Von Dr. Sanchari Sinha Dutta, Ph.D.Rezensiert von Emily Henderson, B.Sc.

Anlagebedingte Stoffwechselstörungen sind eine Gruppe genetischer Störungen, die durch eine abnorme Funktion bestimmter Proteine im Zusammenhang mit Stoffwechselwegen verursacht werden.

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Was sind anlagebedingte Stoffwechselstörungen?

Anlagebedingte Stoffwechselstörungen sind in erster Linie mit der unsachgemäßen Verdauung von Nahrungsmitteln und Defekten bei der Speicherung von Kohlenhydraten, Fettsäuren und Proteinen verbunden, was zu einer anormalen Anhäufung von Stoffwechselprodukten und einer verminderten Energieproduktion führt.

Diese Krankheiten werden durch Mutationen in Genen verursacht, die für Enzyme, Membrantransporter und andere funktionelle Proteine im Zusammenhang mit verschiedenen Stoffwechselwegen kodieren. Sie werden meist autosomal-rezessiv vererbt, seltener autosomal-dominant oder X-chromosomal.

Obwohl einzelne angeborene Stoffwechselstörungen sehr selten sind, sind sie insgesamt sehr häufig und betreffen 1 von 2500 Säuglingen bei der Geburt. Es gibt verschiedene Arten von angeborenen Stoffwechselstörungen, darunter Ahornzucker-Urin-Krankheit, Fruktoseintoleranz, Galaktosämie und Phenylketonurie. Diese Störungen können durch Neugeborenen-Screening-Tests festgestellt werden.

Klassifizierung angeborener Stoffwechselstörungen

Angeborene Stoffwechselstörungen werden hauptsächlich nach ihrem Auftreten, den primären Anzeichen und Symptomen, den betroffenen Organen/Systemen und dem Krankheitsbild (akut/chronisch) eingeteilt.

Bei organischen Azidämien ist der Stoffwechsel von Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten gestört, was zu metabolischer Azidose mit Ketose, erhöhtem Laktatspiegel und Hyperammonämie führt. Häufige Beispiele sind Methylmalonsäureanämie und multiple Carboxylasemängel.

Bei Fettsäureoxidationsstörungen ist der mitochondriale Beta-Oxidationsweg gestört. Auch der Carnitin-Transportweg kann gestört sein, was zu einem abnormalen Fettsäuretransport führt. Diese Störungen sind durch Hypoglykämie mit Hypoketose, Kardiomyopathie und Hyperammonämie gekennzeichnet. Häufige Beispiele sind kurz-, mittel- und langkettige Acyl-CoA-Dehydrogenase-Mängel.

Aminosäureopathien werden durch Mängel an Enzymen im Zusammenhang mit dem Aminosäurestoffwechsel verursacht. In einigen Fällen ähneln die Merkmale von Aminosäurenopathien denen von organischen Säurestörungen; im Allgemeinen sind die Merkmale jedoch unspezifisch und heterogener Natur. Häufige Beispiele sind die Phenylketonurie, die Ahornsirup-Urin-Krankheit, die Tyrosinämie und die Homocystinurie.

Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels werden in erster Linie durch einen unsachgemäßen Kohlenhydratstoffwechsel, eine abnorme Glykogensynthese oder eine gestörte Gluconeogenese verursacht. Diese Störungen sind durch Hypoglykämie, Laktatazidose oder Ketose und Hepatosplenomegalie gekennzeichnet. Häufige Beispiele sind Fruktoseintoleranz, Galaktosämie, Fruktose-1,6-Diphosphatase-Mangel und Glykogenspeicherkrankheiten.

Bei lysosomalen Speicherkrankheiten kommt es in vielen Geweben zu einer lysosomalen Akkumulation von Glykoproteinen, Glykolipiden und Glykosaminoglykanen. Diese Störungen sind durch Neurodegeneration, Organomegalie und Vergröberung des Gesichts gekennzeichnet. Häufige Beispiele sind die Niemann-Pick-Krankheit, die Gaucher-Krankheit und die Mukopolysaccharidose.

Die Milchsäureazidose ist durch eine anormale Ansammlung von Milchsäure im Blut gekennzeichnet. Die Erkrankung wird durch einen geringeren Sauerstoffgehalt im Gewebe verursacht, der die Produktion von Milchsäure auslöst. Häufige Beispiele sind Pyruvat-Dehydrogenase-Mangel und Cytochrom-Oxidase-Mangel.

Harnstoffzyklus-Störungen treten auf, wenn Stickstoff aus dem Proteinstoffwechsel nicht in Harnstoff umgewandelt werden kann, was zu einer anormalen Ansammlung von Ammoniak im Blut führt. Diese Störungen sind durch Hyperammonämie und respiratorische Alkalose gekennzeichnet. Gängige Beispiele sind Ornithin-Transcarbamylase-Mangel, Citrullinämie und Argininobernsteinsäureurie.

Peroxisomale Störungen treten aufgrund eines Defekts an peroxisomalen Enzymen oder einer fehlerhaften Biogenese von Peroxisomen auf. Die klinischen Merkmale sind im Allgemeinen ähnlich wie bei lysosomalen Speicherkrankheiten. Häufige Beispiele sind das Zellweger-Syndrom und die neonatale Adrenoleukodystrophie.

Welche Symptome treten bei angeborenen Stoffwechselstörungen häufig auf?

Die Anzeichen und Symptome von angeborenen Stoffwechselstörungen hängen von den jeweiligen Bedingungen ab. Zu den häufigsten Symptomen gehören Gewichtsverlust, mangelndes Wachstum bei Säuglingen und Kindern, Energiemangel, starke Müdigkeit, niedriger Blutzuckerspiegel, hoher Ammoniak- oder Säurespiegel im Blut, gestörte Leber- und Magenfunktionen, Erbrechen, Durchfall, Entwicklungsverzögerungen, Krampfanfälle und andere Defekte des zentralen Nervensystems.

Wie werden diese Störungen diagnostiziert?

Bei der Geburt wird ein Neugeborenen-Screening durchgeführt, um mögliche Anzeichen für angeborene Stoffwechselstörungen bei Säuglingen festzustellen. Da einige Erkrankungen mit einer Vielzahl von Symptomen einhergehen, können Ärzte mehrere Tests verlangen. Werden Anomalien festgestellt, werden weitere Tests durchgeführt, um die Diagnose zu bestätigen.

Um das Vorhandensein von angeborenen Stoffwechselstörungen zu prüfen, gibt es Leitlinien für Hausärzte. Diese lauten wie folgt:

• Differenzialdiagnose von Sepsis, toxischer Ingestion oder anoxischer Enzephalopathie
• Bestehen der Symptome auch nach der Behandlung von allgemein vermuteten Erkrankungen
• Fehlende definitive Diagnose durch gängige Labortests
• Akute oder chronische Präsentation der Erkrankung; Wiederkehrende oder fortschreitende Erkrankung in jedem Alter
• Auftreten der Krankheit auch ohne familiäre Vorbelastung durch eine genetische oder metabolische Störung
• Tod des Neugeborenen aus unerkannter Ursache

Zur Bestätigung der Diagnose werden häufig Labortests durchgeführt, um den Ammoniakgehalt oder andere Bestandteile im Blut oder Urin zu analysieren. Bei einigen Erkrankungen werden auch Gewebeproben aus Leber, Muskeln, Knochenmark, Gehirn oder Haut entnommen.

Wie werden angeborene Stoffwechselstörungen behandelt?

Die Behandlung von angeborenen Stoffwechselstörungen hängt von der jeweiligen Erkrankung ab. In einigen schweren Fällen benötigen die Patienten möglicherweise Unterstützungssysteme für Atmung und Herz. Da es anfangs nicht möglich ist, festzustellen, welcher Stoffwechselweg gestört ist, ist es wichtig, alle Arten von oraler Zufuhr zu stoppen. Zur Deckung des Energiebedarfs wird diesen Patienten intravenös Puroglukose (8 – 10 mg/kg/min) verabreicht.

Wenn keine Fettsäureoxidationsstörungen vorliegen, können intravenöse Lipidlösungen verabreicht werden. 48 bis 72 Stunden lang sollte kein Eiweiß verabreicht werden, bis Defekte in den Eiweißstoffwechselwegen ausgeschlossen sind. Patienten mit Hyperglykämie sollten mit Insulin behandelt werden.

Es ist auch wichtig, toxische Metaboliten, die sich im Blut angesammelt haben, zu entfernen. Bei einer schweren Hyperammonämie kann beispielsweise eine Hämodialyse durchgeführt werden. Patienten mit Enzymmangel können von Enzymersatztherapien profitieren.

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Geschrieben von

Dr. Sanchari Sinha Dutta

Dr. Sanchari Sinha Dutta ist eine Wissenschaftskommunikatorin, die daran glaubt, die Macht der Wissenschaft in jedem Winkel der Welt zu verbreiten. Sie hat einen Bachelor of Science (B.Sc.) und einen Master of Science (M.Sc.) in Biologie und Humanphysiologie. Nach ihrem Master-Abschluss promovierte Sanchari in Humanphysiologie. Sie hat mehr als 10 Original-Forschungsartikel verfasst, die alle in weltbekannten internationalen Zeitschriften veröffentlicht wurden.

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