home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ CD-ROM Today 1996 January / CD-ROM Today 1996 January.iso / dp / 0410 / 04103.txt < prev    next >
Text File  |  1994-01-17  |  18KB  |  392 lines

  1. $Unique_ID{BRK04103}
  2. $Pretitle{}
  3. $Title{Phenylketonuria}
  4. $Subject{Phenylketonuria PKU Phenylalaninemia Phenylpyruvic Oligophrenia
  5. Foelling Syndrome Classical Phenylketonuria Hyperphenylalanemia PKU1
  6. Phenylalanine Hydroxylase Deficiency Tetrahydrobiopterin Deficiency}
  7. $Volume{}
  8. $Log{}
  9.  
  10. Copyright (C) 1986, 1989, 1990, 1993 National Organization for Rare
  11. Disorders, Inc.
  12.  
  13. 65:
  14. Phenylketonuria
  15.  
  16. ** IMPORTANT **
  17. It is possible that the main title of the article (Phenylketonuria) is
  18. not the name you expected.  Please check the SYNONYMS listing to find the
  19. alternate name and disorder subdivisions covered by this article.
  20.  
  21. Synonyms
  22.  
  23.      PKU
  24.      Phenylalaninemia
  25.      Phenylpyruvic Oligophrenia
  26.      Foelling Syndrome
  27.      Classical Phenylketonuria
  28.      Hyperphenylalanemia
  29.      PKU1
  30.      Phenylalanine Hydroxylase Deficiency
  31.  
  32. Information on the following diseases can be found in the Related
  33. Disorders section of this report:
  34.  
  35.      Tetrahydrobiopterin Deficiency
  36.  
  37. General Discussion
  38.  
  39. ** REMINDER **
  40. The Information contained in the Rare Disease Database is provided for
  41. educational purposes only.  It should not be used for diagnostic or treatment
  42. purposes.  If you wish to obtain more information about this disorder, please
  43. contact your personal physician and/or the agencies listed in the "Resources"
  44. section of this report.
  45.  
  46.  
  47. Phenylketonuria (PKU) is a rare metabolic disorder of infancy caused by a
  48. deficiency of the liver enzyme phenylalanine hydroxylase.  Impairment in the
  49. metabolism of the amino acid phenylalanine results in excess accumulation of
  50. phenylalanine in the fluids of the body.  Phenylketonuria is a severe
  51. progressive disorder that can produce mental retardation if it is not treated
  52. early.  With a carefully controlled diet, people with Phenylketonuria can
  53. avoid irreversible mental retardation.
  54.  
  55. Symptoms
  56.  
  57. Infants with Phenylketonuria typically appear normal at birth.  Phenylpyruvic
  58. acid, a by-product of phenylalanine metabolism, may not be found in the urine
  59. during the first days of life.  Some newborns (neonates) with this disorder
  60. may be weak and feed poorly.  Other symptoms of Phenylketonuria in infants
  61. may include vomiting, irritability, and/or a red skin rash with small pimples
  62. (eczematoid).  Infants with this disorder generally have a musty or "mousy"
  63. body odor caused by phenylacetic acid in the urine and/or perspiration.
  64.  
  65. If children with Phenylketonuria are not treated, developmental
  66. retardation may be obvious at several months of age and patients are often
  67. short for their age.  High levels of phenylalanine interfere with a chemical
  68. in the body that is responsible for maintaining pigmentation (melanin).
  69. Therefore, affected children usually have a fair complexion and light hair.
  70.  
  71. Craniofacial abnormalities in untreated children with Phenylketonuria may
  72. include an abnormally small head (microcephaly), a prominent jaw (maxillae),
  73. widely spaced teeth, and/or impaired development of the enamel of the teeth.
  74. The skin may also become coarse.  Occasionally other symptoms may include the
  75. loss of calcium from bones (decalcification), the webbing of fingers and/or
  76. toes (syndactyly), and/or flat feet.
  77.  
  78. It is not understood why high levels of phenylalanine cause severe mental
  79. retardation in children with Phenylketonuria.  The average IQ of untreated
  80. children is usually less than 50.  Children whose mother has Phenylketonuria
  81. and carries a single defective gene for this disorder (heterozygotic), often
  82. have severe mental retardation.
  83.  
  84. Neurological symptoms are present in only some patients with
  85. Phenylketonuria and may vary greatly.  Seizures occur in about 25 percent of
  86. older children and abnormalities appear on brain wave tests (EEG) in 80
  87. percent of patients.  Jerky muscle movements (spasticity), abnormally tight
  88. muscles (hypertonicity), and/or increased deep tendon reflexes are among the
  89. most frequent neurological symptoms.  About 5 percent of children with
  90. symptoms of Phenylketonuria become physically disabled.  Slow writhing
  91. movements, involuntary muscle movements, and tremors occur in some cases.
  92. The process of surrounding nerve fibers with a fatty covering (myelinization)
  93. may be delayed but not absent in some children with Phenylketonuria.
  94.  
  95. In male adults with Phenylketonuria, sperm counts may be low.  Females
  96. with this disorder often have spontaneous abortions or fetal growth delays
  97. (intrauterine growth retardation).  Children of women with Phenylketonuria
  98. may have an abnormally small head (microcephaly) and/or congenital heart
  99. disease.  There may be some relationship between the severity of these
  100. symptoms and high levels of phenylalanine in the mother.
  101.  
  102. Laboratory tests in children with Phenylketonuria typically confirm
  103. plasma levels of phenylalanine that are 10 to 60 times above normal levels.
  104. Plasma Tyrosine levels are abnormally low in the blood plasma while urinary
  105. levels of phenylalanine metabolites (i.e., phenylpyruvic acid and other
  106. phenolic acids) are abnormally high.  Substances such as dopamine, serotonin,
  107. and melanin are reduced when measured by laboratory tests.
  108.  
  109. There are several different varieties of Phenylketonuria or
  110. Hyperphenylalaninemias characterized by elevated plasma phenylalanine levels
  111. (not as high as those in Phenylketonuria).  For example, in
  112. Tetrahydrobiopterin deficiency, neurological deterioration occurs even when
  113. phenylalanine levels are controlled (see Related Disorder Section below).
  114.  
  115. Prenatal diagnosis of Phenylketonuria is available, and routine neonatal
  116. screening is required by law in the United States and in most hospitals in
  117. developed countries.  The test requires a drop of blood taken from the baby's
  118. heel.
  119.  
  120. Causes
  121.  
  122. Phenylketonuria is inherited as an autosomal recessive genetic trait.  Human
  123. traits, including the classic genetic diseases, are the product of the
  124. interaction of two genes, one received from the father and one from the
  125. mother.  In recessive disorders, the condition does not appear unless a person
  126. inherits the same defective gene for the same trait from each parent.  If one
  127. receives one normal gene and one gene for the disease, the person will be a
  128. carrier for the disease, but usually will not show symptoms.  The risk of
  129. transmitting the disease to the children of a couple, both of whom are
  130. carriers for a recessive disorder, is twenty-five percent.  Fifty percent of
  131. their children will be carriers, but healthy as described above.  Twenty-five
  132. percent of their children will receive both normal genes, one from each
  133. parent, and will be genetically normal.
  134.  
  135. The defective gene that causes Phenylketonuria is located on the long arm
  136. of chromosome 12.
  137.  
  138. The symptoms of Phenylketonuria develop because of a defective liver
  139. enzyme, phenylalanine hydroxylase.  This enzyme enables phenylalanine to be
  140. metabolized into tyrosine.  The other forms of Hyperphenylalaninemia, which
  141. have symptoms that are different from those of Phenylketonuria, are the
  142. result of various deficiencies of other enzymes that are closely related to
  143. phenylalanine hydroxylase.
  144.  
  145. The exact mechanism of mental retardation in Phenylketonuria is not
  146. known.  Normal brain development may be disturbed by a high level of
  147. phenylalanine.  It has been suggested that there may be an impairment in the
  148. process of laying down the fatty covering on nerve fibers in the brain
  149. (myelinization).  It is also thought that disturbances in the formation of
  150. grouping of nerves (neuronal migration) in the first 6 months of life may
  151. contribute to the mental retardation associated with Phenylketonuria.
  152.  
  153. Abnormally high levels of phenylalanine may also be caused by a
  154. deficiency of tetrahydrobiopterin because of insufficient amounts of either
  155. biopterin or dihydropterin reductase.  Tetrahydrobiopterin is involved in the
  156. production of neurotransmitters (chemicals in the brain) such as serotonin,
  157. dopamine, and norepinephrine.  Low levels of these neurotransmitters could
  158. account for the progressive neurological deterioration of children with
  159. Tetrahydrobiopterin in spite of controlled plasma phenylalanine.  (For more
  160. information on Tetrahydrobiopterin Deficiency, see Related Disorders section
  161. of this report.)
  162.  
  163. Affected Population
  164.  
  165. Phenylketonuria is a rare disorder that affects males and females in equal
  166. numbers.  It is estimated that Phenylketonuria occurs in 1 in 11,600 newborns
  167. in the United States.  Phenylketonuria affects people from most ethnic
  168. backgrounds, although it is rare in Americans of African descent and Jews of
  169. Ashkenazi ancestry.
  170.  
  171. Related Disorders
  172.  
  173. Symptoms of the following disorders can be similar to those of
  174. Phenylketonuria.  Comparisons may be useful for a differential diagnosis:
  175.  
  176. Tetrahydrobiopterin Deficiency is a rare inherited neurological disorder
  177. of infancy that causes abnormally high levels of phenylalanine due to a
  178. deficiency of tetrahydrobiopterin.  The symptoms of this disorder usually
  179. include neurological abnormalities, lack of muscle tone, loss of
  180. coordination, seizures, and/or delayed motor development.  (For more
  181. information on this disorder, choose "Tetrahydrobiopterin" as your search
  182. term in the Rare Disease Database.)
  183.  
  184. There are many other disorders of infancy with symptoms that are similar
  185. to those of Phenylketonuria.  However, the screening test that is done for
  186. this disorder in almost every hospital allows physicians to diagnose this
  187. disorder and distinguish it from other neuromuscular or metabolic disorders.
  188.  
  189. Therapies:  Standard
  190.  
  191. A test for Phenylketonuria prior to birth is available, and routine screening
  192. of newborns is performed in virtually all hospitals in developed countries.
  193. It is also possible to detect if a child is carrying a single defective gene
  194. that causes Phenylketonuria (heterozygotes).
  195.  
  196. The goal of treatment for Phenylketonuria is to keep plasma phenylalanine
  197. levels within the normal range.  This is generally achieved through carefully
  198. planned diet.  Limiting the child's intake of phenylalanine must be done
  199. cautiously because it is an essential amino acid.  A carefully maintained
  200. diet can prevent mental retardation as well as neurological, behavioral,
  201. dermatological, and/or brain (EEG) abnormalities.  Treatment must be started
  202. at a very young age (under 3 months), or some degree of mental retardation
  203. may be expected.  Many studies have demonstrated that children with
  204. Phenylketonuria who are treated with a low phenylalanine diet before the age
  205. of 3 months do well, with an average IQ of 100.  If treatment is begun after
  206. the age of 2 or 3 years, only hyperactivity and seizures may be controlled.
  207. The child's behavior and plasma levels of phenylalanine must be monitored
  208. regularly.
  209.  
  210. If people with Phenylketonuria stop controlling their dietary intake of
  211. phenylalanine, neurological changes usually occur during adolescence and
  212. adulthood.  IQs may decline after a peak at the end of the controlled diet
  213. periods.  Other problems that may appear and become severe once dietary
  214. regulation is stopped include difficulties in school, behavioral problems,
  215. poor visual-motor coordination, poor problem-solving skills, low
  216. developmental age, and/or abnormalities during brain wave testing (EEG).
  217.  
  218. There is some controversy over the age at which dietary treatment can be
  219. discontinued in people with Phenylketonuria, but it is becoming clear that
  220. high levels of phenylalanine continue to harm the brain even after fatty
  221. coverings have developed around nerve fibers in the brain (myelinization).
  222. Phenylalanine intake should probably be limited indefinitely, with possibly
  223. some relaxation of dietary control.
  224.  
  225. Because phenylalanine occurs in practically all natural proteins, it is
  226. impossible to meet the child's nutritional requirements by diet alone without
  227. exceeding the phenylalanine allowance.  For this reason, special
  228. phenylalanine free food preparations are extremely important.  These
  229. preparations include Lofenolac (for a low phenylalanine diet), and Phenyl-
  230. free (for phenylalanine free food).  Both are available from Mead Johnson.
  231. Low protein foods such as fruits, vegetables, and some cereals are allowed.
  232.  
  233. If the intake of phenylalanine is too severely limited in people with
  234. Phenylketonuria, the symptoms of phenylalanine deficiency may develop.  These
  235. may include fatigue, aggressive behavior, severe loss of appetite (anorexia),
  236. and sometimes anemia.  Both the child's behavior and plasma levels of
  237. phenylalanine must be monitored regularly.
  238.  
  239. Severe forms of hyperphenylalaninemia are treated in the same way as
  240. classical Phenylketonuria.  Milder forms appear to require no treatment.  In
  241. tetrahydrobiopterin deficiency, a phenylalanine free diet alone does not
  242. prevent neurological deterioration.  Supplementation with levodopa,
  243. carbidopa, and 5-hydroxytrytophan, in addition to dietary control, may be
  244. beneficial in these cases.
  245.  
  246. Genetic counseling will be of benefit for patients with Phenylketonuria
  247. and their families.
  248.  
  249. Therapies:  Investigational
  250.  
  251. Scientists are involved in the research and development of improved medical
  252. foods for adults with Phenylketonuria.
  253.  
  254. Trials were begun in 1985 on the use of enzyme reactors for management of
  255. Phenylketonuria.  In this procedure, which closely resembles dialysis, an
  256. enzyme that breaks down phenylalanine (phenylalanine hydroxylase) is produced
  257. from plant cells or small microbes.  This enzyme is then chemically attached
  258. to other chemicals (fixed matrix) and placed in contact (indirectly) with the
  259. patient's blood.  The enzyme, capable of rapidly metabolizing phenylalanine,
  260. lowers the levels of this enzyme in the blood.  This treatment is expected to
  261. be useful primarily for pregnant women with Phenylketonuria and for the
  262. treatment of sudden peaks of phenylalanine levels that may occur with
  263. infections or other physiologically stressful conditions.  For further
  264. information concerning this procedure, patients may have their physicians
  265. contact:
  266.  
  267.      Clara Ambrus, M.D., Ph.D.
  268.      Children's Hospital
  269.      140 Hodge Ave.
  270.      Buffalo, New York 14222
  271.      (716) 878-7704
  272.  
  273. Tetrahydro-L-biopterin dihydrochloride (designated RS 5678) is available
  274. for the experimental treatment of tetrahydrobiopterin deficiency
  275. phenylalaninemia.  For more information, patients may have their physicians
  276. contact:
  277.  
  278.      Dr. B. Schirchs
  279.      Schachenstrasse 4
  280.      CH 8907 Wettswil a. A.
  281.      Switzerland
  282.      Tel. 01 700 1645.
  283.  
  284. This disease entry is based upon medical information available through
  285. April 1993.  Since NORD's resources are limited, it is not possible to keep
  286. every entry in the Rare Disease Database completely current and accurate.
  287. Please check with the agencies listed in the Resources section for the most
  288. current information about this disorder.
  289.  
  290. Resources
  291.  
  292. For more information on Phenylketonuria, please contact:
  293.  
  294.      National Organization for Rare Disorders (NORD)
  295.      P.O. Box 8923
  296.      New Fairfield, CT  06812-1783
  297.      (203) 746-6518
  298.  
  299.      Phenylketonuria Parents Group
  300.      518 Paco Drive
  301.      Los Altos, CA  94022
  302.      (415) 941-9799
  303.  
  304.      National Phenylketonuria Foundation
  305.      P.O. Box 5129
  306.      Pasadena, TX  77508
  307.      (713) 487-4802
  308.  
  309.      Phenylketonuria Collaborative Study
  310.      Children's Hospital of Los Angeles
  311.      P.O. Box 54700
  312.      Los Angeles, CA  90054
  313.  
  314.      NIH/National Institute of Child Health and Human Development (NICHD)
  315.      9000 Rockville Pike
  316.      Bethesda, MD  20205
  317.      (301) 496-5133
  318.  
  319.      National Association for Retarded Citizens of the U.S.
  320.      P.O. Box 6109
  321.      Arlington, TX 76005
  322.      (817) 261-4961
  323.      (800) 433-5255
  324.  
  325.      National Institute on Mental Retardation
  326.      York University
  327.      Kinsmen NIMR Building
  328.      4700 Keele Street, Downview
  329.      Toronto, Ont. M3J 1P3
  330.      Canada
  331.      (416) 661-9611
  332.  
  333. For Genetic Information and Genetic Counseling Referrals:
  334.  
  335.      March of Dimes Birth Defects Foundation
  336.      1275 Mamaroneck Avenue
  337.      White Plains, NY 10605
  338.      (914) 428-7100
  339.  
  340.      Alliance of Genetic Support Groups
  341.      35 Wisconsin Circle, Suite 440
  342.      Chevy Chase, MD  20815
  343.      800-336-GENE
  344.      301-652-5553
  345.  
  346. References
  347.  
  348. MENDELIAN INHERITANCE IN MAN, 10th Ed.:  Victor A. McKusick, Editor:  Johns
  349. Hopkins University Press, 1992.  Pp. 1629-1638.
  350.  
  351. THE METABOLIC BASIS OF INHERITED DISEASE, 6th Ed.:  Charles R. Scriver, et
  352. al., Editors; McGraw Hill, 1989.  Pp. 318-329.
  353.  
  354. CECIL TEXTBOOK OF MEDICINE, 19th Ed.:  James B. Wyngaarden and Lloyd H.
  355. Smith, Jr., Editors; W.B. Saunders Co., 1990.  Pp. 1101-2.
  356.  
  357. THE MERCK MANUAL, 16th Ed.:  Robert Berkow Ed.; Merck Research
  358. Laboratories, 1992.  Pp. 2235-2236.
  359.  
  360. BIRTH DEFECTS ENCYCLOPEDIA, Mary Louise Buyse, M.D., Editor-In-Chief;
  361. Blackwell Scientific Publications, 1990.  Pp. 1382-1383.
  362.  
  363. NELSON TEXTBOOK OF PEDIATRICS, 14th Ed.; Richard E. Behrman et al; W.B.
  364. Saunders Co., 1992.  Pp. 307-309.
  365.  
  366. BIOCHEMICAL AND NEUROPHSYCHOLOGICAL EFFECTS OF ELEVATED PLASMA
  367. PHENYLALANINE IN PATIENTS WITH TREATED PKU.  Krause W., et al.  J Clin Inv
  368. Jan 1985; 75(1):40-48.
  369.  
  370. PRELIMINARY SUPPORT FOR THE ORAL ADMINISTRATION OF VALINE, ISOLEUCINE AND
  371. LEUCINE FOR PHENYLKETONURIA.  Jordan M.K., et al.  Devel Med Child Neurology
  372. 1985; 27:33-39.
  373.  
  374. LOSS OF INTELLECTUAL FUNCTION IN CHILDREN WITH PHENYLKETONURIA AFTER
  375. RELAXATION OF DIETARY PHENYLALANINE RESTRICTION.  Seashore M., et al.
  376. Pediatrics Feb 1985; 75(2):226-232.
  377.  
  378. ABNORMALITIES IN AMINO ACID METABOLISM IN CLINICAL MEDICINE.  Nyhan,
  379. W.L., Norwalk, Connecticut:  Appleton-Century-Crofts, 1984.
  380.  
  381. TETRAHYDROBIOPTERIN DEFICIENCIES:  PRELIMINARY ANALYSIS FROM AN
  382. INTERNATIONAL SURVEY.  Dhondt J.L., J Pediatr (April 1984; 104(4)).  Pp.
  383. 501-8.
  384.  
  385. PHENYLKETONURIA AND ITS VARIANTS:  S. Kaufman; Adv Hum Genet (1983;13).
  386. Pp. 217-97.
  387.  
  388. DIET TERMINATION IN CHILDREN WITH PHENYLKETONURIA.  A REVIEW OF
  389. PSYCHOLOGICAL ASSESSMENTS USED TO DETERMINE OUTCOME.  Waisbren S.E., et al.  J
  390. Inherited Metab Dis (1980; 3(4)). Pp. 149-53.
  391.  
  392.