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Mitochondriale Erkrankungen aufgrund eines gestörten Pyruvatstoffwechsels
Facharzt des Artikels
Zuletzt überprüft: 04.07.2025
Unter den genetisch bedingten Erkrankungen des Brenztraubensäurestoffwechsels werden Defekte des Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes und der Pyruvat-Carboxylase unterschieden. Die meisten dieser Zustände, mit Ausnahme des Mangels der E, Alpha-Komponente
Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex, werden autosomal-rezessiv oder X-chromosomal-rezessiv vererbt. Die Häufigkeit der Erkrankung in der Bevölkerung ist nicht bekannt.
In der Pathogenese von Krankheiten spielt die Störung des Pyruvatstoffwechsels – dem Endprodukt des Kohlenhydratabbaus und dem Hauptsubstrat, das in den Krebszyklus eintritt – die Hauptrolle. Infolge eines Enzymmangels entwickeln sich schwere Erkrankungen, die hauptsächlich mit der Entwicklung einer Laktat- und Pyruvatazidose verbunden sind.
Klinisches Bild. Es gibt drei Hauptformen: angeborene Laktatazidose, subakute nekrotisierende Leigh-Enzephalomyopathie und intermittierende Ataxie.
Angeborene Laktatazidoseist durch eine frühe Manifestation in den ersten Lebenswochen oder -monaten eines Kindes gekennzeichnet. Es entwickelt sich ein schwerer Allgemeinzustand, Krämpfe, Erbrechen, Lethargie, Atembeschwerden und Entwicklungsstörungen.
Erste Anzeichen einer subakuten nekrotisierenden Enzephalomyopathie Leightreten normalerweise im 1.-3. Lebensjahr auf. Die Hauptsymptome sind: verzögerte psychomotorische Entwicklung, Muskelhypotonie im Wechsel mit Dystonie und Hypertonie, tonisch-klonische und myoklonische Anfälle, Choreoathetose, Extremitätentremor, Koordinationsstörungen, Lethargie, Schläfrigkeit, Atemnotsyndrom, Sehnervenatrophie, manchmal Ptosis, Ophthalmoplegie. Der Verlauf ist progressiv. Charakteristische Störungen werden in der Magnetresonanztomographie des Gehirns in Form von symmetrischen bilateralen Läsionen festgestellt, einschließlich Verkalkung der Basalganglien (Putamen, Nucleus caudatus, Substantia nigra, Globus pallidus) sowie Atrophie der Großhirnrinde und der Hirnsubstanz. Die pathomorphologische Untersuchung zeigt symmetrische Bereiche von Nekrose, Demyelinisierung und schwammartiger Degeneration im Mittelhirn, der Brücke, den Basalganglien, dem Thalamus und dem Sehnerv.
Intermittierende Ataxieist durch eine relativ späte Manifestation und einen gutartigen Verlauf gekennzeichnet.
Laboruntersuchungen. Die wichtigsten biochemischen Veränderungen sind metabolische Azidose sowie Hyperlaktat- und Hyperpyruvatazidose.
Differenzialdiagnostik. Phänotypische Manifestationen von Pyruvatstoffwechselerkrankungen, die durch Defekte des Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes oder der Pyruvat-Carboxylase verursacht werden, ähneln sich. Zur Bestätigung der Diagnose ist eine Untersuchung der Aktivität dieser Enzyme in Leukozyten oder Fibroblasten angezeigt. Bei der Differenzialdiagnostik ist zu berücksichtigen, dass die kongenitale Laktatazidose und die subakute nekrotisierende Leigh-Enzephalomyopathie genetisch heterogene klinische Phänotypen darstellen und mit verschiedenen erblichen Defekten assoziiert sein können. Insbesondere können diese Erkrankungen eine Folge eines autosomal-rezessiv oder mitochondrial vererbten Mangels der Komplexe 1, 4 und 5 der Atmungskette sein. Der Nachweis dieser Defekte bei Patienten verändert die Behandlungstaktik sowie die medizinische und genetische Prognose radikal.
Behandlung. Die komplexe Behandlung von Kindern mit Pyruvatstoffwechselerkrankungen umfasst:
- Verabreichung von Vitaminen und Cofaktoren von Enzymsystemen, die am Stoffwechsel der Brenztraubensäure beteiligt sind (Thiamin 50–100 mg/Tag, Thioctsäure 100–500 mg/Tag, Biotin 5–10 mg/Tag), Dimephosphon 90 mg/kg pro Tag.
- Diätetische Behandlung, die notwendig ist, um den sich entwickelnden Acetyl-CoA-Mangel auszugleichen. Es wird eine ketogene Diät verordnet, die bis zu 75 % des Energiebedarfs durch Fettaufnahme, bis zu 15 % durch Proteine und nur bis zu 10 % durch Kohlenhydrate deckt. Informationen zur Wirksamkeit einer komplexen Behandlung von Patienten mit Brenztraubensäurestoffwechselstörungen sind widersprüchlich.
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