Mukoviszidose: Symptome und Ursachen

Die Mukoviszidose (oder zystische Fibrose) ist eine chronische, degenerative und tödliche Erkrankung der endokrinen Drüsen, die Schleim und Schweiß erzeugen, zum Beispiel:

  • Schweiß- oder Speicheldrüsen,
  • bronchiale Schleimdrüsen,
  • Bauchspeicheldrüse,
  • Gallenblase.
INHALT


Die Sekretionen werden:

  • klebrig,
  • zähflüssig.

Die Folge ist, dass sich die Sekretionen ansammeln und Blockaden in einigen Organen verursachen, vor allem in:

  • Bronchien,
  • Darm,
  • Bauchspeicheldrüse, die Produktion der Verdauungsenzyme ist beeinträchtigt.

Außerdem wird der Schweiß salzhaltiger.
Diese Krankheit beeinträchtigt viele Körperfunktionen, darunter:

  • Atmung,
  • Verdauung,
  • Reproduktion

 


Ursachen der Mukoviszidose

Die Mukoviszidose ist eine genetische oder hereditäre Erkrankung.
Die Mukoviszidose wird durch eine Genmutation verursacht.
Dieses genetische Material verschlüsselt das CFTR-Protein: „Regulator der Transmembranleitfähigkeit bei Mukoviszidose“.
Dieses Protein ist wichtig für die Regulierung des Austauschs von Wasser und Mineralsalzen innerhalb der Zellen.
Das CFTR-Protein ist ein Kanal an der äußeren Zellwand und ermöglicht den Transport von Chlorionen.
Die Konsequenzen und Symptome hängen von der Position der Genmutation ab.
Die Mutation kann 5 Arten von Funktionsschäden verursachen:

  1. Verringerung der Proteinsynthese
  2. Reifungsdefekt
  3. Abnorme Aktivierung
  4. Änderung der Ionenleitfähigkeit
  5. Regulierungsfehler

Die Symptome variieren unter Patienten mit zystischer Fibrose stark, je nach Art der Genmutation:

  • Protein CFTR fehlt: typische zystische Fibrose.
  • Vorhandensein eines funktionierenden CFTR-Prozentanteils: abgeschwächte Symptome. Wenn mindestens 8 % der Messenger-RNA funktionieren, hat der Patient keine pulmonalen Störungen.
  • Mutationen, die die Funktionalität des Proteins verändern, aber nicht blockieren, zeigen keine typischen Symptome.
  • Mutationen, die zu Veränderungen der Permeabilität des Ionenkanals (CFTR) führen, verursachen leichtere Symptome.

 

Wirkung der Mukoviszidose auf den Schleim

  • Exogene Drüsen erzeugen Schleim und setzen ihn in das Organepithel frei (Bronchien, Pankreas).
  • Die vom Schleim aufgenommene Wassermenge hängt von der Konzentration der enthaltenen Mineralsalze ab, dieser Mechanismus wird Osmose genannt.
  • Wasser diffundiert spontan aus der Lösung mit niedrigerer Salzkonzentration in die mit höherer Konzentration.
  • Die Zellen transportieren Natrium und Chlor in den Schleim. Auf diese Weise verteilt sich das Wasser spontan aus der interstitiellen Flüssigkeit (zwischen den Zellen) in den Schleim.
  • Bei Patienten mit zystischer Fibrose ist der Kanal für den Chlortransport nicht vorhanden oder funktioniert nicht. Das Wasser verlagert sich somit nicht und der Schleim wird dadurch nicht verflüssigt.

Die Folge ist ein trockener Schleim.

 


Vererbung der Mukoviszidose

Die Vererbung erfolgt autosomal rezessiv, es werden also zwei defekte Gene benötigt, um zu erkranken.

Ein Mensch ist ein gesunder Träger, wenn er nur ein defektes Gen für die zystische Fibrose trägt.
Der gesunde Träger:

  • erkrankt nicht,
  • lebt ohne Symptome.

Wenn jedoch zwei gesunde Träger des defekten Gens ein Kind haben, bestehen:

  • 25 % Wahrscheinlichkeit, dass das Kind die zystische Fibrose nicht erbt, es lebt symptomfrei und wird nicht zum Träger des Gens.
  • 50 % Wahrscheinlichkeit, dass nur eine Kopie des defekten Gens vererbt wird. In diesem Fall erkrankt das Baby nicht, wird aber zum gesunden Träger des Gens.
  • 25 % Wahrscheinlichkeit, dass das Kind beide Kopien des defekten Gens von den Eltern erbt und an der zystischen Fibrose leidet.

 

Auswirkung der Mukoviszidose auf die Organe

Quelle: https://web.stanford.edu/class/psych121/humangenome-CF.htm


Lunge und Atemwege

Bei der Mukoviszidose trifft für die Lungen zu:

  • Sie verlieren die Fähigkeit, eine sterile Oberfläche aufrechtzuerhalten.
  • Sie werden allmählich von bakteriellen Infektionen geschädigt.

Es gibt verschiedene Hypothesen über die Ursache der Veranlagung zu Lungenentzündung und zu Lungenschädigungen.

Die Hypothese des Salzüberschusses

Diese Hypothese wird von Jeffrey Smith, Michael Welsh und Kollegen der Universität von Iowa vorgeschlagen, sie unterstreicht die Funktion des CFTR-Gens als Anionenkanal.
Nach dieser Hypothese hat die Flüssigkeit auf der Oberfläche normaler Atemwege einen niedrigen Salzgehalt (weniger als die Hälfte des Plasmas), da mehr Salz als Wasser absorbiert wird.

Bei Patienten mit zystischer Fibrose verursacht das fehlende oder defekte CFTR-Protein eine Verminderung der Salzabsorption. Somit ist der Salzgehalt in der Oberflächenflüssigkeit der Atemwege gleich dem des Plasmas.
Dies interferiert mit der Wirkung natürlicher Antibiotika:

  • Lysozym,
  • Defensin

Diese Hypothese basiert auf Laborexperimenten, die eine Bakterienproliferation nur in Kulturen der Zellen von Patienten mit zystischer Fibrose gezeigt haben.
Schlussfolgerung ist, dass der Salzüberschuss in den Atemwegen der Patienten die Antibiotika unwirksam macht.

Hypothese der Volumenreduktion

Nach Studien, die mit verschiedenen Methoden durchgeführt wurden, sind Richard Boucher und Kollegen der Universität von North Carolina auf ein völlig anderes Ergebnis gestoßen.
Ihre Hypothese basiert auf der Fähigkeit des CFTR-Proteins, die Aktivität des epithelialen Natriumkanals (ENaC) zu hemmen. Damit besteht eine Zunahme des Transportes positiver Natriumionen (Na+).
Die Folge ist eine Erhöhung der Absorption von Chlor und Wasser aus dem Schleim, was Folgendes verursacht:


Darm

Der Darm erzeugt eine geringere Menge von Sekretionen als normal, es besteht damit eine größere Wahrscheinlichkeit, eine Blockade zu entwickeln durch:

  • trockenen und dehydrierten Stuhl,
  • zu langsamen Transport des Stuhls.

Etwa 10 % der Kinder mit Mukoviszidose entwickeln einen Mekoniumileus, also einen Darmverschluss, durch zu zähen und klebrigen Stuhl.
Dies tritt in Höhe der Ileozökalklappe auf, also zwischen Dünndarm und Dickdarm.
Bei Erwachsenen verursacht der Verlust des Pankreasenzyms eine Steatorrhoe (Fettstuhl), was die Tendenz zur Blockade des Darmes kompensieren kann.


Bauchspeicheldrüse

Bei 90 % der Menschen mit Mukoviszidose wird das Pankreas zunehmend zerstört und durch fibrotisches und zystisches Gewebe ersetzt.
Die Zerstörung des Pankreas wird durch die Sekretionsverringerung im Pankreaskanal verursacht.

Normalerweise setzen die Drüsenzellen im Pankreas Verdauungsenzyme frei, die sich mit der mit Natriumbikarbonat angereicherten Flüssigkeit, die in den Zellen des Kanals erzeugt wird, vermischen.
Dieser „Saft“ gelangt in den Zwölffingerdarm, wo er der Fettverdauung dient.
Die Sekretionen der Pankreaszellen sind möglicherweise normal, doch die Sekretion der Flüssigkeit in den sekretorischen Kanälen ist erheblich reduziert.
Die Folge ist:

  • Verschluss der Kanäle,
  • Ansammlung von Schleim,
  • Verringerung der Sekretionen.

Die Pankreaszellen reagieren empfindlich auf die Druckerhöhung, die durch den Verschluss der Kanäle verursacht wird, und es kommt zu einer Fibrose.

Mit der Zeit kann durch die Erkrankung auch der Teil des Pankreas geschädigt werden, der Insulin erzeugt, wodurch der Patient Diabetes entwickeln kann.


Männliche Genitalien

Folgen im Bereich der Samenleiter bei Männern sind:

  • Verschluss,
  • Degeneration

Die menschlichen Nebenhoden und Samenkanäle sind vermutlich die Organe, die am empfindlichsten auf die zerstörenden Auswirkungen der Mukoviszidose reagieren.
Tatsächlich kann es sein, dass bei Männern mit sehr leichten genetischen Mutationen von Geburt an auf beiden Seiten die Samenleiter fehlen, jedoch kein anderes Merkmal der Krankheit vorliegt.
Oppenheimer (University of Chicago Hospitals and Clinics) und Esterly haben herausgefunden, dass bei Jungen das Fehlen der Samenleiter die Folge eines Verschlusses ist.


Weibliche Genitalien

Mukoviszidose kann einige Effekte verursachen, die zu weiblicher Unfruchtbarkeit führen, darunter:


Gallenblase

Weniger häufige Symptome sind:

  • fokale biliäre Zirrhose,
  • eine besonders kleine Gallenblase.

 


Symptome der Mukoviszidose

Die Symptome können mit der Zeit und von Person zu Person variieren.
Manche Neugeborene und Kleinkinder mit dieser Erkrankung können ernste Probleme aufweisen in Zusammenhang mit:

  • Lunge,
  • Verdauung.

Andere können schwerwiegende Symptome entwickeln, wenn sie erwachsen werden.
Die meisten Menschen mit dieser Erkrankung haben schwerwiegende Atemstörungen und Ateminsuffizienz, die zur Todesursache werden.

 

Die häufigsten Symptome der Mukoviszidose sind:

Atemsymptome

  • Häufig auftretende Lungeninfektionen wie Lungenentzündung und Bronchitis
  • Chronischer zäher Husten mit Katarrh oder blutig tingiertem Schleim
  • Geräuschvoller oder pfeifender Atem
  • Häufige Attacken von Sinusitis
  • Manche können eine schwerere Erkrankung entwickeln, wie Pneumothorax (Lungenkollaps) oder Bronchiektasen (Verengung der Bronchien)
  • Bei manchen Menschen treten Nasenpolypen auf, die die Nase verstopfen und chirurgisch entfernt werden müssen


Symptome am Verdauungsapparat


Folge für den Geschlechtsapparat

  • Verengung oder Fehlen der Vas deferens (Samenleiter, die den Transport des Spermas aus den Hoden ermöglichen). Dieser Defekt führt zur Unfruchtbarkeit des Mannes (Azoospermie oder fehlende Spermatozoen bei 98 % der Männer mit Mukoviszidose).
  • Frauen können durch eine Verstopfung des Gebärmutterhalses durch zähflüssigen Schleim Schwierigkeiten bei der Empfängnis haben.
  • Die innere Gebärmutterschleimhaut wird durch das CFTR- Protein gebunden, das die Sekretion verändern und so zur weiblichen Unfruchtbarkeit führen kann.


Generelle Anzeichen und Symptome

  • Massive Salzausscheidung im Schweiß, was zu Dehydratation führt
  • Beschleunigter Herzschlag (Tachykardie)
  • Müdigkeit, Schwäche
  • Niedriger Blutdruck
  • Gefahr eines Hitzschlags
  • Osteoporose (erniedrigte Knochendichte)
  • Digitale Akropachie oder Trommelschlegelfinger, das bedeutet, dass die Endglieder von Fingern und Zehen breiter und abgerundeter erscheinen.

In schwereren Fällen kann der Betroffene auch entwickeln:

  1. Funktionsstörungen der Leber aufgrund einer Entzündung oder Blockade der Gallengänge, die auftreten, weil die Gallenflüssigkeit zu dickflüssig ist,
  2. Gallensteine,
  3. Nierensteine,
  4. Diabetes,
  5. Pankreatitis (Entzündung der Bauchspeicheldrüse),
  6. Rektumprolaps (ein Teil des Enddarms ragt aus dem Anus hervor).


Auftreten

In manchen Fällen kann man die Erkrankung wenige Tage nach der Geburt entdecken, weil die Säuglinge:

  • durch übermäßiges Schwitzen einen salzigen Geschmack auf der Haut entwickeln,
  • aufgrund eines intestinalen Verschlusses, auch Mekoniumileus genannt, keinen Stuhlgang haben.

Es kann auch eine Wachstumsverzögerung aufgrund schlechter Nahrungsaufnahme auftreten.
In den meisten Fällen manifestiert sich die Erkrankung in den ersten Lebensjahren, in der Regel zeigen die Kinder nur leichte Symptome.