카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스(Carnitine Palmitoyltransferase: CPT) 결핍증은 근육이 지방에서 에너지를 얻는 과정에 필요한 효소의 부족으로 인해 나타나는 대사질환으로, 골격근에 영향을 주어 골격근 기능에 이상이 생기는 질환입니다.

증상으로 근육통, 근육경직, 허약을 보이며 근육 조직이 분해(횡문근 융해: Rhabdomyolysis)되어 혈중 미오글로불린(Myoglobulin: 근육 단백질)이 상승하여 소변에서 미오글로불린이 검출됩니다(미오글로불린뇨증: Myoglobulinuria). 미오글로불린이 배출된 소변은 검붉은 갈색을 띠기도 하며, 특히 환자가 많이 움직인 뒤 상당 시간 지난 후 검붉은 갈색 소변을 보는 것을 쉽게 관찰할 수 있습니다. 또한 혈액 내에 정상적으로 존재하는 지방 대사산물인 케톤의 농도가 떨어져 있으며, 지방을 에너지원으로 사용할 수 없어 쉽게 저혈당 증상이 나타납니다.

카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스 결핍증은 1형(Type1)과 2형(Type2) 두 가지로 구분됩니다. 1형은 성인과 청소년에서 주로 발생하며, 2형은 성인에게서 나타나지만 드물게 영아에서도 발생하며, 영아에게 발생 시 증상이 매우 심각할 수 있습니다. 가족 중 한 사람이 이 질환을 가지고 있다면 다른 가족들도 카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스 결핍증을 가지고 있는지에 대한 검사를 받아보아야 합니다.

카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스 결핍증은 매우 희귀한 질환으로 남성과 여성에게 같은 비율로 발병합니다. 1형은 지금까지 약 50명이 못되는 증례가 보고 되었으며, 북미 일부 지역의 사람들과 알라스카, 캐나다, 그린란드 인디언인 이누이트에서 발생 빈도가 높습니다. 2형은 200명 이상의 환자가 보고 되었으며, 30명의 영아 환자가 보고 된 바 있습니다.

[카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스(팔미토일전환효소)의 작용]

지방 대사에 필요한 중요한 효소 중 하나입니다. 이 효소는 카르니틴(Vitamin B7)과 함께 긴사슬지방산(long-chain fatty acid)이 미토콘드리아 안으로 들어가서 세포 내 에너지를 생성하도록 돕습니다. 그러므로 카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스에 장애가 생기면 근육 내 에너지가 부족하게 되어 여러 가지 증상이 나타나고, 높은 농도로 체내를 순환하던 긴사슬지방산이 조직에 쌓이게 되어 간, 심장, 근육에 손상을 입히게 됩니다.

카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스 결핍증은 상염색체 열성 유전 질환으로 추측하고 있습니다.

1형은 「CPTase 1」의 생산을 조절하는 유전자의 손상으로 생긴다고 여겨지며, 이 유전자는 11번 염색체의 장완에 위치(11q22-23)합니다.

2형은 「CPTase 2」의 생산을 조절하는 유전자의 손상으로 생긴다고 여겨지며, 이 유전자는 1번 염색체의 단완에 위치(1p32)합니다.

심한 신체 활동 후 일정 시간이 지나면 근육에 심한 피로가 생깁니다. 그 결과 일상생활에 장애를 초래하는 근육통과 근육 경직, 허약이 며칠간 계속될 수 있습니다. 골격근의 파괴가 있은 후에는 검붉은 갈색 소변이 나오게 됩니다. 저혈당증이 쉽게 나타나며, 지방산이 조직에 쌓여 간, 신장 등의 기능에 장애가 생기기도 하며, 이 과정에서 사구체가 손상되며 신장 기능이 떨어지고 신장 기능의 악화로 여러 가지 생명을 위협하는 합병증이 생길 수 있습니다. 저혈당으로 뇌기능이 손상될 수도 있으며, 이러한 증상들은 환자의 생명을 위험하게 만들 수 있습니다.

증상들은 대부분 성인이 되면서 두드러지게 나타나지만, 청소년기에 나타나기도 하며, 당뇨병을 가지고 있거나 영양상태가 좋지 못한 사람들에게서 증상이 더욱 뚜렷하게 나타날 수 있습니다. 이 질환을 앓는 사람들은 근육 조직이 융해되어 소변으로 미오글로빈(미오글로불린)이 배출됩니다. 미오글로빈(미오글로불린)의 배출은 심한 신체 활동, 바이러스 감염, 수면 부족, 영양 결핍, 장기간의 심한 추위 등의 상황 후 나타납니다. 당뇨병이나 고지방식이를 섭취한 사람들에게서 더 뚜렷하게 나타납니다.

2형 카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스 결핍증이 영아에게서 발병한 경우 그 증상은 더욱 심각합니다. 극심한 저혈당, 심근병증으로 인한 부정맥이 나타날 수 있으며, 지방대사의 부산물인 케톤이 거의 형성되지 않아 저케톤혈증이 저혈당증과 함께 동반(Hypoketotic hypoglycemia)되며, 이로 인해 뇌손상이 초래될 확률이 높습니다.

근육경직, 검붉은 갈색 소변, 근육통, 신장기능 손상, 골격근의 파괴, 간비대, 허약, 뇌손상, 저케톤혈증을 동반한 저혈당, 심근병증 등이 동반될 수 있습니다.

1. 제 1형 카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스 결핍증

섬유모세포(Fibroblast), 백혈구(Leukocytes), 근육 조직에서 카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스(CPT) 효소의 활성도를 측정하여 진단을 내릴 수 있습니다. 몇 가지 혈액검사에서 이상이 나타나지만 그 중 가장 중요한 것은 저케톤혈증이 저혈당증과 함께 동반되어 나타나는 것(Hypoketotic hypoglycemia)입니다. 유전자 분석이 가능하며 진단에 도움이 될 수 있습니다.

2. 제 2형 카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스 결핍증

근육 조직에서 카르니틴 팔미토일트란스퍼레이스(CPT-II) 효소의 수치를 측정하여 진단을 확정할 수 있습니다. 그러나 근육 조직이 아닌 다른 조직에서 이 효소를 검사할 경우 주의해야 한다. 유전자 검사를 통해 이 질환의 원인이 되는 유전자의 변이를 확인하는 것이 진단에 도움이 될 수 있습니다. 그러나 아직 질환을 일으키는 모든 돌연변이 유전자가 발견되지 않았으므로 오직 하나의 유전자 돌연변이만 나타났거나, 완전히 음성으로 결과가 나왔다 할지라도 이 질환이 아니라고 단언할 수는 없습니다.

1형(Type1)과 2형(Type2)의 증상은 시작되는 나이, 심각한 정도는 다르지만 치료는 비슷하게 진행됩니다. 진단을 통해 환자에게서 나타나는 장애 정도를 평가하고 더 이상 악화되지 않도록 예방하는 것이 중요하며 특히 당뇨병이 있을 경우 매우 중요합니다.

질병이 악화되는 것을 예방하기 위해 심한 운동과 스트레스, 고지방식품은 피하고, 적절한 영양분을 섭취하고, 몸을 따뜻하게 유지해야 하며, 식사를 건너뛰는 것도 피해야 합니다.

음식 섭취는 저단백, 저지방, 고탄수화물 식이가 바람직하며, 수분을 충분히 섭취해야 합니다. 중간 사슬 지방산(Medium-chain fatty acids)은 긴 사슬 지방산(Long-chain fatty acid)과는 달리 미토콘드리아로 들어가지 않아도 되므로 카르니틴 제 1형 팔미토일트란스퍼레이스 결핍증 환자에게 투여했을 때 좋은 효과를 보이며, 또한 제 2형(Type2) 환자들에게도 예방적으로 도움이 됩니다. 카르니틴(비타민 B7) 보충제(Carnitine supplements)도 도움이 될 수 있습니다.

추가적으로 증상의 완화를 목표로 하는 대증요법과 각종 부작용과 합병증을 조절하고 완화시키기 위해 지지요법(Supportive therapy)을 시도할 수 있습니다.