Glykogenspeicherkrankheiten

Glykogenspeicherkrankheiten, auch Glykogenosen genannt, sind genetische Defekte, die zu Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels führen. Die Erkrankungen werden durch pathogene Varianten in Genen verursacht, die Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme beeinflussen, die am Glykogenabbau beteiligt sind. Ein Mangel an einem dieser Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme kann in der Leber Leber Leber oder in den Muskeln auftreten und zu Hypoglykämie Hypoglykämie Hypoglykämie und/oder abnormaler Glykogenablagerung im Gewebe führen. Die klinischen Präsentationen variieren von letalem Verlauf in der Neugeborenenperiode bis hin zu Symptombeginn im Erwachsenenalter. Es gibt mindestens 14 Arten von Glykogenosen, wobei die 4 häufigsten und relevantesten der Morbus von Gierke, der Morbus Pompe, der Morbus Cori und der Morbus McArdle sind. Die Diagnosestellung erfolgt überwiegend anhand des klinischen Bildes; der Nachweis von Glykogen in Geweben erfolgt durch Biopsie. Häufig findet auch eine Messung der Enzymaktivität Anwendung und eine molekulargenetische Untersuchung bestätigt die Diagnose. Die Therapie zielt darauf ab, Hypoglykämie Hypoglykämie Hypoglykämie, Hyperurikämie Hyperurikämie Gicht (Hyperurikämie), Hyperlipidämie und Laktatazidose zu behandeln oder zu vermeiden. Derzeit gibt es keine kausale Therapie, aber Gentherapien befinden sich in Studienphasen.

Aktualisiert: 05.07.2023

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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Überblick

Definition

Glykogenspeicherkrankheiten (Glykogenosen) sind eine Gruppe von Erkrankungen, bei denen das in Körpergeweben gespeicherte Glykogen aufgrund eines Enzymmangels nicht abgebaut oder umgewandelt werden kann. Die abnormalen Glykogenablagerung führen zu Leber-, Muskel- oder Herzerkrankungen und episodischen Hypoglykämien (bei den meisten Formen), da der Körper Glykogen nicht als Energiequelle verwenden kann.

Epidemiologie

  • Zählen mit einer Inzidenz von 1:25.000 bis 1:20.000 zu den seltenen Stoffwechselkrankheiten
  • Inzidenz der Glykogenspeicherkrankheit Typ I (häufigste): 1 von 100.000 Geburten
    • Betrifft beide Geschlechter gleichermaßen
  • Glykogenose Typ 3: Inzidenz wird auf etwa 1:100.000 geschätzt, in Nordafrika ist die Krankheit evtl. häufiger.

Klassifikation

  • Typ 0: Glykogensynthase-Mangel
  • Typ I (Morbus von Gierke): Mangel des Enzyms Glucose-6-Phosphatase
  • Typ II (Morbus Pompe): Mangel des Enzyms Alpha-1,4-Glucosidase
  • Typ III (Morbus Cori): Mangel an Amylo-1,6-Glucosidase
  • Typ IV (Morbus Andersen): Mangel an 1,4-alpha-Glucan-verzweigendes Enzym
  • Typ V (Morbus McArdle): Mangel an alpha-Glucan-Phosphorylase ( Skelettmuskulatur Skelettmuskulatur Muskelphysiologie der Skelettmuskulatur)
  • Typ VI (Morbus Hers): Mangel an alpha-Glucan-Phosphorylase ( Leber Leber Leber)
  • Typ VII (Morbus Tarui): Phosphofructokinase (PFK)-Mangel
  • Typ IX: Mangel an Phosphorylasekinase
  • Typ X: Mangel an Phosphoglycerat (PG)-Mutase
  • Typ XI: GLUT2-Defekt
  • Typ XII: Aldolase-A-Mangel
  • Typ XIII: Beta-Enolase-Mangel
  • Typ XV: Glykogenin-1-Mangel

Morbus von Gierke

Die Glykogenose Typ 1 (Morbus von Gierke) wird durch Mutationen verursacht, die einen Mangel des Enzyms Glukose-6-Phosphatase (Glykogenose Typ Ia) oder des Enzyms Glukose-6-phosphat-Translokase (Glykogenose Typ Ib) bewirken. Das führt zu übermäßiger Glykogen- und Fettansammlung im Gewebe und zu Hypoglykämien.

Ätiologie

  • Beide Subtypen werden autosomal-rezessiv vererbt
  • Typ 1a:
    • Mutation im G6PC-Gen → Mangel des Enzyms Glukose-6-Phosphatase bei 80 % der Betroffenen
    • Eine Mutation im SLC37A4 -Gen verursacht den gleichen Mangel bei den anderen 20 %.
  • Typ 1b: Mutation im Glucose-6-Phosphat-Transporter (Translokase)

Klinik

  • Im Allgemeinen ähnlich bei beiden Subtypen
  • Typ Ib ist auch assoziiert mit:
    • Chronischer Neutropenie Neutropenie Neutropenie
    • Rezidivierenden bakteriellen Infektionen
    • Ulzerationen der Mund- und Darmschleimhaut
  • Manifestationen:
    • Meist assoziiert mit Leberproblemen:
    • Verzögertes Wachstum und Pubertät Pubertät Pubertät
    • Diarrhö verursacht durch Pseudokolitis; Steatorrhö
    • Epistaxis aufgrund gestörter Thrombozytenfunktion
    • Meteorismus
    • Runde Wangen (verursacht durch Fettablagerungen)
    • Xanthome an Extremitäten aufgrund von Hyperlipidämie
    • Aphthöse Ulzera
    • Hyperlipidämie

Diagnostik

  • Labordiagnostik nach 3-4 stündigem Fasten:
  • Glucosebelastungstest (schneller Abfall des Serumlactats)
  • Glucagon und Adrenalin erhöhen den Blutzuckerspiegel nicht
  • Molekulargenetische Untersuchung aus Leukozyten (Mutationsnachweis)

Therapie

Komplikationen

Prognose

  • Eine frühzeitige Diagnose und Therapie kann ein normales Körperwachstum ermöglichen und chronische Organkomplikationen vermeiden.
  • Betroffene Frauen können erfolgreiche Schwangerschaften und Geburten haben.

Morbus Pompe

Die Glykogenose TypII (Morbus Pompe) ist eine autosomal-rezessiv vererbte lysosomale Speicherstörung, die durch eine pathogene Variante des Strukturgens GAA verursacht wird. Der Defekt führt zu einem Enzymmangel der Alpha-Glucosidase mit anschließender Glykogenakkumulation in Herz- und Skelettmuskulatur Skelettmuskulatur Muskelphysiologie der Skelettmuskulatur.

Klinik

Diagnostik

  • Nachweis des Enzymmangels in Fibroblastenkultur
  • Bestätigung durch pathogene Varianten des GAA bei molekulargenetischen Tests

Therapie

  • Enzymersatztherapie ( enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme replacement treatment,ERT) mit Alglucosidase alfa
    • Reduziert die Letalität insbesondere bei Säuglingen signifikant
  • Beatmungsmaßnahmen bei Bedarf: kontinuierlicher positiver Atemwegsdruck (CPAP), BIPAP und/oder Tracheostomie
  • Physio- und Ergotherapie bei Muskelschwäche
  • Genetische Beratung für Familien
  • Vermeidung sekundärer Komplikationen durch:
    • Konsequente Therapie von Infektionen
    • Impfstatus auf dem aktuellen Stand halten
    • Prophylaxe für das Respiratory Syncytial Virus (RSV): Palivizumab bis zum 2. Lebensjahr
  • Routineüberwachung:
    • Atemwegs-, Herz-Kreislauf- und Muskuloskelettaler Status
    • Ernährung und Fütterung
    • Nierenfunktion
    • Hörtest bei Innenohrschwerhörigkeit
  • Vermeidung potenziell schädlicher Umstände:
  • Experimentelle Gentherapie-Strategien: derzeit in Entwicklung

Prognose

  • Infantiler Beginn:
    • Ohne Behandlung Tod durch Herzinsuffizienz vor 1. Lebensjahr
    • ERT verbessert die Überlebenszeit
  • Juvenile oder adulte Form:
    • Bei Diagnose im Kindesalter → Überleben bis zum 30. Lebensjahr
    • Bei Diagnose im Erwachsenenalter → Überleben bis zum Alter von 50–60 Jahren

Morbus Cori

Die Glykogenose Typ III (Morbus Cori) wird durch einen Mangel an Amylo-1,6-Glucosidase (“Debranching Enzyme”) verursacht und führt zur Glykogenablagerung in Leber Leber Leber, Muskel und Herz.

Ätiologie

  • Mutation der Amylo-1,6-Glucosidase
  • Autosomal-rezessiv

Klinik

  • Die Symptome treten in den ersten Lebensjahren auf.
  • Hypoglykämie Hypoglykämie Hypoglykämie
  • Hepatomegalie, erhöhte Leberenzyme
  • Kardiomegalie

Diagnostik

  • Erhöhte CK-Werte
  • Anders als bei der Glykogenose Typ 1 kommt es nach Mahlzeiten zu einer Reaktion von Glukagon.
  • Nachweis des Enzymmangels in vitalen Leukozyten, in Fibroblasten oder einer Leber- oder Muskelbiopsie
  • Genetische Analyse

Therapie

Komplikationen

Morbus McArdle

Die Glykogenose Typ V (Morbus McArdle), auch bekannt als Myophosphorylase-Mangel, ist eine autosomal-rezessive Erkrankung, die durch Mutationen in der Muskel-Isoform der Phosphorylase (Muskelglykogen-Phosphorylase, oder PYGM) in 11q13 verursacht wird.

Klinik

  • Die Symptome beginnen in der Kindheit zwischen dem Säuglingsalter und dem 11. Lebensjahr; die Diagnose wird oft erst im Erwachsenenalter gestellt.
    • Belastungsinduzierte Muskelschmerzen und Krämpfe in den ersten Minuten
    • „Second Wind-Phänomen“:
      • Nach kurzer, schmerzhafter Belastung tritt eine Besserung der Symptome ein und die Aktivität kann wieder aufgenommen werden.
      • Tritt nach den ersten 10 Minuten der Belastung aufgrund der Nutzung alternativer Energiequellen (z. B. Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide) auf
    • Oft als „Wachstumsschmerzen“, psychische oder andere rheumatische/neuromuskuläre Erkrankung fehldiagnostiziert
  • Rhabdomyolyse Rhabdomyolyse Rhabdomyolyse akute Nierenschädigung Akute Nierenschädigung Akute Nierenschädigung durch Myoglobinurie
  • Laborbefunde:
    • Myoglobinurie
    • Erhöhte CK

Diagnostik

  • Lactat-Ischämie-Test
    • Mehrere Blutentnahmen nach wiederholten Kontraktionen mit festsitzender Blutdruckmanschette, die anaerobe Verhältnisse erzeugt
    • Nachweis durch fehlenden Lactat-Anstieg
  • Muskelbiopsie:
    • Die histologische Färbung zeigt einen Mangel an Myophosphorylase.
    • Kann bis zu 10 % normale Restenzymaktivität aufweisen
    • Eine Biopsie kann auch regenerierende Fasern mit einem fötalen Isozym zeigen, das sich immunologisch von der reifen Muskelphosphorylase unterscheidet.
  • Gentest (DNA-Sequenzierung): Mutationen im PYGM -Gen

Therapie

  • Training zur schrittweisen Steigerung der Trainingskapazität
    • Ausdauertraining unterhalb der anaeroben Schwelle
  • Versuch der diätetischen Beeinflussung durch die gezielte Zufuhr von Glukose oder Fruktose kurz vor oder während körperlicher Belastungen
  • Supplementation mit Kreatin (umstritten)

Komplikationen

Vergleichstabelle

Vergleich der 4 häufigsten Arten von Glykogenosen
von Gierke (Typ I) Pompe (Typ II) Cori (Typ III) McArdle (Typ V)
Klinische Präsentation
  • Meist assoziiert mit Muskelproblemen: Muskelschmerzen, Müdigkeit, „Second Wind“-Phänomen
  • Nierenschädigung durch Myoglobinurie
Diagnostik
  • Labordiagnostik nach Fasten
  • Molekulargenetische Analyse
  • Haut- oder Muskelbiopsie mit Messung der Aktivität der alpha-Glucosidase
  • Muskel- oder Leberbiopsie
  • Genetische Analyse
  • Muskelbiopsie für Myophosphorylase
  • DNA-Sequenzierung für PYGM
Therapie
  • Häufige Zwischenmahlzeiten
  • Alglucosidase alfa
  • Proteinreiche Ernährung
  • Lebertransplantation für schwere Fälle
  • Training unterhalb der anaeroben Schwelle
  • Glukoseaufnahme vor dem Training
PYGM = Gen für Muskelglykogen-Phosphorylase

Quellen

  1. Hahn, S. (2020). Myophosphorylase deficiency (glycogen storage disease V, McArdle disease). UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/myophosphorylase-deficiency-glycogen-storage-disease-v-mcardle-disease (Zugriff am 7. Dezember 2021).
  2. Marion, RW, & Paljevic, E. (2020). The glycogen storage disorders. Pediatrics in Review. 41 (1) 41-44. https://doi.org/10.1542/pir.2018-0146
  3. Kishnani, P, Austin, S, Abdenur, J, et al. (2014). Diagnosis and management of glycogen storage disease type I: A practice guideline of the American College of Medical Genetics and Genomics. Genet Med 16, e1. https://doi.org/10.1038/gim.2014.128
  4. Leslie, N, & Bailey, L. (2017). Pompe disease. Gene Reviews. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1261/ (Zugriff am 7. Dezember 2021).
  5. Craigen, WJ, & Darras, BT. (2021). Overview of inherited disorders of glucose and glycogen metabolism. UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/overview-of-inherited-disorders-of-glucose-and-glycogen-metabolism (Zugriff am 7. Dezember 2021).
  6. AWMF S2k Leitlinie, Prophylaxe von schweren Erkrankungen durch Respiratory Syncytial Virus (RSV) bei Risikokindern 048-012 – Überarbeitung 2017/2018 / Version 30.10.2018, https://www.awmf.org/uploads/tx_szleitlinien/048-012l_S2k_Prophylaxe-von-schweren_RSV-Erkrankungen-Risikokindern-Palivizumab_2018-11.pdf (Zugriff am 08. Juli 2022).
  7. Orphan anaesthesia, Mae Johnson, Grant Stuart:  McArdle Disease, DOI: 10.19224/ai2020.s378, https://www.ai-online.info/supplements/2020/21-2020/mcardle-disease.html (Zugriff am 08. Juli 2022).

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Simon Veiser beschäftigt sich seit 2010 nicht nur theoretisch mit IT Service Management und ITIL, sondern auch als leidenschaftlicher Berater und Trainer. In unterschiedlichsten Projekten definierte, implementierte und optimierte er erfolgreiche IT Service Management Systeme. Dabei unterstützte er das organisatorische Change Management als zentralen Erfolgsfaktor in IT-Projekten. Simon Veiser ist ausgebildeter Trainer (CompTIA CTT+) und absolvierte die Zertifizierungen zum ITIL v3 Expert und ITIL 4 Managing Professional.

Dr. Frank Stummer

Dr. Frank Stummer ist Gründer und CEO der Digital Forensics GmbH und seit vielen Jahren insbesondere im Bereich der forensischen Netzwerkverkehrsanalyse tätig. Er ist Mitgründer mehrerer Unternehmen im Hochtechnologiebereich, u.a. der ipoque GmbH und der Adyton Systems AG, die beide von einem Konzern akquiriert wurden, sowie der Rhebo GmbH, einem Unternehmen für IT-Sicherheit und Netzwerküberwachung im Bereich Industrie 4.0 und IoT. Zuvor arbeitete er als Unternehmensberater für internationale Großkonzerne. Frank Stummer studierte Betriebswirtschaft an der TU Bergakademie Freiberg und promovierte am Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe.

Sobair Barak

Sobair Barak hat einen Masterabschluss in Wirtschaftsingenieurwesen absolviert und hat sich anschließend an der Harvard Business School weitergebildet. Heute ist er in einer Management-Position tätig und hat bereits diverse berufliche Auszeichnungen erhalten. Es ist seine persönliche Mission, in seinen Kursen besonders praxisrelevantes Wissen zu vermitteln, welches im täglichen Arbeits- und Geschäftsalltag von Nutzen ist.

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Wolfgang A. Erharter ist Managementtrainer, Organisationsberater, Musiker und Buchautor. Er begleitet seit über 15 Jahren Unternehmen, Führungskräfte und Start-ups. Daneben hält er Vorträge auf Kongressen und Vorlesungen in MBA-Programmen. 2012 ist sein Buch „Kreativität gibt es nicht“ erschienen, in dem er mit gängigen Mythen aufräumt und seine „Logik des Schaffens“ darlegt. Seine Vorträge gestaltet er musikalisch mit seiner Geige.

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Holger Wöltje ist Diplom-Ingenieur (BA) für Informationstechnik und mehrfacher Bestseller-Autor. Seit 1996 hat er über 15.800 Anwendern in Seminaren und Work-shops geholfen, die moderne Technik produktiver einzusetzen. Seit 2001 ist Holger Wöltje selbstständiger Berater und Vortragsredner. Er unterstützt die Mitarbeiter von mittelständischen Firmen und Fortune-Global-500- sowie DAX-30-Unternehmen dabei, ihren Arbeitsstil zu optimieren und zeigt Outlook-, OneNote- und SharePoint-Nutzern, wie sie ihre Termine, Aufgaben und E-Mails in den Griff bekommen, alle wichtigen Infos immer elektronisch parat haben, im Team effektiv zusammenarbeiten, mit moderner Technik produktiver arbeiten und mehr Zeit für das Wesentliche gewinnen.

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Alexander Plath ist seit über 30 Jahren im Verkauf und Vertrieb aktiv und hat in dieser Zeit alle Stationen vom Verkäufer bis zum Direktor Vertrieb Ausland und Mediensprecher eines multinationalen Unternehmens durchlaufen. Seit mehr als 20 Jahren coacht er Führungskräfte und Verkäufer*innen und ist ein gefragter Trainer und Referent im In- und Ausland, der vor allem mit hoher Praxisnähe, Humor und Begeisterung überzeugt.

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