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Ursachen für Mukoviszidose

Illustration von Verywell

Zystische Fibrose ist eine vererbbare und lebensbedrohliche Erkrankung, von der etwa 30.000 Amerikaner und 100.000 Menschen weltweit betroffen sind. Es wird durch einen genetischen Defekt im CFTR-Gen verursacht, das das Protein bildet, das an der Produktion von Schweiß, Verdauungsflüssigkeiten und Schleim beteiligt ist. Wenn ein Defekt dieses Proteins vorliegt, kann dies zu einer abnormalen Ansammlung von Schleim in der Lunge, der Blockade von Verdauungsenzymen in den Darm und anderen ernsthaften Symptomen und Komplikationen führen.

Es gibt mehr als 2.000 bekannte CFTR-Mutationen. Damit Sie Mukoviszidose haben, müssen Sie zwei Kopien der CFTR-Mutation geerbt haben, eine von jedem Elternteil. Während Fortschritte in der Diagnose und Behandlung die Lebenserwartung von Menschen erhöht haben, die mit der Krankheit leben, gibt es immer noch keine Heilung.

Genetik

Zystische Fibrose (CF) ist eine autosomal-rezessive Erkrankung. Dies ist die Art von Krankheit, die Sie nur erben können, wenn beide Elternteile eine einzelne Kopie eines rezessiven Gens (in diesem Fall die CFTR-Mutation) beisteuern.

In Bezug auf CF können Sie die Krankheit erben, wenn jeder Ihrer Eltern entweder eine CFTR-Mutation oder CF selbst hat. Wenn beide Eltern Träger des Gens sind, hätten Sie:

  • 25 Prozent Chance, zwei Kopien zu erben und CF zu haben
  • 50 Prozent Chance, eine Kopie zu erben und ein Träger zu sein
  • 25 Prozent Chance, keine Mutationen zu erben und unberührt zu bleiben

Auf der anderen Seite, wenn einer Ihrer Eltern Träger ist und der andere CF hat, haben Sie eine 50/50 Chance CF oder Träger zu sein. Leider gibt es nichts, was ein Elternteil tun kann, um die Chancen der Vererbung auf die eine oder andere Weise zu beeinflussen.

Rasse und Ethnizität

Zystische Fibrose ist am häufigsten bei Menschen mit nordeuropäischem Erbe, von denen jedes dritte Neugeborene betroffen ist. Am wenigsten tritt er bei Menschen afrikanischer oder asiatischer Herkunft auf und betrifft Frauen nur geringfügig mehr als Männer.

In den Vereinigten Staaten variiert die CF-Rate je nach Bevölkerungsgruppe. Es wird geschätzt, dass die Anzahl der Amerikaner, die eine CFTR-Mutation tragen, ungefähr so ​​ist:

  • 1 in 29 Kaukasier-Amerikaner (1 in 3.500 Risiko)
  • 1 in 46 Hispanic-Americans (1 in 10.000 Risiko)
  • 1 von 65 Afroamerikanern (1 von 20.000 Risiko)
  • 1 von 90 Asiatisch-Amerikanern (1 in 100.000 Risiko)

Insgesamt wird eines von 2500 in den USA geborenen Babys CF haben. Laut einer epidemiologischen Studie, die im Biomedical and Biotechnology Research Journal veröffentlicht wurde, ist Irland das Land mit der höchsten Rate an Neugeborenen, die an CF erkrankt sind.

Arten von CFTR-Mutationen

Nicht alle CFTR-Mutationen sind gleich. Die Mutationen werden basierend auf den Eigenschaften des Defekts und deren Auswirkungen auf den Körper in sechs Klassen eingeteilt. Die Klassen 1, 2 und 3 führen zu den schwersten "klassischen" Symptomen von CF, während die Klassen 4, 5 und 6 im Vergleich milder sind.

Die Rolle des CFTR-Proteins besteht darin, die Bewegung von Wasser und Salz in und aus Zellen zu kontrollieren. Auf diese Weise wird die Produktion von Schleim, Schweiß, Speichel, Tränen und Verdauungsenzymen reguliert. Basierend darauf, wie fehlerhaft das Protein ist, können diese Systeme auf oft schwerwiegende Weise versagen.

Die Klassen der CFTR-Mutationen lassen sich grob wie folgt beschreiben:

  • Klasse 1: Die Mutation führt zur Produktion von wenigen oder keinen CFTR.
  • Klasse 2: Die Mutation bewirkt, dass CFTR deformiert und nicht funktionstüchtig ist.
  • Klasse 3: Die Mutation verursacht einen "Gating-Defekt", bei dem CFTR die Bewegung von Wasser und Salz in und aus den Zellen blockiert.
  • Klasse 4: Die Mutation verursacht einen "Leitfähigkeitsdefekt", bei dem CFTR die Salzbewegung in und aus den Zellen einschränkt.
  • Klasse 5: Die Mutation verringert die Produktion von CFTR-Protein.
  • Klasse 6: Die Mutation führt zu funktionellem und instabilem CFTR, die ständig ersetzt werden müssen.

Unterschiedliche Mutationskombinationen können zu unterschiedlichen Krankheitsklassen führen. Ein Beispiel dafür ist die deltaF508-Mutation, die in etwa 70 Prozent der Fälle beobachtet wurde. Wenn Sie das deltaF508 von beiden Eltern erben, hätten Sie eine nicht funktionierende CFTR, die für die Krankheit der Klasse 2 charakteristisch ist. Andere Gene, sogenannte modifizierende Gene, können die Proteinfunktion weiter verschlechtern und zu einer Verschlechterung der Symptome führen.

Physiologie

Um zu verstehen, wie CFTR-Defekte Mukoviszidose verursachen, müssen Sie sich Systeme genauer anschauen, die das Protein regulieren soll.

Das CFTR-Protein wird als ein Kanalprotein bezeichnet. Es wird vom Körper mit dem einzigen Ziel produziert, das Gleichgewicht von Wasser und Salz in Zellen aufrechtzuerhalten. Unter normalen Umständen, wenn es etwas gibt, das dieses Gleichgewicht beeinflusst, wird CFTR Wasser und Salz in und aus der Zelle bewegen, um Stase (Gleichgewicht) zu erhalten.

Wenn das Protein jedoch nicht oder nur unzureichend funktioniert, wird Chlorid - eine Komponente des Salzes - in den Zellen gefangen. Ohne Wasser kann Wasser die Oberfläche einer Zelle nicht ausreichend hydratisieren. Als Ergebnis wird die Schicht, die eine Zelle schützen soll, verdickt und Schleim sammelt sich an.

Diese Ansammlung stört die normale Funktion der Organe auf verschiedene Arten:

  • In den Lungen kann die Ansammlung von Schleim Luftwege blockieren, Entzündungen verursachen und das Risiko von Infektionen, Lungenhochdruck und Gewebeschäden erhöhen.
  • Im Verdauungstrakt kann die Ansammlung die Sekretion von Verdauungsenzymen aus der Bauchspeicheldrüse blockieren. Dies kann die Absorption von Nährstoffen im Darm beeinträchtigen, was zu Unterernährung und schlechtem Wachstum führt. Chronische Pankreatitis kann auch auftreten.
  • In der Leber kann die Verstopfung der Gallenwege die Fähigkeit der Leber beeinträchtigen, Giftstoffe aus dem Blut zu entfernen, was zu Narbenbildung, Gallensteinen und Zirrhose führt.
  • Im endokrinen System kann die Blockierung von insulinproduzierenden Zellen auf der Bauchspeicheldrüse, die als Langerhans-Inseln bekannt sind, zu einem Typ von Diabetes führen, der Charakteristika sowohl von Diabetes Typ 1 als auch Typ 2 aufweist. Dies wird Mukoviszidose-assoziierter Diabetes (CFRD) genannt.

Krankheitsprogression

Der einzige Risikofaktor für CF ist, zwei Elternteile zu haben, die abnormale CFTR-Gene tragen. Es gibt jedoch Faktoren, die die Schwere und das Fortschreiten der Krankheit beeinflussen können.

Das wichtigste ist das Timing der Diagnose und Behandlung. Neugeborenenscreening wird als wichtig erachtet, da es eine sofortige Behandlung der Krankheit ermöglicht. Auf diese Weise können wir die Schäden, die bereits in den ersten zwei Lebensmonaten auftreten können, verlangsamen oder verhindern.

Laut einer Studie, die in der aktuellen Stellungnahme in der Pulmonalen Medizin veröffentlicht wurde, zeigen Kinder, die nach CF-Symptomen behandelt werden, in der Regel bereits im Alter von zwei Jahren erhebliche Atemwegsbeeinträchtigungen und Anzeichen von Atembeschwerden. Im Vergleich dazu haben Kinder, die bei der Geburt identifiziert und behandelt wurden, im Alter von zwei Jahren eine Lungenfunktion, die mit einer einjährigen in der Gruppe mit verzögerter Behandlung vergleichbar ist.

Eine frühe Behandlung, zusätzlich zu den Fortschritten in der medikamentösen Therapie, bedeutet, dass Kinder, bei denen heute CF diagnostiziert wird, gut in ihren 40ern und 50ern leben können und von ihrem Zustand weitgehend unbehelligt bleiben.

Trotz der Fortschritte in der Diagnose und Behandlung bleiben Herausforderungen bestehen. Am Ende wird Mukoviszidose genauso von Dingen beeinflusst, die wir kontrollieren können, wie Dinge, die wir nicht kontrollieren können.

Unter einigen der Risikofaktoren, die mit schlechteren Ergebnissen verbunden sind:

  • Laut einer Studie der University of Wisconsin ist schlechtes Wachstum der am stärksten mit schwerer CF-Lungenerkrankung verbundene Faktor. Zu diesem Zweck müssen Menschen mit CF eine sehr große Anzahl von Kalorien zu sich nehmen, um Gewicht und Wachstum zu erhalten, was oft schwierig ist, wenn eine ernsthafte Darmbeteiligung vorliegt.
  • Antibiotische Unterbehandlung ist ein weiterer häufiger Risikofaktor. Aufgrund des hohen Risikos für bakterielle Infektionen werden Menschen mit CF häufig auf prophylaktische (präventive) Antibiotika gesetzt, auch wenn sie gesund sind. Unterbehandlung kann das Infektionsrisiko erhöhen, während der uneinheitliche Einsatz von Antibiotika auf lange Sicht zu Resistenzen führen kann, was die Behandlungsmöglichkeiten in der Zukunft einschränkt.
  • Die Pseudomonas aeruginosa- Infektion, ein Bakterium, das üblicherweise von Personen erworben wird, die seit mehr als einer Woche im Krankenhaus sind, ist mit einem schnellen Fortschreiten der Krankheit assoziiert. Daher wird der Krankenhausaufenthalt als unabhängiger Risikofaktor für die Progression der CF angesehen.
  • Alkoholkonsum kann Leberschäden beschleunigen, während das Risiko einer akuten oder chronischen Pankreatitis erhöht, nach einer in der Zeitschrift Gastroenterology veröffentlichten Forschung.
  • Passivrauchen erhöht das Risiko von Infektionen und Komplikationen fast genauso wie Rauchen. Laut Forschung der John Hopkins University School of Medicine ist Passivrauchen mit einer 10-prozentigen Abnahme der Lungenkapazität und -funktion verbunden. Obwohl dies nicht wie ein schwerer Verlust erscheint, bedeutet dies letztlich, dass ein 17-Jähriger mit CF, der Passivrauchen ausgesetzt ist, die gleiche Lungenfunktion hat wie ein 24-Jähriger mit Mukoviszidose, die nicht exponiert wurde.

Quellen:

Artikelquellen anzeigen

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