Propionazidämie

Die meiste Energie im Körper wird aus Kohlenhydraten gewonnen. Durch Verdauung und Stoffwechsel werden Kohlenhydrate in einfachere Substanzen wie Glukose zerlegt, die zur Energiegewinnung verwendet werden können. Wenn Kohlenhydrate nicht ausreichen, ist der Körper manchmal auf Proteine ​​und Fette zur Energiegewinnung angewiesen. Diese Nährstoffe müssen zunächst in einfachere Substanzen zerlegt und dann durch die Wirkung bestimmter Enzyme in Glukose umgewandelt werden.

Propionazidämie Definition

Propionazidämie (PA) ist ein Zustand, bei dem sich Propionsäure im Blutkreislauf ansammelt. Propionsäure ist ein Zwischenprodukt bei der Umwandlung von Aminosäuren und Fettsäuren in Glucose. Der Zustand entsteht durch eine abnormale Aktivität des Propionyl-Coenzym-A-Carboxylase (PCC)-Enzyms, das letztendlich die Akkumulation von Propionsäure im Blut ermöglicht. Propionazidenämie ist eine inhärente Krise des Aminosäure- und Fettsäurestoffwechsels, die bei Säuglingen innerhalb der ersten Lebenswoche selbst zum Tod führen kann. Obwohl viele Fälle undokumentiert bleiben, betrifft PA jedes Jahr schätzungsweise 1 von 35.000 Neugeborenen.

Pathophysiologie der Propionazidämie

Protein und Fett für Energie

Wenn die Glukoseversorgung niedrig ist, wie beim Hungern oder bei Diabetes mellitus, werden Nicht-Kohlenhydratquellen wie Proteine ​​​​und Fette zur Energiegewinnung verwendet. Proteine ​​und Fette aus Lebensmitteln oder internen Körperspeichern zerfallen in einfachere Produkte – Aminosäuren bzw. Fettsäuren. Die Aminosäuren und Fettsäuren werden weiter abgebaut, um Energie zu produzieren und stickstoffhaltige Abfallstoffe freizusetzen, die aus dem Körper ausgeschieden werden müssen.

Fette und Proteine ​​haben neben der Energieversorgung noch weitere Funktionen im Körper. Die Verwendung von Proteinen und Fetten als Brennstoffquellen führt zur „Verschwendung“ von Organen und zur Bildung von Ketonkörpern, die die normale Blutchemie und die Funktion der Organe beeinträchtigen können. Um eine Verschwendung und andere Folgen der Verwendung von Proteinen zur Energiegewinnung zu verhindern, ist eine angemessene Proteinaufnahme über die Nahrung erforderlich, um den Verlust auszugleichen und somit das Stickstoffgleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten.

Propionyl-Coenzym A-Carboxylase

Um Aminosäuren (Eiweiß) und Fettsäuren (Fette) zur Energiegewinnung zu nutzen, muss ihre Struktur so verändert werden, dass sie der Glukose chemisch ähnlich wird. Diese Verbindungen haben weniger Kohlenstoffatome als Glucose. Um dies zu erreichen, müssen diese Verbindungen verschiedene Schritte durchlaufen. Propionyl-Coenzym A-Carboxylase katalysiert einen wichtigen Schritt bei dieser Addition von Kohlenstoffatomen.

Wenn die Propionyl-Coenzym-A-Carboxylase nicht optimal funktioniert, wandeln Darmbakterien teilweise veränderte Proteine ​​und Fette (Propionyl-CoA) in Propionsäure um. Im Laufe der Zeit beginnt sich die Propionsäure im Blut anzusammeln, was zu einer Azidose führt. Auch Biotin, ein Vitamin des B-Komplexes, spielt bei diesem Prozess eine Rolle. Es ist ein Cofaktor für mehrere Carboxylase-Enzyme, einschließlich Propionyl-Coenzym A-Carboxylase. Genetische Defekte, die eine ordnungsgemäße Verwendung von Biotin verhindern, können sich daher auf die Propionyl-Coenzym-A-Carboxylase auswirken. Es wird auch zu Propionazidämie führen.

Biotin wird als Cofaktor für mehrere Carboxylase-Enzyme, einschließlich PCC, benötigt. Die Reaktionsfähigkeit gegenüber Biotin ist eine genetische Eigenschaft. Daher kann eine genetische Ausstattung, die eine normale Verwendung von Biotin verhindert, dazu führen, dass PA entweder allein oder in Kombination mit anderen Carboxylase-Mangelsymptomen auftritt.

Propionsäure im Gehirn

Eine Ansammlung von Säuren im System stört die normale Funktion fast aller Körperorgane, einschließlich des Gehirns. Gehirnareale, die für Bewegung und Kommunikation zuständig sind (Basalganglien), werden durch saure Stoffwechselprodukte stark beeinträchtigt. Verschiedene Theorien wurden aufgestellt, um den selektiven Tod von Basalganglienzellen zu begründen. Keine dieser Hypothesen konnte jedoch die spezifische Empfindlichkeit von Basalganglienzellen gegenüber Propionsäure ausreichend erklären.

Ursachen der Propionazidämie

PCC-Gen

Gene, die für das Enzym Propionyl-CoA-Carboxylase kodieren, haben zwei Untereinheiten – PCCA und PCCB. Ein Defekt in einer dieser Formen verursacht eine abnormale Enzymfunktion. Propionazidämie ist eine autosomal-rezessive Erkrankung. Beide Elternteile, die eine Kopie des erkrankten Gens PCCA oder PCCB tragen, haben ein höheres Risiko, PA auf ihre Kinder zu übertragen. Personen, die nur eine einzige Kopie des krankheitsverursachenden Gens haben, zeigen keine Symptome, werden aber als Träger bezeichnet. Daher besteht eine Wahrscheinlichkeit von eins zu vier, dass Kinder von Trägern dieses Gen haben.

Biotin-Gen

Die genetische Reaktionsfähigkeit gegenüber Biotin stellt auch einen wichtigen Prädispositionsfaktor für PA dar. Basierend auf der Reaktion auf Biotin könnte PA entweder allein oder in Kombination mit mehreren Carboxylase-Defizienzen existieren. Da es sich um eine genetische Erkrankung handelt, weist jedes Individuum einen unterschiedlichen Schweregrad der Symptome auf.

Proteinreiche Lebensmittel

Die Einnahme von proteinreicher Nahrung neigt dazu, die Symptome der Propionazidämie zu erschweren, ist aber keine Ursache.

Symptome einer Propionazidämie

Aufgrund des Defekts wird eine eiweißreiche Ernährung bei Patienten mit Propionazidämie lebensbedrohlich. Fettsäuren tragen in geringerem Maße zur Krankheit bei als Proteine. Wie die meisten anderen Stoffwechselerkrankungen wirkt sich die Propionazidämie stark auf die Gehirnfunktionen aus. Basierend auf dem Zeitpunkt der Präsentation wird Propionazidämie als früher Beginn oder später Beginn kategorisiert.

Neugeborene, die von Propionazidämie betroffen sind, weisen im Verlauf der Krankheit normalerweise unterschiedliche Symptome auf. Propionazidämie tritt oft innerhalb weniger Tage nach der Geburt auf, aber nur wenige Säuglinge sind irgendwann während ihrer Kindheit damit konfrontiert.

Zu den ersten Symptomen einer Propionazidämie gehören üblicherweise:

• Appetitlosigkeit
• Erbrechen und Dehydration
• azidose
• Verminderter Muskeltonus
• Lethargie oder extreme Schläfrigkeit

Wenn sie unbeaufsichtigt bleiben, können sich diese Symptome verschlimmern zu:

• Atemstörung
• Krampfanfälle
• Hirnödem
• Schlaganfall
• Komm schon

Jedes dieser Symptome kann sofort tödlich werden, ohne dass es eindeutige Anzeichen einer Morbidität gibt.

In einigen Fällen von Propionazidämie mit verzögertem Beginn treten beim Patienten langfristige Auswirkungen auf, darunter:

• Verzögerung in der Entwicklung von Kommunikation und motorischen Fähigkeiten
• Geistige Behinderung mit Lernschwierigkeiten
• Schwaches Wachstum und Kleinwuchs
• Starrer Muskeltonus (Spastizität)
• Abnorme unwillkürliche Bewegungen (Dystonie)
• Sichtverlust

Der Tod im Zusammenhang mit Propionazidämie ist hauptsächlich auf Hirnschäden zurückzuführen. Obwohl die meisten von Propionazidämie betroffenen Babys nicht über das erste Lebensjahr hinaus überleben, zeigen nur wenige Personen keine Symptome und werden nur durch genetische Analyse diagnostiziert.

Propionsäure-Diagnose

Die geringe Häufigkeit und die unspezifische Präsentation erschweren die Diagnose einer Propionazidämie. Einige gängige Tests zur Diagnose von Propionazidämie umfassen:

• Hoher Propionsäurespiegel im Blut
• Vorhandensein von Ketonen im Urin
• Konzentration verschiedener Aminosäuren im Blut
• Hohe Konzentration von Glycin im Blut
• Niedrige Blutplättchen- und Leukozytenzahl

Da es sich um eine Erbkrankheit handelt, sollte die Übertragung der Krankheit sowohl in der väterlichen als auch in der mütterlichen Familie sorgfältig untersucht werden. Auch die genetische Ausstattung von Geschwistern könnte bei der Vorhersage des Auftretens von PA helfen.

Schwangere Frauen können durch Chorionzotten-Probenahme oder Amniozentese getestet werden.

Propionazidämie Differentialdiagnose

Propionazidämie weist eine Reihe unspezifischer Symptome auf. Um die Möglichkeit einer Propionazidämie auszuschließen, werden Tests auf andere Krankheiten mit ähnlichen Symptomen durchgeführt. Zu diesen Krankheiten gehören:

• Andere Acidurie oder Carboxylase-Mangel, die die Akkumulation von Säure im Blut erhöhen könnten.
• Kohlenhydrat- oder andere Stoffwechselstörungen, die die Proteinaufnahme und -assimilation beeinträchtigen könnten.
• Störungen des Gehirns, die Bewegungs- und Kommunikationsanomalien auslösen können, wie Enzephalopathie, Meningitis, Schlaganfall und intrakranielle Blutungen.
• Erkrankungen des Blutes und des Herzens, wie Sichelzellenanämie, Thrombozytopenie, vyanotische Herzkrankheit, verringern den Sauerstoffgehalt im Blut. Diese Krankheiten sind zum Zeitpunkt der Geburt vorhanden (angeboren) und sind eine der Haupttodesursachen unmittelbar nach der Geburt .

Behandlung von Propionazidämie

Propionazidämie ist nicht heilbar, da es sich um eine genetische Erkrankung handelt. Es kann jedoch gut mit Ernährungsumstellungen behandelt werden.

Lebensmittel zu vermeiden

• Diätetische Einschränkungen bieten sofortige Linderung und kehren erfolgreich die mit Propionazidämie verbundenen Symptome um.
• Eine proteinreduzierte Diät (1,5 bis 2 mg/kg/Tag) ist normalerweise hilfreich. Die regelmäßige Nahrungsaufnahme sollte von Stoffwechseldiätassistenten überwacht werden.
• Kohlenhydratreiche Nahrung sollte gegeben werden, um einen Proteinabbau zu verhindern.
• Von Propionazidämie betroffene Personen sollten mehrmals täglich gefüttert werden, um die Schwäche zu überwinden

Ergänzungen

• L-Carnitin-Ergänzung (100 mg/Tag) neutralisiert die Metaboliten, die sich bei einer proteinarmen Ernährung ansammeln. Es kann dann mit dem Urin ausgespült werden
• Bei genetisch bedingter Unempfindlichkeit gegenüber Biotin erweisen sich die Einnahme eines Biotinpräparats (10 mg/Tag) und die Einschränkung der Einnahme von Isoleucin, Valin, Threoin und Methionin als wirksam.
• Die intravenöse Verabreichung von Glukose hilft auch, den Protein- und Fettabbau zu verhindern.
• Eine Lebertransplantation ist eine optionale Behandlung, da das mangelhafte oder defekte Enzym, Propionyl-Coenzym-A-Carboxylase, ein Leberenzym ist.

Andere Behandlungsmaßnahmen

• Antibiotika wie Neomycin und Metronidazol werden für Darmbakterien empfohlen, die Propionsäure produzieren.
• In extremen Fällen kann eine Dialyse erforderlich sein.
• Andere verwandte Anzeichen von Dehydration, Erbrechen und Krampfanfällen können mit geeigneten Medikamenten behandelt werden.

Referenzen :

http://ghr.nlm.nih.gov/condition/propionic-acidemia

http://emedicine.medscape.com/article/1161910-overview