Dokument: Endogene Galaktose-Synthese bei Galaktosämie

Titel:	Endogene Galaktose-Synthese bei Galaktosämie
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3170
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20050719-001170-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kamalanathan, Loganathan [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,51 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Schadewaldt, Peter [Gutachter] Prof. Dr. Wagner, Rolf [Gutachter]
Stichwörter:	Galaktosämie, GALT-Mangel, Klassische Galaktosämie
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	Bei klassischer Galaktosämie ist der Stoffwechsel der Galaktose aufgrund eines autosomal-rezessiv vererbten Mangels an Galaktose-1-Phosphat-Uridyltransferase (GALT) gestört. Bei den Patienten persistieren trotz strikt laktosefreier und galaktosearmer Diät deutlich über die Norm erhöhte Konzentrationen von D-Galaktose sowie der potentiell cytotoxischen Metabolite Galaktose-1-Phosphat und Galaktitol und längerfristig treten neurologische Störungen und kognitive Defizite auf. Seit langem wird vermutet, dass dies letztlich auf eine endogene Bildung freier Galaktose im Rahmen des Abbaus von Glykoproteinen und Glykolipiden zurückzuführen sein könnte. Zur Bedeutung der endogenen Galaktose-Bildung beim Menschen liegen bisher jedoch keine zuverlässigen Befunde vor. Das primäre Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, die endogene Galaktose-Freisetzung vergleichend bei Gesunden und bei Patienten mit klassischer Galaktosämie quantitativ zu erfassen. Methodik der Wahl waren in vivo Stoffwechselumsatzmessung unter Einsatz der stabil-Isotopen-Technik mit D-[1-13C]Galaktose als Substrat. Da in der Literatur keine Methoden zur zuverlässigen und sensitiven Bestimmung der Konzentration und der 13C-Anreicherung der Galaktose-Metabolite verfügbar waren, mussten für [13C]Galaktose, [13C]Galaktose-1-Phosphat, [13C]Galaktitol und [13C]Galaktonat jeweils speziell geeignete GC-MS-Analysenmethoden ausgearbeitet und evaluiert werden. In Umsatzmessungen bei gesunden Erwachsenen wurden zunächst Referenzwerte für die endogene Galaktosefreisetzung ermittelt (Ra - rate of appearance im Plasma - ca. 0.3 µmol/h pro kg KG). Danach wurden entsprechende Untersuchungen an einem genotypisch homogenen Kollektiv Q188R-homozygoter Patienten im Alter zwischen 4 und 38 Jahren durchgeführt. Dabei ergab sich ein – wachstumskorrelierter - exponentialer Abfall der Galaktose-Freisetzungsrate bis zum Erwachsenenalter. Die Altersabhängigkeit (t in Jahren) der Freisetzungsraten bei Galaktosämie (y) konnten sehr gut an das einfache Exponentialfunktionsmodell y=y0 + a*exp(-b*t) angepasst werden. Mit dem Modell ergaben sich Schätzwerte für die Galaktose-Freisetzung von ca. 9.5 µmol/h pro kg KG bei Säuglingen und von 3 µmol/h pro kg KG bei erwachsenen Patienten. Um zu prüfen ob diese Ergebnisse für das gesamte Kollektiv der Patienten mit klassischer Galaktosämie repräsentativ sind wurde ein genotypisch heterogenes Vergleichskollektiv compound-heterozygoter Patienten im Alter zwischen 4 und 34 Jahren untersucht. Die Resultate waren mit den bei Q188R-homozygoten Patienten erhaltenen Ergebnissen praktisch identisch. Aufgrund einer zwar sehr geringen aber nachweisbaren residualen GALT-Aktivität und 13CO2-Exhalation war zu vermuten, dass bei den Patienten zumindest ein Teil der extrahepatisch gebildeten Galaktose unmittelbar am Entstehungsort oxidiert wird. Um diesen Anteil zu erfassen, wurden weiterführende in vivo Untersuchungen bei erwachsenen Patienten mit Galaktokinase-Mangel durchgeführt. Bei diesen Patienten mit weitestgehend blockiertem Abbau der Galaktose war die Galaktose-Freisetzungsrate ca. 3fach höher als bei altersentsprechenden Patienten mit klassischer Galaktosämie. Daraus kann abgeschätzt werden, dass bei erwachsenen Patienten mit klassischer Galaktosämie ca. 65 % der gesamten in extrahepatischen Geweben gebildeten Galaktose intrazellulär direkt am Entstehungsort abgebaut wird. Da Patienten mit GALT-Mangel beträchtliche Mengen Galaktose (oxidativ) metabolisieren können, sollte jede Erhöhung der residualen GALT-Aktivität zu einer deutlichen Erhöhung der Kapazität für die Elimination von Galaktose führen. Um den Einfluss der residualen GALT-Aktivität auf die Galaktose-Freisetzung zu prüfen, wurden Stoffwechselumsatzmessungen bei Patienten vergleichbaren Alters durchgeführt, die unterschiedliche residuale GALT-Aktivitäten zwischen < 1 % und 25 % der Norm aufwiesen. Die Ergebnisse zeigten eine exponentielle Abnahme der totalen endogenen Galaktose-Freisetzung mit zunehmender residualer GALT-Enzymaktivität. Ab einer residualen Enzymaktivität von etwa 3 % der Norm wurden praktisch normale Freisetzungsraten erreicht. Aufgrund der hier erhobenen Befunde kann abgeschätzt werden, dass bei klassischer Galaktosämie eine relevante Toleranz für exogene Galaktose vorhanden ist, die z.B. bei einem erwachsenen Patienten mit 70 kg KG bis zu etwa 10 g pro Tag betragen kann. Das Vorliegen einer solchen Toleranz muss nun in Studien mit Galaktose-Belastung experimentell verifiziert werden. Insgesamt stützen die Ergebnisse der Arbeit die Hypothese einer „endogenen Autointoxikation“ bei klassischer Galaktosämie. Die Pathobiochemie der längerfristigen klinischen Störungen bei Galaktosämie ist aus den Befunden nicht ableitbar und bedarf weiterer Abklärung.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	19.07.2005
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	07.07.2005
Datum der Promotion:	07.07.2005