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馬多糖体蓄積ミオパシー( EPSM、PSSM、EPSSM ) は、馬の遺伝性グリコーゲン蓄積疾患で、労作性横紋筋融解症を引き起こします。現在、アメリカン クォーター ホース、アメリカン ペイント ホース、ウォームブラッド、コブ、デールズ ポニー、サラブレッド、アラブ、ニュー フォレスト ポニー、および多数の大型馬種に影響を及ぼすことが知られています。PSSM は治癒不可能ですが、適切な食事と運動で管理できます。現在、タイプ 1 PSSM とタイプ 2 PSSM と呼ばれる 2 つのサブタイプがあります。
グリコーゲン貯蔵障害の病態生理学とPSSMのサブタイプ
グリコーゲンは、エネルギーを蓄えるために使用されるグルコース（多糖類）の分子ポリマーであり、血液中のグルコース恒常性を維持するため、および骨格筋と心筋の収縮にエネルギーを供給するために重要です。グルコース分子は、α-1,4-グリコシド結合によって直鎖に連結されます。さらに、α-1,6-グリコシド結合によって鎖からグルコースの分岐が形成されます。2つのグルコース分子は、グリコーゲン合成酵素と呼ばれる酵素によってα-1,4-グリコシド結合に結合されます。この結合は、体がエネルギーを得るためにグリコーゲンをグルコースに分解する必要がある場合、アミラーゼによって切断される場合があります。グリコーゲン分岐酵素は、これらの直鎖から分岐を開始するために必要なα-1,6-グリコシド結合を担っています。
このシステムに何らかの障害が生じると、グリコーゲン貯蔵疾患が発生します。現在、馬のグリコーゲン貯蔵疾患には、タイプ 1 多糖類貯蔵ミオパシー、グリコーゲン分岐酵素欠損症、およびタイプ 2 多糖類貯蔵ミオパシーの 2 つのサブカテゴリがあります。
タイプ1 PSSM
タイプ 1 PSSM は、GSY1 として知られる常染色体優性遺伝子変異によって引き起こされます。この変異により、グリコーゲン合成酵素がアップレギュレーションされ、グリコーゲン分岐酵素 (GBE) と比較してグリコーゲン合成酵素のレベルが高くなります。グリコーゲン合成酵素と GBE の比率が変化すると、グリコーゲン分子は鎖が長く分岐が少なくなり、アミラーゼ耐性が多少生じます。[1] GSY1 変異は、馬の筋肉における高レベルのグリコーゲンと異常な多糖類の蓄積だけでなく、グルコース代謝の変化 (ただし、正常なグリコーゲン代謝) にも関連しています。[2]さらに、一部の馬はインスリン感受性を持つことが示されており、これが筋肉細胞によるグルコースの取り込みを改善し、GSY1 変異によってすでに増加している過剰なグリコーゲン貯蔵に寄与します。[2]
グリコーゲン分岐酵素欠損症
グリコーゲン分岐酵素のレベルが低いと、グリコーゲン分岐酵素欠乏症と呼ばれる状態になります。この状態は、グリコーゲン分岐酵素を生成するGBE1遺伝子の変異によって引き起こされます。その結果、グリコーゲン分子は分岐が少なく生成され、非還元末端の数が大幅に減少し、分子の合成または分解速度が大幅に低下します。これにより、アミラーゼに対する耐性が非常に高い筋肉グリコーゲンのレベルが低下します。[1]この病気は、クォーターホースの子馬によく見られ、致命的です。
タイプ2 PSSM
タイプ2 PSSMは、GSY1またはGBE1の変異に起因しない、馬の骨格筋におけるグリコーゲンの異常な沈着につながる疾患のカテゴリーです。[1]
プレゼンテーション
PSSM は、アメリカンクォーターホースとその近縁種 (ペイントホース、アパルーサ、アペンディックスクォーターホース)、ドラフトホース種 (特にベルジアンドラフトとペルシュロン)、温血種に最も多く見られます。[3]ベルジアンドラフトでは、PSSM の発生率が 36% であることが示されています。[4] PSSM と診断された他の品種には、アラブ、リピッツァナー、モーガン、ムスタング、ペルービアンパソ、ロッキーマウンテンホース、スタンダードブレッド、テネシーウォーキングホース、サラブレッド、ナショナルショーホースなどがあります。[3] GSY1 変異は、質の悪い食事で働き者の動物にいくらか利益をもたらし、現在では中程度から低レベルの作業と非構造炭水化物を多く含む食事で管理されている「倹約的な」品種のメンバーに悪影響を及ぼしていることが示唆されています。[1]
PSSMタイプ1（GSY1変異のホモ接合またはヘテロ接合）はクォーターホースとその関連種、および牽引種によく見られますが、PSSMタイプ2（GSY1変異陰性）は温血馬を含む他の種によく見られます。この病気には性別による偏りはありません。[1]
臨床症状
タイプ 1 PSSM の馬は、安静時には正常に見えるものの、軽い作業を要求されると、歩幅の短縮、硬直、筋肉の硬直、発汗、痛み、運動への消極的態度などの労作性横紋筋融解症 (「拘縮」) の兆候を示します。 [1]労作性横紋筋融解症のエピソードは、罹患馬に最も頻繁に見られる兆候の 1 つですが (罹患馬の約 37% で報告)、その他の一般的な兆候には、歩行異常、移動性跛行、立ち上がれない原因となる筋力低下、疝痛のような痛み、および筋肉の線維束性収縮、萎縮、および/または硬直 (半膜様筋、半腱様筋、最長筋で最もよく見られる) などがあります。[3] [5]
これらの臨床症状は、通常、馬が若い動物としてトレーニングを受けたときに初めて明らかになります。しかし、罹患した馬は、生後1か月で筋肉損傷と一致する組織学的変化を示し、筋肉損傷とともに上昇する酵素であるクレアチンキナーゼ（CK）の上昇も示す場合があります。 [6]呼吸器系または胃腸系の感染症などの併発疾患は、運動をしなくても、CKの上昇と生命を脅かす可能性のある横紋筋融解症につながる可能性があります。[1] [6] PSSMの馬は、安静時にCKが持続的に上昇していることが多く、この点で、発作間のCK濃度が正常である再発性労作性横紋筋融解症と区別されます。[7]
表現型と遺伝子修飾の多様性
罹患した動物の中には、無症状のままの個体もいれば、運動能力を妨げない軽度の症状を示す個体もいるが、強制的な運動を妨げる臨床症状を示す馬もいる。まれに、馬が急性の横紋筋融解症で死亡することもある。このような表現型の多様性の理由は完全には解明されていない。気質、性別、体型は臨床症状の程度に影響しない。[1]しかし、食事や運動などの環境要因、馬が変異したGSY1アレルのヘテロ接合性かホモ接合性か、および修飾遺伝子の存在はすべて役割を果たしている。[8]さらに、罹患した馬の中にはPSSMタイプ2を患っているものもあり、異なる細胞変化を引き起こし、その結果として異なる表現型効果をもたらす。[1]
そうした遺伝子の1つがRYR1で、これは筋肉細胞内のカルシウム調節を担っている。RYR1の変異は悪性高熱症を引き起こす。これはまれだが、通常は麻酔に関連する致命的な疾患である。RYR1の変異は、一般的なクォーターホースを含む馬ではまれであるが、GSY1の変異を持つクォーターホースでははるかに一般的である。両方の変異を持つ馬は、血中クレアチンキナーゼ（CK）値の上昇、より重度の運動不耐性、より重度の横紋筋融解症のエピソード（より頻繁な筋線維束性収縮、運動に関連しないエピソードのより頻繁な発生、急性死亡）、およびPSSM治療に対する反応不良を含む重度のPSSM表現型を示す可能性がより高い。[8]
さらに、クォーターホースやその近縁種の高カリウム血症性周期性四肢麻痺（HYPP）の原因となるGSY1遺伝子とSCNA4遺伝子の両方に欠陥があることが、ハルターホースの14％で発見されています。[9]これら2つの遺伝子の組み合わせは、馬がHYPP発作により横臥位になった場合に重度の横紋筋融解症を引き起こす可能性があります。[1]
診断
タイプ 1 PSSM の遺伝子検査が利用可能です。この検査には血液または毛髪のサンプルが必要で、筋肉生検よりも侵襲性が低くなります。ただし、軽種馬など、タイプ 2 PSSM にかかりやすい品種には、あまり役に立たない可能性があります。PSSM の臨床症状が見られるものの、GSY1 変異の結果が陰性の馬には、筋肉生検が推奨されることがよくあります。
半膜様筋または半腱様筋（ハムストリング）から筋生検を採取することがある。生検はグリコーゲン染色され、筋肉への染色の取り込みの強さと封入体の存在がPSSMの診断を確定するのに役立ちます。この検査はタイプ2 PSSMを診断する唯一の方法です。タイプ1 PSSMの馬の骨格筋のグリコーゲン濃度は通常、正常値の1.5～2倍です。[10]筋肉の損傷を示す異常は生後1か月ほどの若い筋肉の組織学的切片で確認できますが、異常な多糖類の蓄積は3年ほどかかる場合があります。[6]
管理
代謝への影響
PSSM の馬は安静時に筋グリコーゲン濃度が上昇します。運動中は、グリコーゲン濃度は影響を受けていない馬よりも早く枯渇し、安静時の非 PSSM 馬の正常レベルまで低下します。これは、これらの動物のグリコーゲン代謝が実際には正常であることを示しています。[11]しかし、運動をやめると、PSSM 馬は正常な馬の 2 倍の速度で筋グリコーゲンを合成し、筋グリコーゲン濃度が上昇します。[2]異常なグルコース代謝の正確なメカニズムはまだ確立されていませんが、人間のホスホフルクトキナーゼ欠乏症と類似している可能性があります。 [2]
PSSM を患うクォーターホース関連の品種はインスリン感受性を示し、細胞によるグルコースの取り込みが改善され、これらの馬は影響を受けていない馬よりも食後により速く血中のグルコースを除去します。[12]これにより、筋肉がグルコースに簡単にアクセスできるようになり、筋肉は基質を使用してグリコーゲンを生成できます。グリコーゲン合成酵素をアップレギュレーションする GSY1 欠陥により、筋肉はこのグルコースを使用して、筋肉に貯蔵するためのグリコーゲンを迅速に生成できます。[13]驚くべきことに、インスリン感受性の増加は、ドラフト馬の品種では見られません。[14]
食事と運動の調整は、これらの代謝変化に対抗するために使用できます。食事の推奨事項を遵守している馬の約50％、食事と運動の両方の推奨事項を遵守している馬の90％では、運動性横紋筋融解症の発症がほとんどないか、まったくありません。[13]
ダイエット
ほとんどの馬にとって、食事は臨床症状の程度に大きな影響を与えます。インスリン分泌を刺激する非構造炭水化物 (NSC) を多く含む食事を与えられた PSSM 馬は、運動による横紋筋融解症の重症度が増すことがわかっています。[1]現在、PSSM の馬に推奨されている食事には、低デンプン、高脂肪の食事があります。低デンプン食は食後の血糖値とインスリン値が低くなり、筋肉細胞に取り込まれるグルコースの量が減る可能性があります。高脂肪食は血中の遊離脂肪酸濃度を高め、グルコース代謝よりも脂肪のエネルギー利用 (遊離脂肪酸酸化経由) を促進する可能性があります。臨床症状が最も重篤な馬は、食事療法によって最も改善が見られることがよくあります。[11]
食事に関する推奨事項には通常、カロリー制限、毎日のNSC含有量の削減、食事中の脂肪の増加の組み合わせが含まれます。食事に関する推奨事項は、動物のボディコンディションスコアと運動レベルとバランスをとる必要があります。肥満動物が体重を減らした後は、食事中の脂肪の増加を待つことが有益な場合があるためです。[13]食事は、消化可能なエネルギーの10％未満をNSCから、15〜20％を脂肪から得る必要があります。[15]
エクササイズ
PSSMの馬は、運動量を徐々に増やしていくと（つまり、ゆっくりと調整していくと）、臨床症状が少なくなります。さらに、馬房で長時間休んだ後に運動すると、筋肉の硬直や横紋筋融解症を発症する可能性が高くなります。[6]
馬は、通常、短時間の最大活動レベルの運動（無酸素運動）を要求された場合、臨床症状は少ないが、最大速度に達するのが難しく、影響を受けていない馬よりも早く疲れる。長時間にわたって低強度の運動（有酸素運動）を要求された場合、筋肉のエネルギー不足により、筋肉の損傷が大きくなる[1] 。 [16]
参考文献
ウィキメディア・コモンズには、馬多糖体蓄積ミオパチーに関連するメディアがあります。
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