Glycerol-Kinase-Mangel

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 11. November 2017
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Bei Glycerol-Kinase-Mangel, auch bekannt unter den Synonymen GK-Mangel, Glycerinkinase-Mangel, Hyperglycerinämie oder ATP-Glycerol-3-Phosphotransferase Defizienz, handelt es sich um eine Stoffwechselkrankheit, die in der Abteilung für Humangenetik behandelt werden kann. Unterschieden wird zwischen dem isolierten, infantilen, juvenilen und adulten Glycerol-Kinase-Mangel.

Inhaltsverzeichnis

Was ist ein Glycerol-Kinase-Mangel?

Bei einem Glycerol-Kinase-Mangel handelt es sich um eine seltene Stoffwechselerkrankung in vier unterschiedlichen Ausprägungen, die humangenetisch behandelt werden kann und zur Kategorie der Erbkrankheiten gehört. Der Stoffwechsel wird angegriffen, weil in der Leber das Glycerin nicht in Glycerin-3-phosphat umgewandelt wird.

Es kommt vielmehr zu einer Oxidation beziehungsweise Phosphorylierung, wodurch Glycerinalehyd-3-phosphat beziehungsweise Glycerin-2-phosphat entsteht. Die Anzeichen reichen von Symptomfreiheit bis hin zu körperlichen Beschwerden und labortechnischen Hinweisen. Die Diagnose kann pretanal und postnatal auf differezialdiagnostischem und molekulardiagnostischem Wege erfolgen.

Eine geistige Behinderung sowie Muskel- und Wirbelkörpererkrankungen können sich einstellen. Therapeutisch ist eine Substitution mit Glucocorticoiden und fettarmer Ernährung angesagt. Vorbeugende Maßnahmen sind bisher nicht bekannt.

Ursachen

An erster Stelle ist ein X-chromosomal-rezessiv vererbter Gendefekt zu nennen. Und zwar bezogen auf das Chromosom Xp21.3. An der Lacation Xp21.2 liegen im GK-Gen Mutationen der Erkrankung zugrunde. Die klinischen Kriterien beziehen sich auf Wachstumsstörungen, geistiger Behinderung, Osteoporose mit vorliegender Frakturneigung.

Bei der Fettverdauung wird Glycerin im Darm freigesetzt, vom Gewebe resorbiert und zur Leber transportiert. Die Glycerinkinase wandelt in der Leber das Glycerin in Glycerin-3-phosphat um. Dafür benötigt das Enzym nicht nur das Substrat sonder auch Adenosintriphosphat, kurz ATP. Bei der Spaltung von diesem Phosphat wird Energie freigesetzt.

Diese nutzt die Glycerinkinase zur Katalysierung der biochemischen Reaktion mit Glycerin-3-phosphat. Findet diese Umwandlung nicht statt, kann es zur Oxidation oder Phosphorylierung (umkehrbares Anhängen einer Phosphatgruppe an ein organisches Molekül in der Biochemie) kommen. Es entsteht Glycerinaldehyd-3-phosphat beziehungsweise Glycerinsäure-2-phosphat. Dadurch wird nicht nur der Stoffwechsel angegriffen. Es kommt vielmehr zu gefährlichen Eingriffen in den Stoffwechsel bezüglich der Verarbeitung von Fetten und Kohlenhydraten.

In selteneren Fällen besteht eine Kombination der klinischen Kriterien mit einer Muskeldystrophie (erblich bedingter Muskelschwund mit zunehmender Muskelschwäche) und einer angeborenen Nebennierenhypoplasie (genetisch bedingte Unterentwicklung der Niere mit unzureichender Zellbildung). Eine weitere Ursache für einen Glycerin-Kinase-Mangel liegt im Apolipoprotein C2 als Bestandteil der Lipoproteine, die helfen, Lipide durch das Blut zu transportieren.

Symptome, Beschwerden & Anzeichen

Die Symptome sind sehr vielseitig aber durch die Betroffenen sehr gut wiederzugeben, sodass eine Anamnese anhand der Patientendarstellung sehr gut und umfangreich erfolgen kann. So zeigen sich angefangen von einer Symptomfreiheit über Erbrechen auch rezidivierende Schweißausbrüche besonders bei Anstrengung und vor dem Essen.

Labortechnisch ist nicht nur eine Hypoglykämie (zu niedriger Blutzuckerspiegel) nachweisbar. Vielmehr sind die Laborparameter im Blut und Urin (Hyperglycerinämie und Hyperglycerinurie) erhöht. Auch ein Enzymmangel sowie eine Pseudohypertriglyceridämie (vorgetäuschte Triglyceriderhöhung im Blut) können nachgewiesen werden.

Eine Ketoazidose (gefährliche Stoffwechselentgleisung durch Insulinmangel) und eine geistig motorische Retardierung, gemessen am Durchschnitt der relevanten Altersgruppe, können die mögliche Symptomatik erweitern.

Diagnose & Krankheitsverlauf

Die Diagnose erfolgt postnatal im Rahmen einer molekulargenetischen Untersuchung unter anderem anhand einer DNA-Sequenzanalyse des GK-Gens. Dafür werden drei bis fünf ml EDTA-Blut benötigt. Das Ergebnis liegt nach zwei bis drei Wochen vor. Im Urin sowie im Blutserum ist freies Glycerin mit erhöhten Werten nachweisbar. Bei Vorliegen einer medizinischen Indikation erfolgt die Laboruntersuchung mittels Überweisungsschein.

Differenzialdiagnostisch ist unter anderem das sehr seltene Snyder-Robinson-Syndrom abzugrenzen. Dabei handelt es sich um eine angeborene Erkrankung, die sich hauptsächlich mit einer geistigen Behinderung, einer Muskelatrophie, einer Osteoporose oder Kyphoskoliose (unphysiologische, nach dorsal gerichtete Wirbelsäulenverkrümmung) aber auch einer Asymmetrie des Gesichts sowie einer Gangunsicherheit darstellen kann.

Eine Diagnosestellung ist auch bereits im pränatalen Stadium möglich. Die gesamte Labordiagnostik kann auf biochemische und molekulardiagnostische sowie auf das heterozygoten-Screening mittels NGS beruhen. Die „Diagnosis of intellectual disability“ als postnatale Diagnostik gilt der Mutationssuche, dem Mutationsscreening sowie der Sequenzierung.

Komplikationen

Durch den Glycerol-Kinase-Mangel kommt es zu sehr unterschiedlichen Symptomen. In den meisten Fällen tritt allerdings ein Erbrechen auf, welches bei den Patienten mit starken Schweißausbrüchen begleitet wird. Die Lebensqualität wird durch die Symptome erheblich eingeschränkt, wobei diese in den meisten Fällen direkt nach dem Verzehr von Nahrungsmitteln auftreten.

Ebenso kommt es zu motorischen Beschwerden, sodass gewöhnliche Tätigkeiten im Alltag nicht mehr durchgeführt werden können. Die meisten Betroffenen leiden auch an einer gestiegen Retardierung und sind dabei in ihrem Alltag auf die Hilfe anderer Menschen angewiesen, um diesen zu meistern. Nicht selten kommt es auch zu Bewegungsstörungen und zu einer Gangunsicherheit, sodass die Patienten an einer erhöhten Sturzgefahr und Unfallgefahr leiden.

Es ist nicht möglich, den Glycerol-Kinase-Mangel direkt zu behandeln, sodass die Behandlung nur in Form einer passenden Diät stattfindet. Diese Diät muss relativ fettarm sein, damit der Mangel beseitigt werden kann. Bei einer frühzeitigen Diagnose können viele Symptome eingeschränkt und Folgeschäden vermieden werden.

Die Lebenserwartung wird durch die Krankheit zwar nicht verringert, allerdings wird der Alltag der Patienten erheblich eingeschränkt. Auch die Eltern und Angehörigen der Patienten leiden stark durch den Glycerol-Kinase-Mangel an psychischen Beschwerden und gegebenenfalls an Depressionen.

Wann sollte man zum Arzt gehen?

In der Regel sollte ein Glycerol-Kinase-Mangel immer von einem Arzt untersucht werden. Bei dieser Erkrankung kommt es nicht zu einer Selbstheilung. Die Beschwerden nehmen in der Regel zu und wirken sich sehr negativ auf die Lebensqualität des Betroffenen aus. Ein Arzt sollte dann aufgesucht werden, wenn es sehr häufig und vor allem unbegründet zu Erbrechen kommt. Allerdings können auch starke Schweißausbrüche auf den Glycerol-Kinase-Mangel hindeuten und sollten untersucht werden. Vor allem nach der Einnahme von Nahrung können diese eintreten.

In vielen Fällen führt der Glycerol-Kinase-Mangel auch zu einer geistigen und motorischen Retardierung. Diese kann vor allem durch die Eltern oder durch die Angehörigen festgestellt werden und sollte ebenfalls von einem Arzt untersucht werden. In erster Linie eignet sich dafür der Besuch bei einem Allgemeinarzt oder bei einem Kinderarzt. Die Behandlung selbst richtet sich nach den genauen Beschwerden und auch nach der Ursache des Mangels. Eine frühzeitige Diagnose und Behandlung wirkt sich positiv auf den Verlauf der Erkrankung aus.

Behandlung & Therapie

Die Behandlung besteht aus einer fettarmen Diät. Besteht gleichzeitig eine adrenale Hypoplasie, kann eine Substitution mit Glucocorticoiden nicht nur wichtig, sondern sogar lebensnotwendig sein. Für eine geeignete Therapie zur Begrenzung der möglichen Folgeerkrankungen ist es wichtig, die Krankheit so früh wie möglich zu erkennen und entsprechend zu behandeln.

Die pränatale Diagnostik ist diesbezüglich ein Meilenstein in der differezialdiagnostischen und molekulardiagnostischen Medizin. In allen Fetten und Fettsäureestern (Triglyceride = dreifache Ester des Glycerins) kommt Glycerin vor. Die Höhe der Konzentration dieser Triglyceride im Blut stellt den Indikator für die Gesundheit des Menschen.

Bei einer angedachten Therapie können folgende Werte zugrunde gelegt werden: Liegt der Wert der Triglyceride über 150 Milligramm pro dl wird er als zu hoch eingestuft und kann auf eine Fettstoffwechselstörung (Hypertriglyderidämie) hinweisen. Eine Ursache dafür kann einerseits eine genetische Veranlagung sein und andererseits ein Mangel an Lipoproteinlipase.

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Vorbeugung

Der medizinischen Forschung ist es bis heute nicht gelungen, zielführende Maßnahmen im Rahmen einer Prophylaxe zu entwickeln. Somit ist die beste Möglichkeit für eine gezielte Behandlung im Anfangsstadium die frühestmögliche Erkennung eines Glycerin-Kinase-Mangels.

Bücher über den Stoffwechsel

Quellen

  • Arasteh, K., et. al.: Innere Medizin. Thieme, Stuttgart 2013
  • Hahn, J.-M.: Checkliste Innere Medizin. Thieme, Stuttgart 2013
  • Piper, W.: Innere Medizin. Springer, Berlin 2013

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