Glykogenspeicherkrankheiten

Glykogenspeicherkrankheiten sind Erbkrankheiten, bei denen ein Enzymdefekt in der Glykogensynthese oder dem Glykogenabbau zu einer abnormalen Menge oder Struktur von Glykogen in Geweben, hauptsächlich Leber und Muskeln, führt. Sie werden klassischerweise nach Typ (z. B. Typ I / von Gierke, Typ II / Pompe, Typ V / McArdle) entsprechend dem beteiligten Enzym nummeriert und lassen sich grob in hepatische Formen, die die Blutzuckerhomöostase stören, und muskuläre Formen, die die Energieversorgung der arbeitenden Muskulatur beeinträchtigen, unterteilen.

Definition

Eine Glykogenspeicherkrankheit ist eine Erbkrankheit, die durch einen Mangel eines Enzyms der Glykogensynthese, des Abbaus oder der glykolytischen Regulation verursacht wird, was zu einer übermäßigen oder strukturell abnormalen Glykogenakkumulation führt, am häufigsten in der Leber, der Skelettmuskulatur oder beidem.

Scope

Der Eintrag behandelt das gemeinsame Konzept einer Blockade im Glykogenstoffwechsel, die Unterscheidung zwischen hepatischen und muskulären Phänotypen, die wichtigsten Enzymdefekte und die biochemische Argumentation, die zu ihrer Lokalisierung verwendet wird. Einzelne Krankheitsuntertypen werden nur zur Veranschaulichung der Kategorien beschrieben. Es handelt sich um eine Referenzübersicht und nicht um eine Anleitung zur Behandlung einer spezifischen Glykogenose.

Key concepts

• Glykogensynthese und Glykogenolyse
• Glukose-6-Phosphatase-Mangel (Typ I, von Gierke)
• Saurer Alpha-Glucosidase-Mangel (Typ II, Pompe)
• Myophosphorylase-Mangel (Typ V, McArdle)
• Hepatische versus muskuläre Phänotypen
• Fasten-Hypoglykämie und Hepatomegalie
• Trainingsintoleranz und das Second-Wind-Phänomen
• Lysosomale versus zytosolische Glykogenakkumulation

Mechanisms

Glykogen ist das verzweigte Speichermolekül der Glukose; seine Synthese und sein Abbau werden durch eine Kette von Enzymen gesteuert, und ein Defekt in jedem Schritt führt zu einer eigenständigen Störung. Bei hepatischen Formen wie Typ I verhindert ein Mangel an Glukose-6-Phosphatase, dass die Leber während des Fastens freie Glukose freisetzt, was zu Hepatomegalie und Fasten-Hypoglykämie mit Laktatazidose führt; Coris und Coris Nachweis einer fehlenden hepatischen Glukose-6-Phosphatase-Aktivität verband erstmals eine klinische Glykogenose mit einem spezifischen Enzymdefekt. Bei muskulären Formen wie Typ V blockiert ein Mangel an Myophosphorylase die Glykogenmobilisierung während des Trainings, was zu Trainingsintoleranz und dem charakteristischen Second-Wind-Phänomen führt. Typ II (Pompe) ist insofern einzigartig, als Glykogen aufgrund eines Mangels an saurer Alpha-Glucosidase in Lysosomen akkumuliert, was sie sowohl zu einer Glykogenose als auch zu einer lysosomalen Speicherkrankheit macht.

Clinical relevance

Glykogenspeicherkrankheiten verbinden einen einzelnen Enzymdefekt mit erkennbaren Mustern – Fasten-Hypoglykämie mit Hepatomegalie oder muskuläre Symptome bei Anstrengung – und veranschaulichen so, wie die Logik von Stoffwechselwegen die Klassifizierung leitet. Praxisleitlinien, wie die des American College of Medical Genetics and Genomics, organisieren die Diagnose und Überwachung von Typ I. Dieser Eintrag fasst diese Landschaft als Referenz zusammen und gibt keine individualisierten Diagnose- oder Behandlungsempfehlungen.

Epidemiology

Glykogenspeicherkrankheiten sind einzeln selten; Typ I und Typ II gehören zu den häufiger beschriebenen Formen, und einige sind heute durch Enzymtests, biochemische Tests oder, bei der Pompe-Krankheit, in einigen Programmen durch Neugeborenen-Screening nachweisbar. Die genaue Inzidenz variiert je nach Population und Erfassung.

History

Die Glykogenspeicherkrankheiten gehörten zu den ersten Stoffwechselstörungen, die enzymatisch definiert wurden. Von Gierke beschrieb in den 1920er Jahren die nach ihm benannte hepatorenale Glykogenose, und Gerty und Carl Coris Identifizierung einer fehlenden hepatischen Glukose-6-Phosphatase-Aktivität im Jahr 1952 lieferte eine der frühesten direkten Verbindungen zwischen einer klinischen Störung und einem spezifisch fehlenden Enzym, wodurch die Klassifikation Typ I verankert wurde. In den folgenden Jahrzehnten kamen der Muskelphosphorylase-Defekt der McArdle-Krankheit und der lysosomale Defekt der Pompe-Krankheit hinzu, und moderne Leitlinien kodifizieren heute Diagnose und Nachsorge.

Key figures

• Gerty Cori
• Carl Cori
• Edgar von Gierke
• Joannes Pompe
• Brian McArdle
• Priya Kishnani

Seminal works

• cori-cori-1952
• kishnani-2014
• labrune-2002

Frequently asked questions

Warum verursachen einige Glykogenspeicherkrankheiten Hypoglykämie und andere Muskelsymptome?

Hepatische Formen (wie Typ I) beeinträchtigen die Fähigkeit der Leber, während des Fastens Glukose freizusetzen, was zu niedrigem Blutzucker und einer vergrößerten Leber führt, während muskuläre Formen (wie Typ V) den Glykogenabbau in den Muskeln blockieren, was zu Trainingsintoleranz statt Hypoglykämie führt.

Warum wird die Pompe-Krankheit sowohl den Glykogenspeicher- als auch den lysosomalen Speicherkrankheiten zugeordnet?

Bei der Pompe-Krankheit arbeitet das fehlende Enzym, die saure Alpha-Glucosidase, normalerweise in den Lysosomen, sodass sich Glykogen in diesen Organellen ansammelt. Dies macht sie sowohl zu einer Glykogenose als auch zu einer lysosomalen Speicherkrankheit.