Störungen des Fruktosestoffwechsels

Überblick

Definition

Der Fruktosestoffwechsel ist eine enzymatische Kaskade, die dem Abbau von Fruktose, einem Monosaccharid, zur Energiegewinnung dient. Der komplexe Prozess beruht auf einer Reihe von Enzymen (die bei manchen Personen fehlen) und kann 3 verschiedene Störungen verursachen: essentielle Fruktosurie, hereditäre Fruktoseintoleranz und intestinale Fruktoseintoleranz.

Physiologische Fruktolyse

Fruktolyse ist der 1. Teil des Fruktosestoffwechsels:

• Glukosetransporter 2 (GLUT2) und Glukosetransporter 5 (GLUT5) absorbieren Fruktose (als Monosaccharid oder Disaccharid) aus dem Lumen des Dünndarms.
• GLUT2 transportiert Fruktose in die Hepatozyten Hepatozyten Leber.
• Fruktose wird durch die Fructokinase (auch bekannt als Ketohexokinase) in Fructose-1-Phosphat umgewandelt.
• Fructose-1-Phosphat kann nicht aus der Zelle transportiert werden.
• Fructose-1-Phosphat wird durch Aldolase B (auch bekannt als Fructoaldolase) in Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) und Glyceraldehyd gespalten.
• DHAP und Glyceraldehyd gehen in die Stoffwechselkaskade der Glykolyse Glykolyse Glykolyse über.

Epidemiologie

• Essentielle Fruktosurie:
  • Inzidenz: Ca. 1 pro 130.000 Lebendgeburten
  • Oft asymptomatisch, alle Altersgruppen betroffen
• Hereditäre Fruktoseintoleranz:
  • Inzidenz: 1 pro 20.000 Lebendgeburten
• Intestinale Fruktoseintoleranz:
  • Inzidenz: 1 pro 10 Lebendgeburten

Pathophysiologie

Essentielle Fruktosurie (Fructokinase-Mangel):

• Autosomal-rezessiv
• Unfähigkeit, Fructose in Fructose-1-Phosphat umzuwandeln
• Fruktose wird über Urin ausgeschieden.

Hereditäre Fruktoseintoleranz (Aldolase B/Fructoaldolase-Mangel):

• Autosomal-rezessiv ( Heterozygote Heterozygote Grundbegriffe der Genetik sind oft asymptomatisch)
• Fructose-1-Phosphat kann nicht in DHAP und Glyceraldehyd gespalten werden.
• Die Akkumulation von Fructose-1-Phosphat hemmt glykolytische und glukoneogenetische Stoffwechselwege.

Intestinale Fruktoseintoleranz (Mangel/verminderte Aktivität von Fruktose-Transportern des Dünndarms (GLUT5)):

• Fruktose kann nicht in Enterozyten aufgenommen werden und verbleibt im Dünndarmlumen.
• Die normale gastrointestinale Bakterienflora baut Fruktose ab.
• Nebenprodukte des bakteriellen Stoffwechsels sind Methan und Wasserstoff.

Klinik

Essentielle Fruktosurie

Essentielle Fruktosurie ist asymptomatisch.

Hereditäre Fruktoseintoleranz

Symptome treten auf, wenn Fruktose mit der Nahrung aufgenommen wird.

• Systemisch:
  • Gedeihstörung Gedeihstörung Gedeihstörung
  • Lethargie
• GI-Trakt:
  • Übelkeit
  • Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter
  • Ikterus Ikterus Ikterus
  • Hepatomegalie
• Neurologie:
  • Krämpfe, Krampfanfälle Krampfanfälle Krampfanfälle im Kindesalter
  • Koma Koma Koma
• Endokrinologisch: Hypoglykämie Hypoglykämie Hypoglykämie

Intestinale Fruktoseintoleranz

Die Symptome treten am deutlichsten nach Einnahme einer großen Ladung an Fruktose (z.B. Saft, Obst) auf.

• GI-Trakt:
  • Blähungen
  • Übelkeit
  • Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter
  • Aufgetriebener Bauch

Diagnostik

Essentielle Fruktosurie

• Zufallsdiagnose: meist während einer anderen Untersuchung
• Urin: Einfachzucker nachweisbar
• Gentest: Mutation im KHK-Gen

Hereditäre Fruktoseintoleranz

• Gentest:
  • Molekulargenetische Tests auf die 3 häufigsten Aldolase-B-Mutationen:
    • A149P
    • A174D
    • N334K
  • 1 von 3 Mutationen bei 90 % der Betroffenen nachweisbar
  • Kein Teil des Standard-Neugeborenenscreening
• Labordiagnostik:
  • Hypoglykämie Hypoglykämie Hypoglykämie
  • Erhöhte Harnsäure
• Eine Leberbiopsie ist erforderlich, wenn Bluttests nicht schlüssig sind oder nicht verfügbar sind.

Intestinale Fruktoseintoleranz

Wasserstoff-Atemtests erkennen Wasserstoff, der von GI-Bakterien nach dem Verzehr von Fruktose produziert wird.

Therapie

Essentielle Fruktosurie

• Erfordert keine Behandlung

Hereditäre Fruktoseintoleranz

• Akutbehandlung der Symptome, insbesondere wenn lebensbedrohlich (z.B. Krampfanfälle Krampfanfälle Krampfanfälle im Kindesalter, Hypoglykämie Hypoglykämie Hypoglykämie, Bewusstseinsstörungen)
• Sofortige Einleitung einer fructose- und saccharosefreien Diät:
  • Besondere Vorsicht ist bei einer Sorbitol-Infusion geboten.
  • Sorbit und Fruktose werden durch einen ähnlichen Prozess metabolisiert und können zu der gleichen Symptomatik führen.
• Für kleine Kinder Vitamine zu Obst und Gemüse ergänzen.

Intestinale Fruktoseintoleranz

• Ernährungsumstellung:
  • Fruktose vermeiden.
  • Sorbit vermeiden.
  • Disaccharide Disaccharide Chemie der Kohlenhydrate und Oligosaccharide Oligosaccharide Chemie der Kohlenhydrate (z.B. Mannit, Xylit) vermeiden.
• Mögliche Ergänzung durch Xylose-Isomerase, die Fruktose in Glukose umwandelt
• Da GLUT2 Glukose und Fruktose unabhängig von GLUT5 in die Enterozyten transportiert, können Patient*innen Saccharose vertragen.

Prognose

Nur Patient*innen mit hereditärer Fruktoseintoleranz zeigen klinisch signifikante Komplikationen:

• Leber- und Nierenerkrankungen treten häufig bei Patient*innen auf, die sich nicht an die Ernährungseinschränkungen halten.
• Bei nicht Einhalten einer strengen Diät kann dies auch zum Tod führen.

Klinische Relevanz

• Entzündliche Darmerkrankung (CED): ein allgemeiner Begriff zur Beschreibung von Erkrankungen, die mit einer chronischen Entzündung Entzündung Entzündung des Verdauungstrakts einhergehen, einschließlich Morbus Crohn Morbus Crohn Morbus Crohn und Colitis ulcerosa Colitis ulcerosa Colitis ulcerosa. Die Ätiologie von CED ist multifaktoriell; Umwelt-, genetische und Immunfaktoren sind beteiligt. Die Symptomatologie umfasst Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö), Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter, Magen-Darm-Schmerzen und Gewichtsverlust. Eine endgültige Heilung von CED ist nicht verfügbar. Das Ziel der Therapie ist es, die Symptome zu kontrollieren und eine Remission zu induzieren. Manchmal ist ein chirurgischer Eingriff erforderlich, um stark geschädigte Darmabschnitte zu entfernen.
• Hepatomegalie: eine abnormale Vergrößerung der Leber Leber Leber, die bei einer körperlichen Untersuchung oder Bildgebung festgestellt wird. Die Ätiologie ist vielfältig, aber viele Fälle werden auf Infektionen, Malignome oder Stoffwechselstörungen wie erbliche Fruktoseintoleranz zurückgeführt. Eine genaue Diagnose ist wichtig und die Abklärung sollte sowohl Blutuntersuchungen als auch Bildgebung umfassen, um die zugrunde liegende Ursache der vergrößerten Leber Leber Leber zu finden. Die Behandlung zielt auf die zugrunde liegende Ursache der Krankheit ab.
• Splenomegalie Splenomegalie Splenomegalie: abnorme Vergrößerung der Milz Milz Milz. Die Splenomegalie Splenomegalie Splenomegalie kann auf zahlreiche Ursachen wie Infektionen, infiltrative Prozesse (z.B. akute Leukämie/Lymphom) und verschiedene Obstruktionen des Pfortaderabflusses zurückgeführt werden. Abgesehen von den Risiken, die mit der zugrunde liegenden Pathologie verbunden sind, birgt die Vergrößerung der Milz Milz Milz ein erhöhtes Risiko für eine Milzruptur Milzruptur Milzruptur. Eine Milzruptur Milzruptur Milzruptur ist ein bedeutender medizinischer Notfall und kann einen chirurgischen Eingriff erfordern.