilasa, responsable de la enfermedad. Biosíntesis de neurotransmisores de la tirosina Aminoácido: Fenilalanina

16 4. Asociaciones 4.1. De qué se encargan? Para las Asociaciones de Fenilcetonúricos de España (PKU y OTM), sus objetivos prioritarios son, ante todo, proporcionar apoyo moral y económico a las familias; además de trabajar para obtener alimentos dietéticos especiales, conseguir mayores facilidades para el tratamiento dietético (ya que en un principio las familias tenían que abonar el 40% del importe del producto), proporcionar formación sobre nutrición y cocina, con el fin de que los padres puedan hacer frente a las exigencias de una nutrición totalmente diferente. Las asociaciones pusieron en marcha talleres de cocina para enseñar a cocinar (hacer pan, galletas, platos que pudieran gustar a los niños, aunque fueran básicamente vegetarianos), y tuvieron que echar mucha imaginación a esta nueva cocina sin huevos, carne, pescado, leche o derivados lácteos. Para todo esto fue necesario gestionar una autorización especial con el Servicio de Aduanas a fin de poder importar los alimentos especiales de Francia, la fuente de suministro más próxima, para poder adquirir algo tan básico como harina, galletas, macarrones, espaguetis, sopa, etc. Las asociaciones celebran Congresos Europeos donde se reúnen padres y madres, afectados, médicos, psicólogos y bioquímicos. A nivel español, además de reuniones cada dos años en diferentes provincias, realizan una semana de jornadas con los jóvenes a partir de 15 años donde les enseñan a cocinar, hablan de sus problemas con los psicólogos y aprenden más de su enfermedad con los especialistas que acuden de una forma totalmente desinteresada. Y algo muy importante: éstos jóvenes aprenden a ser autónomos y, sobre todo, ven que hay más jóvenes como ellos y por lo tanto no se sienten bichos raros

17 4.2. Con qué ayudas cuentan? Éstas asociaciones fueron creciendo y consolidándose a medida que pasaron los años, con el apoyo de muchas personas que colaboraron con ellas. Por una parte, los médicos que hacen el seguimiento de estos niños y niñas enseñaron a hacer cálculos nutricionales; algo que parece tan sencillo y que sin embargo se complica tanto a la hora de valorar una dieta pobre en fenilalanina y por consiguiente en proteínas. Otras personas ajenas a estas asociaciones ayudaron económicamente cuando aún no disponían de subvención alguna por parte de la Administración. A día de hoy, algunas de las asociaciones y con muchas dificultades, han llegado a obtener ayudas de la Administración del Estado, de las Comunidades Autónomas e incluso de Fundaciones Privadas, por medio de subvenciones, siendo muy variable en cada una de ellas. Además los asociados y familiares de afectados pagan una cuota mensual, que sirve para sostener alguna de las actividades descritas en el párrafo anterior

18 5. Conclusiones Mi interés por realizar el trabajo sobre esta enfermedad, es que yo misma la padezco. Tal es así que me ha servido para, en algunos puntos, emplear mis propias experiencias para redactar el trabajo; y otros muchos (como la historia de la fenilcetonuria) me han servido para aprender más acerca de ello. He de decir, que siempre he sabido el retardo mental que surgiría si dejaba de lado mi dieta y mi medicación (gracias a la dedicación y educación recibida por mis padres), pero desconocía lo del olor a ratón y todos los demás síntomas. Gracias a todas las investigaciones y descubrimientos y avances en el diagnostico y posterior implantación de la dieta, hoy por hoy, es una enfermedad que, a menos que yo lo diga, nadie puede saber que la padezco. Aún así, hay situaciones en las que me resulta un poco embarazoso (debido a mi edad, ya que antes no me pasaba y espero que según vaya abandonando la adolescencia vuelva a vivirlo con naturalidad), explicar porqué no puedo tomar eso o aquello y porqué debo tomar esa medicina y para qué. Por lo demás, no se lleva mal ya que no me impide hacer ninguna de las cosas que me gustan y el único obstáculo es a la hora de comer; pero como estoy acostumbrada desde siempre no echo nada en falta porque nunca lo he tomado y las veces que lo he probado, hay muchas cosas que no me gustan por falta de costumbre a determinados sabores. Además en esta sociedad en la que vivimos, concretamente en la cultura española, las relaciones sociales se entablan alrededor de una mesa; bien comiendo, bebiendo, etc. Para mí, como buena española, participar de este ritual con las restricciones de las que ya he hablado es necesario y agradable pero sin tener demasiada relevancia ni importancia en mi vida

19 6. Bibliografía Para realizar este trabajo he consultado las siguientes páginas web: