Bất thường của của các hệ thống vận chuyển - Rối loạn chuyển hóa Sự vận chuyển hiệu quả của các phân tử giữa các bào quan trong tế bào và giữa tế bào với môi trường chung quanh thông qua các màng ngăn thường đòi hỏi sự có mặt của các đại phân tử đóng vai trò nối kết giữa các thành phần liên quan lại với nhau và đóng vai trò trung gian trong việc vận chuyển qua các màng đó. Những bất thường trong các hệ thống vận chuyển này sẽ gây ra vô số hậu quả khác nhau, tùy thuộc vào việc chúng đã làm các màng ngăn này đã bị thay đổi như thế nào hoặc sự tích lũy của các cơ chất đã ảnh hưởng như thế nào đến các hoạt động sinh lý bình thường của màng. Sự vận chuyển bất thường của cystine: bệnh cystine niệu (cystinuria) Cystine là một dẫn suất disulfide của amino acid cysteine. Sự vận chuyển bất thường của cysteine có thể gây ra hai bệnh cystinuria (cystine niệu) và bệnh cystinosis (nhiễm cystine), cả hai loại bệnh này đều di truyền theo kiểu gen lặn NST thường. Sự vận chuyển bất thường của cystine giữa tế bào và dịch ngoại bào gậy ra bệnh cystinuria, một trong những bệnh chuyển hóa di truyền phổ biến nhất. Mặc dù đây là một bệnh gây chết nhưng thường không gây chết sớm. Bệnh cystinuria là một bệnh di truyền dị nguyên (heterogeneous) gây ra bởi một khiếm khuyết của quá trình vận chuyển amino acid dibasic (dibasic: có hai nguyên tử hydrogen có thể thay thế được) ở các tế bào biểu mô dạ dày - ruột và các ống thận. Do khiếm khuyết này mà cystine, lysine, arginine, và ornithine được bài tiết trong nước tiểu với số lượng cao hơn bình thường. Cystine là loại amino acid không tan nhất trong nước, vì vậy sự gia tăng cystine trong nước tiểu dẫn đến việc hình thành sỏi thận. Tình trạng này sẽ dẫn đến các biến chứng nhiễm trùng, cao huyết áp và suy thận. Việc điều trị bệnh cystinuria bao gồm việc giảm sản xuất và bài tiết cystine, làm thay đổi khả năng hòa tan của cystine và chuyển cystine thành một phức hợp có khả năng hòa tan cao hơn. Bất thường trong các quá trình sản xuất năng lượng Năng lượng cần cho hoạt động sống của tế bào được sản xuất từ nhiều cơ chất khác nhau như glucose, các ketone, các amino acid và các acid béo. Quá trình chuyển hóa các cơ chất này đòi hỏi cắt dần chúng thành những phân tử nhỏ hơn (qua các quá trình như chu trình citric acid hay beta oxy hóa) cùng với việc chuyển các ion hydrogen qua hệ thống phosphoryl oxy hóa (oxidative phosphorilation: OXPHOS). Một vài cơ chất được chuyển hóa theo con đường kỵ khí. Trên 20 loại rối loạn khác nhau liên quan tới các khuyết tật của hệ thống OXPHOS gây ra do các đột biến thay, thêm hoặc mất nucleotide trong genome của ty thể và được di truyển theo dòng mẹ (maternal inheritance). Tuy nhiên các gene trong nhân có thể gây mất đoạn mtDNA đã được phân lập và chúng được di truyền theo kiểu gene lặn trên NST thường. Đột biến của các gene ảnh hưởng đến hệ OXPHOS gây ra những biểu hiện kiểu hình phức tạp như là kết quả của sự khác biệt trong như cầu chuyển hóa ở các tổ chức khác nhau và các hệ thống khác nhau ở các giai đoạn phát triển khác nhau. Bất thường của các con đường giáng hóa (degradative pathway) Hầu hết các phân tử sinh học đều liên tục được hoàn hồi trong quá trình chuyển hóa bình thường của một tế bào. Các phân tử bị giáng hóa để tạo ra các cơ chất dùng cho việc kiến tạo nên các phân tử mới. Hơn nữa các phó phẩm (by-product) của các quá trình sản sinh năng lượng, chuyển đổi của các cơ chất và đồng hóa cần phải được xử lí và loại thải. Những sai sót trong các con đường giáng hóa này có thể dẫn đến tích lũy các chất chuyển hóa mà lẽ ra đã được loại thải hoặc hoàn hồi và gây ra các hậu quả bệnh lý. Rối loạn tồn trữ ở lysosome Các rối loạn tồn trữ ở lysosome là những khuyết tật chuyển hóa bẩm sinh điển hình. Bệnh xảy ra do kết quả của sự tích lũy các cơ chất. Các enzyme trong các lysosome xúc tác cho quá trình giáng hoá bậc thang của các sphingolipid, glycosaminoglycan (mucopolysaccharide), glycoprotein và glycolipid. Sự tích lũy các phân tử không bị giáng hóa sẽ làm rối loạn chức năng của tế bào, mô và cơ quan. Hầu hết các rối loạn của lysosome gây ra do khiếm khuyết của các enzyme. Mặc dù một số trường hợp xảy ra do sự bất hoạt khả năng hoạt hóa một enzyme hoặc vận chuyển một enzyme tới một cấu phần ở dưới mức tế bào (sub-cellular compartment) mà ở đó nó có thể thực hiện chức năng một cách chính xác. Các rối loạn chuyển hóa mucopolysaccharidose (muco-polysaccha- ridoses : MPS disorders) là một nhóm các rối loạn gây ra do giảm khả năng giáng hóa của một hoặc vài glycosaminoglycan (như dermatan sulfate, heparan sulfate, keratan sulfate and chondroitin sulfate). Các glycosaminoglycan này là các sản phẩm thoái hoá của các proteoglycan được thấy trong dịch ngoại bào. Tất cả các rối loạn MPS được đặc trưng bởi sự hư hỏng tiến triển và mãn tính của nhiều hệ thống gây ra những rối loạn chức năng nghe, nhìn, khớp, và hệ tim mạch. . Bất thường của của các hệ thống vận chuyển - Rối loạn chuyển hóa Sự vận chuyển hiệu quả của các phân tử giữa các bào quan trong tế bào và giữa tế bào. đến các hoạt động sinh lý bình thường của màng. Sự vận chuyển bất thường của cystine: bệnh cystine niệu (cystinuria) Cystine là một dẫn suất disulfide của amino acid cysteine. Sự vận chuyển bất. thường. Đột biến của các gene ảnh hưởng đến hệ OXPHOS gây ra những biểu hiện kiểu hình phức tạp như là kết quả của sự khác biệt trong như cầu chuyển hóa ở các tổ chức khác nhau và các hệ thống