支链氨基酸代谢紊乱

缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸是支链氨基酸；参与其代谢的酶的缺乏会导致有机酸的积累，并引起严重的代谢性酸中毒。

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枫糖浆病

这是一组常染色体隐性遗传疾病，由参与支链氨基酸分解代谢第二步的脱羧酶一个或多个亚基缺陷引起。虽然相对罕见，但在阿米什人和门诺派教徒中发病率较高（约为每200个新生儿中1个）。

症状包括特征性的枫糖浆状体味（尤其在耳垢中更明显），以及出生后数日内出现的严重症状，初期表现为呕吐和嗜睡，若不及时治疗，将发展为癫痫发作、昏迷，甚至死亡。轻度患者可能仅在应激状态下（例如感染、手术）才会出现症状。

生化变化包括明显的酮血症和酸血症。诊断依据血浆支链氨基酸（尤其是亮氨酸）水平升高。

在急性期，可能需要进行腹膜透析或血液透析，并同时进行静脉补液和营养（包括大剂量葡萄糖）。长期治疗包括限制支链氨基酸的饮食；然而，维持正常代谢需要少量的支链氨基酸。硫胺素是脱羧的辅助因子，部分患者对大剂量硫胺素（每日一次，口服，最高剂量200毫克）有反应。

异戊酸血症

亮氨酸代谢的第三步是异戊酰辅酶A转化为3-甲基巴豆酰辅酶A，即脱氢步骤。这种脱氢酶的缺乏会导致异戊酸水平升高，即所谓的“汗脚”综合征，因为积累的异戊酸闻起来像汗水。

急性型症状在生后数日内出现，包括进食减少、呕吐和呼吸衰竭，伴随患者出现深度阴离子间隙性代谢性酸中毒、低血糖和高氨血症。常出现骨髓抑制。慢性间歇型可能数月甚至数年才出现症状。

诊断依据是血液或尿液中异戊酸及其代谢物的水平升高。急性期治疗包括静脉补液和肠外营养（包括高剂量葡萄糖），以及增加异戊酸排泄的措施；甘氨酸和肉碱可增加其排泄。如果这些措施效果不佳，可能需要换血和腹膜透析。长期治疗包括限制饮食中亮氨酸的摄入，并持续补充甘氨酸和肉碱。经治疗后预后良好。

丙酸血症

丙酰辅酶A羧化酶（一种负责将丙酸转化为丙二酸甲酯的酶）缺乏会导致丙酸蓄积。症状在出生后数天至数周内出现，包括食欲不振、呕吐以及因深阴离子间隙代谢性酸中毒、低血糖和高氨血症引起的呼吸衰竭。患者可能出现癫痫发作，且常伴有骨髓抑制。生理应激可能导致反复发作。患者随后可能出现智力障碍和神经功能障碍。丙酸血症也可能是多种羧化酶缺乏症、生物素缺乏症或生物素酶缺乏症的一部分。

尿液和血液中丙酸代谢物（包括柠檬酸甲酯和孜然酸）及其甘氨酸结合物水平升高可提示诊断，并通过测定白细胞或培养成纤维细胞中的丙酰辅酶A羧化酶活性进行确诊。急性期治疗包括静脉补液（包括高剂量葡萄糖）和肠外营养；肉碱可能有效。如果这些措施效果不佳，可能需要腹膜透析或血液透析。长期治疗包括限制前体氨基酸和延伸链脂肪酸的饮食，并可能持续补充肉碱。部分患者对高剂量生物素有反应，因为它是丙酰辅酶A和其他羧化酶的辅助因子。

甲基丙二酸血症

本病由甲基丙二酰辅酶A变位酶缺乏引起，该酶将甲基丙二酰辅酶A（丙酰辅酶A羧化后的产物）转化为琥珀酰辅酶A。腺苷钴胺素是维生素B12的代谢产物，是一种辅因子；腺苷钴胺素缺乏也可导致甲基丙二酸血症（以及同型胱氨酸尿症和巨幼细胞性贫血）。甲基丙二酸会蓄积。发病年龄、临床表现和治疗与丙酸血症相似，但部分患者可能服用钴胺素而非生物素有效。