Störungen der mitochondrialen β-Oxidation der Fettsäuren: eine wachsende Herausforderung für die pädiatrische Diätetik

Zusammenfassung

Enzymatische Störungen der Fettsäurenoxidation präsentieren sich phänotypisch sehr heterogen mit Erscheinungsbildern unterschiedlicher Schweregrade und unterschiedlichen Manifestationsalters. An Symptomatik finden sich bei den langkettigen Störungen der Fettsäurenoxidation und des Karnitinstoffwechsels Organbeteiligungen mit Kardiomyopathie, Skelettmyopathie, episodischer Rhabdomyolyse sowie Hepatopathie, Retinopathie und Neuropathie. Bei allen Störungen der Fettsäurenoxidation können Entgleisungen einschließlich hypoketotischer Hypoglykämie bis hin zum Koma auftreten. Manifest werden die Erkrankungen häufig durch fieberhafte Infekte, lange Nüchternperioden oder körperliche Aktivität. Seit Einführung des erweiterten Neugeborenenscreenings wird die Diagnose überwiegend in einem Stadium gestellt, in dem das Kind noch keine Symptome aufweist. Therapeutische Maßnahmen umfassen die Vermeidung längerer Nüchternperioden sowie eine ausreichende Kohlenhydratzufuhr während einer katabolen Stoffwechsellage. Eine fettreduzierte sowie MCT-reiche Diät ist bei Störungen der Oxidation langkettiger Fettsäuren und des Karnitinzyklus zusätzlich notwendig.

Abstract

Fatty acid oxidation disorders are caused by autosomal recessive enzyme defects. There are heterogeneous phenotypes of variable severity and age of onset. The clinical presentation of fatty acid oxidation disorders may include hypoketotic hypoglycaemic coma with potential residual neurological deficits. In patients with disorders of long-chain fatty acid oxidation or the carnitine cycle, cardiomyopathy, skeletal myopathy, episodic rhabdomyolysis as well as hepatopathy, retinopathy and neuropathy may occur. Symptoms may be triggered by febrile infections, prolonged fasting or physical activity. Prior to newborn screening, morbidity and mortality caused by these defects were high. Since the expansion of newborn screening and inclusion of these disorders, children are mainly diagnosed in an asymptomatic state. Treatment strategies include avoidance of fasting, additional carbohydrate intake during catabolic episodes and, for defects of long-chain fatty acid oxidation and the carnitine cycle, fat-reduction and fat-modification of the diet.

Schlüsselwörter

Fettsäurenoxidation - Oxidationsstörungen langkettiger Fettsäuren - MCAD-Mangel - Neugeborenenscreening - essenzielle Fettsäuren

Key words

fatty acid oxidation - disorders of long-chain fatty acid oxidation - MCAD deficiency - newborn screening - essential fatty acids

Literatur

• 1 Cuthbert C D, Tortorelli S, Ensenauer R E. et al .Inherited Abnormalities in Mitochondrial Fatty Acid Oxidation. In: Walker WA, Goulet O, Kleinmann RE et al., eds Pediatric Gastrointestinal Disease. Hamilton; BC Decker 2004: 1287-1307
• 2 Kassenärztliche Bundesvereinigung . Beschluss über eine Änderung der Richtlinien des Bundesausschusses der Ärzte und Krankenkassen über die Früherkennung von Krankheiten bei Kindern bis zur Vollendung des 6. Lebensjahres (Kinder-Richtlinien) zur Einführung des erweiterten Neugeborenen-Screenings.  Dtsch Ärztebl. 2005;  16 A1158-1163
• 3 Longo N, Di San Filippo C A, Pasquali M. Disorders of carnitine transport and the carnitine cycle.  Am J Med Genet Part C Semin Med Genet. 2006;  142C 77-85
• 4 Tein I, Elpeleg O, Ben-Zeev B. et al . Short-chain acyl-CoA dehydrogenase gene mutation (c.319C>T) presents with clinical heterogeneity and is candidate founder mutation in individuals of Ashkenazi Jewish origin.  Mol Genet Metab. 2008;  93 179-189
• 5 Bonnet D, Martin D, De Lonlay P. et al . Arrhythmias and conduction defects as presenting symptoms of fatty acid oxidation disorders in children.  Circulation. 1999;  100 2248-2253
• 6 Wilcken B, Wiley V, Hammond J. et al . Screening newborns for inborn errors of metabolism by tandem mass spectrometry.  N Engl J Med. 2003;  348 2304-2312
• 7 Spiekerkötter U. Störungen der Fettsäurenoxidation.  Monatsschr Kinderheilkd. 2006;  154 1231-1244
• 8 Hoffmann G F, Kries R von, Klose D. et al . Frequencies of inherited organic acidurias and disorders of mitochondrial fatty acid transport and oxidation in Germany.  Eur J Pediatr. 2004;  163 76-80
• 9 Maier E M, Liebl B, Röschinger W. et al . Population spectrum of ACADM genotypes correlated to biochemical phenotypes in newborn screening for Medium-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase Deficiency.  Hum Mutat. 2005;  25 443-452
• 10 Sander J, Sander S, Steuerwald U. Neonatal screening for defects of the mitochondrial trifunctional protein.  Mol Genet Metab. 2005;  85 108-114
• 11 Spiekerkötter U, Sun B, Zytkovicz T. MS/MS-based newborn and family screening detects asymptomatic patients with very long-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency.  J Pediatr. 2004;  143 335-342
• 12 Gillingham M, van Calcar S, Ney D. et al . Dietary management of long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase deficiency (LCHADD). A case report and survey.  J Inherit Metab Dis. 1999;  22 123-131
• 13 Funk-Wentzel P. Diätetik bei Störungen der β-Oxidation von Fettsäuren. In: Dokoupil K, Riemann E, eds Diät bei angeborenen Fettstoffwechselstörungen und Ketogene Diät. Heilbronn; SPS Publications 2003: 61-71
• 14 Deutsche Gesellschaft für Ernährung, Österreichische Gesellschaft für Ernährung, Schweizer Gesellschaft für Ernährungsforschung und Schweizer Vereinigung für Ernährung .Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr 1. Auflage. Frankfurt am Main; Umschau Verlag 2000
• 15 Gillingham M B, Scott B, Elliott D. et al . Metabolic control during exercise with and without medium-chain triglycerides (MCT) in children with long-chain 3-hydroxy acyl-CoA dehydrogenase (LCHAD) or trifunctional protein (TFP) deficiency.  Mol Genet Metab. 2006;  89 58-63
• 16 Roe C R, Roe D S, Wallace M. et al . Choice of oils for essential fat supplements can enhance production of abnormal metabolites in fat oxidation disorders.  Mol Genet Metab. 2007;  92 346-350
• 17 Koletzko B, Lien E, Agostoni C. et al . The roles of long-chain polyunsaturated fatty acids in pregnancy, lactation and infancy: review of current knowledge and consensus recommendations.  J Perinat Med. 2008;  35 5-14
• 18 Gillingham M, Weleber R G, Neuringer M. et al . Effect of optimal dietary therapy upon visual function in children with long-chain 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase and trifunctional protein deficiency.  Mol Genet Metab. 2005;  86 124-133
• 19 Gillingham M, Connor W E, Matern D. et al . Optimal dietary therapy of long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase deficiency.  Mol Genet Metab. 2003;  79 114-123
• 20 Kohlschütter A. Angeborene Störungen des Fettsäurenstoffwechsels – Klinik und Behandlung. In: Dokoupil K, Riemann E, eds Diät bei angeborenen Fettstoffwechselstörungen und Ketogene Diät. Heilbronn; SPS Publications 2003: 49-60
• 21 Fingerhut R, Röschinger W, Muntau A C. et al . Hepatic carnitine palmitoyltransferase I deficiency: acylcarnitine profiles in blood spots are highly specific.  Clin Chem. 2001;  47 (10) 1763-1768
• 22 Wood J C, Magera M J, Rinaldo P. et al . Diagnosis of very long chain acyl-dehydrogenase deficiency from an infant’s newborn screening card.  Pediatrics. 2001;  108 (1) E19
• 23 Scherz H, Senser F. Souci-Fachmann-Kraut: Die Zusammensetzung der Lebensmittel. Nährwerttabellen. 6. Auflage. Stuttgart; Medpharm Scientific Publishers 2000
• 24 Dixon M A, Leonard J V. Intercurrent illness in inborn errors of intermediary metabolism.  Arch Dis Child. 1992;  67 (11) 1387-1391