Kelainan Genetik dari Glikolisis

Kesulitan dalam melakukan latihan fisik seperti berolahraga merupakan salah satu gejala miopati metabolik (myo = otot, pathy = gangguan)  yang disebabkan oleh ketidakmampuan tubuh untuk mengekstrak energi dari makanan yang dimakan.

Timbulnya kelelahan selama latihan disebut intoleransi latihan yang merupakan gejala utama dari miopati metabolik. Kelelahan dapat menyebabkan kerusakan otot (rhabdomyolysis), di mana sel-sel otot tidak dapat menyediakan energi ATP yang cukup sehingga sel otot tersebut akan mati. Kerusakan otot menyebabkan kadar darah sangat tinggi dari kreatin kinase. Kreatin kinase adalah enzim yang melimpah di otot dan berperan dalam proses metabolisme energi. Ketika sel-sel otot mati, enzim ini dilepaskan ke dalam aliran darah. Gejala lain dari miopati metabolik adalah mioglobinuria (mioglobin dalam urin). Mioglobin merupakan protein penyimpan oksigen dalam otot. Ketika sel otot mati, mioglobin berakhir dalam urin dan mengubah warna urin seperti warna cola pada minuman ringan. Mioglobinuria dapat menyebabkan kerusakan ginjal. Gejala lainnya adalah nyeri otot intens yang digambarkan sebagai kram. Hal ini dikarenakan otot tidak dapat berkontraksi karena kekurangan energi. Rasa sakit disebabkan oleh sel yang mati dan kerusakan jaringan akibat ketidakmampuan untuk memproduksi ATP yang cukup.

Ada tiga kekurangan enzim glikolitik yang mengarah pada miopati metabolik. Pertama adalah kekurangan fosfofruktokinase atau penyakit Tarui. Penyakit ini bukan kelainan yang terkait seks, namun sebagian besar penderitanya adalah laki-laki (perbandingannya sembilan laki-laki satu perempuan). Kelainan ini sering ditemukan di AS pada keluarga Yahudi Ashkenazi dan Italia. Gejalanya tampak pada usia 20 sampai 40 tahun. Namun, beberapa kasus yang parah telah dilaporkan dapat terjadi pada bayi dan anak-anak. Makanan tinggi karbohidrat memperburuk intoleransi latihan. Penyakit ini awalnya sering dikaitkan dengan gangguan pernapasan, kardiomiopati (penyakit otot jantung), kejang, dan kebutaan kortikal.

Kekurangan fosfogliserat kinase terkait kelainan genetik seks (terletak pada kromosom X). Akibatnya, penyakit ini lebih banyak diderita oleh laki-laki daripada perempuan. Gejalanya  adalah keterbelakangan mental dan kejang pada progresif miopati yang lambat. 

Kekurangan fosfogliserat mutase telah dipetakan pada kromosom 7. Kelainan ini ditemukan di US, Afrika,  Amerika, Italia, dan Jepang. Gejalanya meliputi intoleransi latihan, nyeri otot, dan mioglobinuria setelah latihan yang intens. 

Setiap kelainan ini disebabkan oleh kekurangan enzim. Para ilmuwan merancang cara untuk mengganti aktivitas yang hilang. Obat oral tidak akan bekerja karena enzim adalah protein. Terapi penggantian enzim adalah salah satu pendekatan yang sedang dipelajari. Hal ini melibatkan suntikan enzim secara berkala ke dalam aliran darah, seperti pengobatan suntikan insulin untuk penderita diabetes. Terapi penggantian enzim memerlukan pasokan enzim dalam jumlah yang banyak. Seperti insulin, gen untuk enzim bisa dikloning ke dalam bakteri. Bakteri kemudian akan menghasilkan protein yang akan dimurnikan untuk digunakan oleh manusia. 

Strategi lain adalah terapi gen yakni dengan memperkenalkan gen untuk enzim yang hilang ke dalam sel pasien. Metode ini juga mengharuskan gen untuk enzim dikloning. DNA kemudian dimasukkan ke dalam tubuh dengan menggunakan prosedur yang aman dan akan masuk ke dalam sel target. 

Sejumlah dokter menggunakan pendekatan akal sehat untuk penanganan kelainan ini. Secara logika, jika seseorang tidak bisa memperoleh energi dari karbohidrat dalam diet, maka diet tinggi protein dan lipid akan bermanfaat.