background image

 

 

 

 

Dr. Mushtak Gherbawe 

Lec. 2 

METABOLIC

 

DISORDERS

 

Wed

   

17 / 12 / 2014 

 

 

Published  by : Ali Kareem 

2014 – 2015  

 

 مكتب اشور لالستنساخ

 

 


background image

Porphyrias 

The porphyrias are group of metabolic disorders, resulting from the 
deficiency of a specific enzyme in the heme biosynthetic pathway 
leading to overproduction of intermediates to an abnormally high level 
leading to a disease. 
 
Heme 
It is the prosthetic group ( nonprotein component of a conjugated 
protein
) of: Hemoglobin, Myoglobin, and the cytochromes. 

 
 
 
 

 

 

 
 
 
 
 


background image

They are commonly categorized as either 
 
� Hepatic or Erythropoietic, depending on the site of excess porphyrin 
Production 
 
� Acute or Cutaneous : according to their clinical manifestations. 
 
1.Hepatic 
 
They are six, three of the six present with acute porphyrias and they are 
 
1-Acute intermittent porphyria (AIP), 
 
2-Hereditary coproporphyria (HCP), 
 
3-ALA-dehydratase porphyria (ADP) 
 
present during adult life
 
� The fourth hepatic is, (4)-porphyria cutanea tarda (PCT), presents with 
cutaneous photosensitivity, and blistering skin lesions. 
 
� The fifth and sixth (5)-hereditary coproporphyria and (6)-variegate 
porphyria can present with either symptom pattern or with a mixed 
picture. 
 
2.Erythropoietic porphyrias 
 
Congenital erythropoietic porphyria (CEP) and erythropoietic 
protoporphyria (EPP), present with cutaneous photosensitivity, and 
usually at birth or in early
 childhood. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

 

The Acute Porphyrias (relapsing and remitting) 

� Present with acute attacks of neurologic manifestations (neurovisceral) 
in the 
form of: 
� Abdominal , mental, and neurologic symptoms. 
 
� They are typically triggered by drugs and other exogenous factors, 
Present during adult life 

 
 

The Cutaneous Porphyrias (Photosensitive skin manifestations) 

 

� Due to excess production and accumulation of porphyrins in the skin. 
 
� These porphyrins are activated by long-wave ultraviolet light (UVA) with 
generation of oxygen radicals that damage the skin. Leading to: 
� Pain, erythema, bullae, erosions, hirsutism and hyperpigmentation , 
that occur predominantly on areas of the skin that are exposed to 
sunlight. 
 
� They usually present at birth or in early childhood
 

Porphyria Cutanea Tarda (PCT) 

Hepatic Porphyria, it is either sporadic or AD inheritance with cutaneous 
photosensitivity 
manifestation. 
 
It is the most common porphyria due to deficiency of uroporphyrinogen 
decarboxylase (UROD), and can be either: 
Sporadic (80%) (type 1) or 
 
Familial (20%) (type 2) 
 
CLINICAL FEATURES 
 
Blistering skin lesions that appear most commonly on the backs of the 
hands. May also occur on the forearms, face, legs, and feet (sun exposed 
areas). These rupture and crust over, leaving areas of atrophy and scarring 
lesions. Skin friability and small white papules termed milia are common, 
Hypertrichosis and hyperpigmentation, especially of the face, are especially 


background image

troublesome in women. Occasionally, the skin over sun-exposed areas 
becomes severely thickened, with scarring and calcification that resembles 
systemic sclerosis. 
Neurologic features are absent. 
 
Causes 
 
Enzyme defects mentioned or risk factors that can both cause and 
exacerbate the disease as alcohol, excess ironHFE gene defect( 
hemochromatosis)i.e. iron overload disorder (common to occur in PCT) and 
Hepatitis C virus …etc (all decrease hepcidin production by hepatocytes), 
leading to increase iron absorption and deposition in the liver, causing 
oxidative damage to liver cells, resulting in oxidized uroporphyrinogen that 
inhibit the activity of hepatic UROD. It is also increase the uptake of iron in 
liver cells, leading to further oxidation of uroporphyrinogen by therelease of 
activated oxygen radicals. 
 
Diagnosis 
 
Uroporphyrin and heptacarboxyl porphyrin in urine is diagnostic. 
Increased isocoproporphyrin in feces confirm diagnosis. 
 
Treatment 
Patients are advised to discontinue alcohol, estrogens, iron supplements, 
or other contributing factors. 
 
A course of phlebotomies is the preferred treatment. Because iron stores 
in PCT are not markedly increased, removal of only 5 to 8 units of blood at 
1- to 2-week intervals is usually sufficient. 
 
A course of low-dose chloroquine or hydroxychloroquine is usually effective 
when repeated phlebotomies are contraindicated. 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

Acute intermittent Porphyria 

It is a hepatic porphyria with autosomal dominant inheritance
Common in Scandinavia and Great Britain (North Europe). 
2

nd 

most common porphyria. 

 
Pathophysiology 
The disorder remains asymptomatic in the great majority prior to 
puberty
. It present in conditions that increase need of heme synthesis 
in the liver 
and the specific enzyme cannot meet the demand. 
 
Common precipitating factors include: 
 
Endogenous and exogenous steroids, certain drugs, alcohol ingestion, 
 
Low-calorie diets, usually instituted for weight loss,Infections, Surgery. 
 
 
 
The fact that AIP is almost always latent before puberty suggests that : 
Adult levels of steroid hormones are important for clinical expression. 
 
Symptoms are more common in women, suggesting a role for estrogens or 
progestin. 
Acute porphyrias are sometimes exacerbated by exogenous steroids, 
including oral contraceptive preparations containing progestin 
 
Increased carbohydrate intake can ameliorate attacks. 
 
Clinical Manifestations 
 
Abdominal pain, the most common symptom cramping. Ileus, abdominal 
distention, nausea, vomiting, constipation are common. 
 
Abdominal tenderness, fever, and leukocytosis are usually absent 
because the symptoms are neurologic rather than inflammatory. 
 
Sensory loss; dysuria; and urinary retention are characteristic. 
 


background image

Tachycardia, hypertension, restlessness, tremors, and excess sweating are 
due to sympathetic overactivity. 
 
Mental symptoms such as anxiety, insomnia, depression, hallucinations, 
and paranoia can occur. 
 
Seizures can be due to neurologic effects or to hyponatraemia. Treatment 
of seizures is difficult because most antiseizure drugs can exacerbate AIP 
(clonazepam may be safe). 

 

Hyponatremia results from hypothalamic involvement and SI ADH or 
from electrolyte depletion due to vomiting, diarrheapoor intake, or 
excess renal sodium loss. 
 
When an attack resolves, abdominal pain may disappear within hours, and 
paresis begins to improve within days and may continue to improve over 
several years. 
 
DIAGNOSIS 
ALA and PBG levels are substantially increased in plasma and urine, 
especially during acute attacks, and become normal only after prolonged 
latency. 
 
TREATMENT: 
During acute attacks, narcotic analgesics may be required for abdominal 
pain, and phenothiazines are useful for nausea, vomiting, anxiety, and 
restlessness. benzodiazepines are probably safe in low doses if a minor 
tranquilizer is required. 
 
Carbohydrate loading 
Usually with intravenous 10% dextrose in water daily), may be effective 
in milder acute attacks of porphyria (without paresis, hyponatremia, etc.). 
 
Hemin(Hematin) 
Is more effective and should be used initially for severe attacks and for 
mild attacks that do not respond to carbohydrate loading within 1

–2 

days. 
It is the hydroxide of heme, leading to decrease heme biosynthesis 
through 

–ve feedback and prevent further accumulation of heme 

precursors. 


background image

Hemochromatosis 

Hereditary Hemochromatosis 
 
Hemochromatosis, HFE gene-related (type 1) Hemochromatosis, 
 
Non-HFE gene-related: 
• Juvenile H (hemojuvelin mutations) (type 2A) AR inheritance.{AR} 
• Juvenile H (hepcidin mutation) (type 2B)                                  {AR} 
• Mutated transferrin receptor 2 TFR2 (type3)                             {AR} 
 
 
Mutated ferroportin 1 gene, SLC11A3 (type 4) AD inheritance. 
 
 
Acquired Iron Overload (2ndry) 
 
Iron-loading anemias 
Thalassemia major Sideroblastic anemia Chronic 
hemolytic anemias 
 
Chronic liver disease Hepatitis C Alcoholic cirrhosis especially when 
advanced, Nonalcoholic steatohepatitis. 
 
Others 
Transfusional and parenteral iron overload ,dietary iron 
overload,porphyria 

cutanea tarda ….etc. 

 
 
Hereditary Hemochromatosis 
 
Normally the HFE gene with the other genes or receptor mentioned 
especially hepcidin peptide, prevents excessive iron absorption and 
storage in normal people (control iron absorption), so any mutation or 
abnormality lead to excess iron absorption. 
 
 
The excess 

iron is stored in the body’s tissues and organs, particularly in 

the liver, heart, pancreas, endocrine glands, skin, and the joints. 

 
 
 


background image

Prevalence 
 
HFE-associated hemochromatosis mutations are among the most 
common 
inherited disease 
It is most common in northern Europeans 1 in 10 persons are heterozygous 
carriers and 0.3

— 0.5% are homozygotes. 

 
Expression of the disease is effected by, 
•Alcohol consumption 
•Dietary iron intake, 
•Blood loss associated with menstruation and pregnancy, 
•Blood donation......etc. 
 
 
So because of that only 30% of homozygous men and only 1% of the 
women 
develop iron overload

— related disease. 

Symptoms usually appear between ages 40 and 60
The non-HFE-associated forms of hemochromatosis are rare. 
 
Pathophysiology 
 
Normal total body iron content is about 2.5 g in women and 3.5 g in men. 
Absorption of iron is approximately 1 mg/day in men and 1.5 mg/day in 
menstruating women (Premenopause). 
In hemochromatosis, absorption is greater than body requirements and 
amounts to 4mg/day or more. 
Hemochromatosis may not be recognized until total body iron content is 
more than 10g, or often several times greater. 
 
Symptoms and Signs 
 
Iron overload, leads to fibrosis and organ failure. However, organ 
damage is slow. 
Fatigue and nonspecific systemic symptoms often occur early. 
 
The major clinical manifestations. 
 
1- Cirrhosis of the liver 95% 
20 to 30% of patients with cirrhosis develops hepatocellular carcinoma
Liver disease is the most common cause of death


background image

2• Hyperpigmentation 70% Due to deposition of melanin and iron in the 
dermis. It is usually generalized, but may be more pronounced on the face, 
neck, extensor aspects of the lower forearms, dorsa of the hands, lower 
legs, and genital regions, as well as in scars. 
 
3• Diabetes mellitus, (bronze diabetes) 65% 
 
4• Arthritis, 45% 
 
Chondrocalcinosis 
The joints of the hands, especially the second and 
third metacarpophalangeal joints, are usually the first joints involved, a 
feature that helps to distinguish the chondrocalcinosis associated with 
hemochromatosis from the idiopathic form. 
 
progressive polyarthritis involving wrists, hips, ankles, and knees also 
occur. 
Acute brief attacks of synovitis may also occur. 

5

Hypogonadotropic hypogonadism 45% 

 
Occurs in both sexes and, include loss of libido, impotence, amenorrhea, 
testicular atrophy, gynecomastia, and sparse body hair. 
 
These changes are primarily the result of decreased production of 
gonadotropins due to impairment of hypothalamic-pituitary function by 
iron deposition

 
6

• Cardiomyopathy and Heart Failure, 15% 

 
The most common manifestation is congestive heart failure. 
The heart is diffusely enlarged. 
 Cardiac arrhythmias and varying degrees of atrioventricular block. 
Cardiomyopathy with heart failure is the 2nd most common cause of 
death. 
 
7

Adrenal insufficiencyhypothyroidism, and hypoparathyroidism are 

rare manifestations. 

 
 
 
 


background image

Diagnosis 
The association of (1) hepatomegaly, (2) skin pigmentation, (3) diabetes 
mellitus, (4) heart disease, (5) arthritis, and (6) hypogonadism OR SOME 
OF THEM should suggest the diagnosis. 
 
� Serum ferritin Elevated levels (>200 ng/mL in women or > 300 ng/mL in 
men) But not diagnostic because it is also elevated in inflammatory liver 
disorders (e.g., chronic viral hepatitis, nonalcoholic fatty liver, alcoholic liver 
disease), cancer, certain systemic inflammatory disorders (e.g., RA), or 
obesity. 
 
� Serum iron (usually > 300 mg/dL). 
� % transferrin saturation; levels usually > 50%). 
� Total iron-binding capacity ( μg/dL):Decrease. 
� Gene assay widespread availability. 
� Liver biopsy iron concentration and hepatic iron index is measured. 
Also establishes or excludes the presence of hepatic cirrhosis, which is the 
critical factor for prognosis. 
 
 
� High-intensity MRI 
Increased density of the liver due to iron deposition can be demonstrated 
by CT or MRI, and, with improved technology, 
MRI has become more accurate in determining hepatic iron concentration. 
It is a noninvasive alternative for Diagnosis. 
 
Treatment: 
 
The therapy of hemochromatosis involves 
1- Removal of the excess body iron 
2- Supportive treatment of damaged organs

 
•lron removal is best accomplished by weekly or twice-weekly phlebotomy 
of 500 mL. 
•Each 500 mL (1unit of blood) contains 200—250 mg iron, and up to 25 g 
iron or more may have to be removed. 
•weekly phlebotomy may be required for 1—2 years, and it should be 
continued until the serum ferritin level is under 50 g/L. 

 


background image

•Thereafter, phlebotomies are performed at appropriate intervals to 
maintain ferritin levels between 50 and 100 g/L. Usually one 
phlebotomy every three months. 
 
Chelating agents such as deferoxamine, when given parenterally, 
remove 10

—20 mg iron per day, which is much less than that mobilized by 

once-weekly phlebotomy. 
 
•Phlebotomy is also less expensive and safer for most patients. 
•However, chelating agents are indicated when anemia or 
hypoproteinemia 
is severe enough to preclude phlebotomy. 
•Oral iron chelating agent, deferasirox (Exjade), has recently become 
available. 
 
Alcohol consumption should be severely eliminated because it increases 
the risk of cirrhosis in hereditary hemochromatosis nearly tenfold. 
•The management of hepatic failure, cardiac failure, and diabetes mellitus 
is similar to conventional therapy for these conditions. 
• Loss of libido and change in secondary sex characteristics are managed 
with testosterone replacement or gonadotropin therapy 
 
Prognosis 
 
Life expectancy is improved by removal of the excessive stores of iron and 
maintenance of these stores at near-normal levels. The 5-year survival rate 
with therapy increases from 33 to 89%. 
 
 
Screening 
 
All adult first-degree relatives of patients with hemochromatosis should be 
tested. 
The life expectancy of those effected and treated before the development 
of cirrhosis is normal 


background image

WILSON’S DISEASE 

It is an autosomal recessive disorder with a frequency of about 1 in 
30,000

–40,000, Caused by mutations in the ATP7B gene, a copper-

transporting ATPase Leading to. 
 
� Diminished biliary excretion of copper 
 
� Impaired incorporation of copper into ceruloplasmin. (carries about 
70% of the total copper in human plasma) Consequently, copper 
accumulates in hepatocytes and extrahepatic sites, particularly in the 
central nervous system
 
Other organs that are involved: 
 
Kidneys, endocrine organs, heart, and musculoskeletal system. 

 
Clinical manifestations 
 

Are due to copper toxicity leading to 
� liver disease 
� neurologic abnormalities 
� psychiatric abnormalities 
 
Other manifestations 
 
� Renal disease, 
� Osteoporosis, osteoarthritis,chondrocalcinosis, 
� Cardiac disease, 
� Coombs-negative hemolytic anemia. 
� Endocrine abnormalities such as infertility, amenorrhea, and 
hypoparathyroidism. 
� Kayser-Fleischer rings (copper deposits in the outer rim of the cornea) 
may be seen. 
 
liver disease 
 
� Involvement vary from simple steatosis to chronic active hepatitis, 
fibrosis, fulminant hepatitis, and cirrhosis with portal hypertension. 


background image

� Chronic hepatitis, the most common manifestation of hepatic Wilson's 
disease, may be difficult to differentiate from chronic hepatitis of other 
causes , so Wilson's disease should be included in the differential 
diagnosis of any
 patient with chronic liver disease. 
 
� Liver cancer is uncommon in patients with Wilson's disease. 
 
Motor disorders 
are typically observed and may include tremors, 
dysarthria, 

micrographia, pseudobulbar palsy, dysphagia …..etc. 

 
Psychiatric symptoms may range from anxiety to personality disorders to 
frank psychosis. 
 
Diagnosis 
 
1- Clinical suspicion
, usually because of the presence of hemolytic 
anemia, neurologic 
or neuropsychiatric disease in addition to the liver 
disease. 
 

1-  Serum ceruloplasmin level, less than 20 mg/dL, raises suspicion 

and notdiagnostic 

for Wilson’s disease. because: 

 
• May occur in Hypoproteinemia. 
•Conversely, ceruloplasmin is an acute phase reactant that may be falsely 
elevatedinto the normal range in patients with Wilson’s disease. 
 
The low Serum ceruloplasmin level is due to failure of copper incorporation 
intoceruloplasmin, so results in loss of its enzymatic activity and rapid 
degradation by plasma proteases and not due to decrease production 
 
2- The free serum copper 
level is elevated (>25 g/dL). 
 
3- Kayser-Fleischer ring. 
 
4- 24-h urinary copper 

excretion usually exceeds 100 μg/24 hr in 

symptomatic patients. 
 
5- The gold standard 
for diagnosis remains liver biopsy with quantitative 
copper assays.  


background image

Liver biopsy to measure the hepatic copper concentration (>200 tg/g dry 
weight of liver). 
 
 Liver biopsy and measurement of total urinary copper excretion over a 
24-hour period are considered confirmatory tests for the diagnosis of 
Wilson’s disease. 
 
Treatment 
 

1-  Copper chelating agents, which bind copper and allow it to be 

excreted in urine. 

2-   

a- Penicillamine (chelating agentwas the drug of choice. Dose 1.5 
g/day (range 1-4 g). It should always be accompanied by 25 mg/d of 
pyridoxine.  
Toxic effects of penicillamine occur in one-third of patients and include 
rashes, protein-losing nephropathy, lupus-like syndrome and bone marrow 
depression, it often worsens existing neurologic disease 
 
b-Trientine 
(chelating agent) has largely replaced d-penicillamine at a 
dose of 1.0 to 1.5 g/day as the initial copper chelator of choice because it is 
less toxic. 
 
2- Zinc acetate 
(Inhibit the absorption of copper and not chelating 
agent
) at a dose of 50 mg three times daily is an alternative treatment 
option for patients: 
 
Early in the course of the disease, before the development of significant 
end-organ damage, 
 
• Maintenance therapy after negative copper balance has been achieved 
and storage sites have been depleted 
 
Preferred in pregnancy. 
 
Treatment must continue for life, even through pregnancy. 
Liver transplantation is indicated for fulminant liver failure or for advanced 
cirrhosis with liver failure. 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 32 عضواً و 200 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل