Speicherkrankheiten: Krank durch Überladung mit Stoffwechselprodukten

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Kohlenhydrate und Fette sind lebensnotwendige Bestandteile des Organismus. Reichern sich einzelne davon in Organen an, wie es bei Glykogenosen, Mukopolysaccharidosen und Lipidosen geschieht, hat das aber negative Konsequenzen.

Lagern sich bestimmte Substanzen in unüblichen Mengen im Organismus ab und führen zu Funktionsstörungen diverser Organe, stecken sogenannte Thesaurismosen (Speicherkrankheiten; griech.: thesaurisma = Vorrat) dahinter. Je nach dem angesammelten Material unterscheidet man zwischen Glykogenosen (übermäßige Stärke-Speicherung), Mukopolysaccharidosen (Anhäufung von Mehrfachzuckern), Sphingolipidosen (Ansammlung fettartiger Stoffe), Hämosiderosen (Hämochromatosen; überfüllte Eisenspeicher) u.a.m. Es handelt sich dabei jeweils um Gruppen von Erkrankungen, denen in der Regel (meist autosomal-rezessiv) vererbte Defekte von Enzymen, die normalerweise am Ab- oder Umbau bestimmter Substanzen mitwirken, zugrunde liegen, sodass es zu Stoffwechselstörungen kommt.

Glykogenspeicherkrankheiten: Schadhafter Kohlenhydratabbau macht krank

Bei dieser Gruppe von Erkrankungen kann das in der Leber, Muskulatur und anderen Organen gespeicherte Glykogen (tierische Stärke) nicht oder nur unvollständig abgebaut bzw. zu Glukose umgewandelt werden. Abhängig von ihrem Entdecker und dem ursächlichen Enzymdefekt unterscheidet man zwischen verschiedenen Typen von Glykogenosen:

Typ I – Morbus von Gierke / Morbus van Creveld / hepatorenale Glykogenose: Ein Mangel an Glukose-6-Phosphatase führt dazu, dass beim Glykogenabbau anfallendes Glukose-6-Phosphat in der Leber und den Nieren verbleibt. Das zieht eine Vergrößerung dieser Organe (Hepatomegalie, Nephromegalie) und Funktionsstörungen (Leberinsuffizienz) nach sich, außerdem erhöhte Blutfett- und Harnsäurespiegel, einen Kleinwuchs und ein “Puppengesicht“.

Typ II – Morbus Pompe / Maligne Glykogenose / generalisierte Glykogenose / Pompe-Krankheit, Pompesche Erkrankung: Der Mangel an alpha-1,4-Glucosidase bewirkt in erster Linie eine Kardiomegalie (Herzvergrößerung) mit Herzinsuffizienz (Herzschwäche) sowie neurologische und muskuläre Schäden. Besonders dramatisch verläuft die infantile Form der Erkrankung, bei der es bereits im ersten Lebensjahr als Folge einer massiven Herzvergrößerung zum Tod durch Herzversagen kommt. Bei Jugendlichen (juveniler M. Pompe) und Erwachsenen (adulter M. Pompe) ist sowohl ein milder als auch ein schwerer Verlauf möglich. Es zeigt sich eine fortschreitende Muskelschwäche, die vor allem die Oberarme, Oberschenkel und das Becken betrifft und die Bewegungsfähigkeit beeinträchtigt. Aber auch die Atemmuskulatur, die eine künstliche Beatmung erforderlich machen, Atemwegsinfektionen (z.B. Lungenentzündung) begünstigen und zum tödlichen Atemversagen führen kann. Eine weitere recht häufige Todesursache beim Morbus Pompe ist die Ruptur (Zerreißen) eines Hirnarterien-Aneurysmas (Arterienausbuchtung mit verdünnter Gefäßwand).

Typ III – Morbus Forbes / Morbus Cori / Forbes-Syndrom / Cori-Krankheit / hepatomuskuläre Glykogenose / benigne Glykogenose / Debrancher- Glykogenose: Die Speicherkrankheit geht mit einem Mangel an Amylo-1,6-Glucosidase (debranching enzyme) einher, der eher milde Auswirkungen auf den Kohlenhydratstoffwechsel hat. Es kommt zur Glykogeneinlagerung in die Leber, Nieren und den Herzmuskel sowie zu Hypoglykämien (Unterzuckerungen). Die Typ III-Glykogenose tritt in mehreren Formen auf (Subtyp A bis F), die unterschiedliche Ablagerungsmuster zeigen.

Typ IV – Morbus Andersen / Amylopektinose: Ein Mangel an alpha-1,4-Glucan-6-Glykosyltransferase bewirkt, dass Glykogen als Amylopektin-artige Substanz in der Leber, Milz und den Lymphknoten gespeichert wird, eine Hepatosplenomegalie (Vergrößerung der Leber und Milz) und schließlich eine Leberzirrhose verursacht.

Typ V – Morbus McArdle / McArdle-Syndrom: Vor allem in der Skelettmuskulatur fehlt es am Enzym alpha-Glucan-Phosphorylase, sodass das Muskelglykogen nicht mehr abgebaut und bedarfsmäßig zu Laktat verstoffwechselt werden kann. Das äußert sich in einer belastungsabhängigen Myasthenie (Muskelschwäche), Myalgie (Muskelschmerzen) und Steifheit der Muskulatur sowie einer Myoglobinurie (Muskeleiweiß-Ausscheidung im Harn). Die Symptome bessern sich innerhalb einiger Minuten der muskulären Anstrengung  infolge einer Umstellung des Muskel-Energiestoffwechsels (“second wind“-Phänomen).

Typ VI –Morbus Hers / Cori-6a/b-Glykogenose: Es fehlt vor allem in der Leber am Enzym alpha-Glucan-Phosphorylase, sodass eine Hepatomegalie (Lebervergrößerung) entsteht mit erhöhten Leberwerten, Azidose (Übersäuerung durch erhöhtes Laktat), Hypoglykämien (Unterzuckerungen), Hyperlipidämie (erhöhte Blutfette), Stammfettsucht und Minderwuchs.

Typ VII – Morbus Tarui / Tarui-Glykogenose: Ein Phosphofructokinase-Mangel führt zu einer Anhäufung von Stoffwechselprodukten, die die Gluconeogenese (Zuckerbildung aus Aminosäuren etc.) und Glykolyse (Zuckerabbau) hemmt und damit zu belastungsabhängigen Muskelkrämpfen mit Myoglobinurie und einer hämolytischen Anämie.

Typ VIII und IX – X-chromosomale Glykogenosen: ein Defekt der Phoshorylase-b-kinase der Leber führt zu einer mild verlaufenden Hepatomegalie und Wachstumsverzögerung.

Mukopolysaccharidosen: fehlerhafte Zuckerspaltung bewirkt Behinderungen

Bei einigen Stoffwechselerkrankungen (lysosomale Speicherkrankheiten) fehlen in den Lysosomen (bläschenförmige, von einer Membran umschlossene Zellbestandteile mit Verdauungsfunktion) Enzyme oder können ihre Funktion (Spaltung bestimmter Substanzen) nicht effizient genug erfüllen. Somit kommt es zu einer Anreicherung der zu spaltenden Stoffe – im Fall der Mukopolysaccharidosen (MPS) also der Glykosaminoglykane (Mucopolysaccharide, langkettige Zuckermoleküle) – in den Lysosomen mit nachfolgender Störung des Zellstoffwechsels und Funktionseinbußen in verschiedenen Organen, z.B. im Gehirn, der Haut oder am Bewegungsapparat. Dafür verantwortlich sind autosomal-rezessiv vererbte Gendefekte.

Auch hier unterscheidet man verschiedene Typen (MPS I bis MP IX) und Subtypen, die auf der Dysfunktion unterschiedlicher Enzyme beruhen. Dementsprechend kommt es zu diversen Syndromen wie beispielsweise beim alpha-L-Iduronidase-Defekt zum Hurler-Syndrom (MPS I, Subtyp H), beim Iduronat-2-Sulfatase-Mangel zum Hunter-Syndrom (MPS II) oder bei einer Funktionsstörung der Heparansulfatsulfamidase zum Sanfilippo-Syndrom (MPS III, Subtyp A).

Lipidspeicherkrankheiten: (tödliche) Nervenschäden durch defekten Fettabbau

Ebenso zu den lysosomalen Speicherkrankheiten zählen viele Sphingolipidosen, das sind genetisch bedingte, auf Enzymdefekten beruhende Störungen des Stoffwechsels unterschiedlicher Sphingo(glyko)lipide (Bestandteile der Zellmembran, z.B. Sphingomyelin, Glukozerebrosid, Zeroidlipofuszin, Ganglioside), die sich in verschiedenen Organen ansammeln, wobei meist das zentrale Nervensystem (Gehirn, Rückenmark) dazu gehört. Dementsprechend kommt es hauptsächlich zu neurologischen Ausfallerscheinungen, Retardierungen (Entwicklungsrückstände) oder auch einer Amaurose (Blindheit) sowie der Vergrößerung und Funktionsstörung innerer Organe (z.B. Leber, Nieren). Die Krankheiten treten in der Regel bereits in den ersten Lebensjahren zutage und führen häufig zum Tode. Voneinander unterscheiden lassen sich die Lipidspeicherkrankheiten durch chemische Analysen des angehäuften Lipids bzw. durch den Nachweis des Enzymdefekts.

Drei Vertreter der zahlreichen Sphingolipidosen sind

  • der Morbus Tay-Sachs (amaurotische Idiotie, GM2-Gangliosidose), ein Defekt der Hexosaminidase A, der eine Anreicherung des Gangliosids GM2 in Nervenzellen mit nachfolgender Gehirndegeneration, Blindheit und typischem kirschrotem Makulafleck (Macula lutea = gelber Fleck, Stelle des schärfsten Sehens) bewirkt.
  • das Niemann-Pick-Syndrom (Sphingomyelinose), wo ein Sphingomyelinase-Defekt Ablagerungen von Sphingomyelin in Hirn, Leber und Milz hervorruft mit Symptomen wie Krampfanfällen, Ataxie (gestörte Bewegungskoordination) und einer Hepatosplenomegalie.
  • der Morbus Gaucher, bei dem ein β-Glukosidase-Defekt zu einer Speicherung von Glukocerebrosid in der Leber, Milz und den roten Blutkörperchen führt mit Hepatosplenomegalie, Panzytopenie (verminderte Zahl von Blutzellen) und einer typischen Verformung der Oberschenkelknochen (Erlenmeyerkolben-Deformität).

Therapie der Speicherkrankheiten

Da Speicherkrankheiten durch Gendefekte entstehen, gibt es für sie keine kausale Therapie. So bleibt als Therapieziel, wenn möglich nachteilige Auswirkungen hintanzuhalten (z.B. durch diätetische Maßnahmen) bzw. auftretende Symptome zu lindern (z.B. durch Physiotherapie). Beim Morbus Pompe kann die regelmäßige intravenöse Zufuhr des im Labor hergestellten, fehlenden Enzyms zumindest bei einem Teil der Betroffenen, v.a. bei der infantilen Form, zu einer Besserung führen.

Auch wenn es sich um Erbkrankheiten handelt, lässt sich an den Eltern nicht anhand ev. Symptome erkennen, ob ihrem Nachwuchs eine Speicherkrankheit droht, denn die meisten dieser Stoffwechselstörungen werden autosomal-rezessiv vererbt, d.h. es besitzen zwar beide Eltern das defekte Gen (Carrier), sie selbst sind aber gesund. Im Rahmen einer Pränataldiagnostik lassen sich einige dieser Leiden aber mit einer Fruchtwasseruntersuchung oder Biopsie (Gewebeentnahme) bzw. mittels Genanalysen entdecken.

 

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Übersicht Glykogenosen
Übersicht Mukopolysaccharidosen
Übersicht Sphingolipidosen

Links zu unserem Lexikon:
Wilsonsche Erkrankung (Kupferspeicherstörung)
Hämochromatose (Hämosiderose, Eisenspeicherkrankheit)