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Genetisch schlappe Muskeln



Bochum, 21.08.1996
Nr. 149

Wenn die Muskeln schlapp machen ...
Mindestens eines von 20.000 Kindern betroffen 
Preis an RUB-Mediziner: Entdeckung gestoerter Genstruktur


Bei einigen werden nur die Muskeln schlapp, andere erleiden
schmerzhafte Kraempfe und bei manchen werden Herz und Nieren
angegriffen, woran sie sogar sterben koennen. Die Rede ist von der
Glycogenose, einer genetischen Erkrankung, die immerhin eines von
20.000 Kindern befaellt. Fuer seine grundlegenden Erkenntnisse,
sprich die Entdeckung der genetischen Veraenderungen und die
Verbesserung der bislang sehr schwierigen und unsicheren
Laboratoriumsdiagnostik dieser tueckischen Stoffwechselerkrankung,
sind Prof. Dr. Dr. Manfred W. Kilimann und sein Doktorand cand. med.
Michael Wehner (Institut fuer Physiologische Chemie, Medizinische
Fakultaet der RUB) jetzt von der Deutschen Gesellschaft fuer
Muskelkranke (DGM) mit dem insgesamt 10.000,- DM dotierten
,Rhone-Poulenc-Rorer-Forschungspreis fuer Neuromuskulaere
Erkrankungen" ausgezeichnet worden. Prof. Kilimann ist ausserdem in
den Wissenschaftlichen Beirat der DGM berufen worden.

Wie Muskel Zucker speichern ...

Glycogen ist eine der pflanzlichen Staerke verwandte Substanz. Im
menschlichen und tierischen Koerper ist sie die Speicherform der
Glucose (des ,Blutzuckers"). Grosse Mengen von Glucose werden nach
der Nahrungsaufnahme (gesteuert durch das Hormon Insulin) in Form
von Glycogen in den Zellen gespeichert und zwischen den Mahlzeiten
oder bei intensiver Muskelarbeit wieder freigesetzt. Bei einer
Glycogenose (Glycogenspeicherkrankheit) liegt ein genetischer Defekt
eines der Enzyme vor, die den Stoffwechsel des Glycogens steuern.
Glycogen wird hauptsaechlich in Muskeln und Leber gebildet, aber
auch im Herzen, der Niere, dem Hirn und vielen anderen Geweben.

... und Zellen Glykogen wie Fremdkoerper einschliessen

Biochemische Vorgaenge im menschlichen Koerper werden durch
Eiweissverbindungen, die Enzyme, beschleunigt oder erst ermoeglicht.
Am komplizierten Stoffwechsel des Glycogens sind mehrere Enzyme
(Biokatalysatoren) beteiligt. Ist das Gen (die Erbinformation) fuer
eines dieser Enzyme defekt, so wird das Enzym nur noch mangelhaft
oder gar nicht mehr gebildet, und Glycogen haeuft sich in den
Koerperzellen an. Die Zelle und der gesamte Organismus sind nun
doppelt beeintraechtigt: die Zellen bekommen im Bedarfsfall
(Aktivitaet oder Fasten) nicht die benoetigte Glucose, ausserdem
haeufen sich viele Glycogenkoernchen in den Zellen an, wirken dort
wie eingeschlossene Fremdkoerper und beeintraetigen die Zelle und
die Funktion des betroffenen Organs.

Von fuenf Genen und fuenf Krankheitsformen

Ein Viertel aller Glycogenosefaelle beruht auf einem Defekt des
Enzyms Phosphorylase-Kinase. Im Laufe der Jahre beobachtete man,
dass es verschiedene Formen der sogenannten
Phosphorylase-Kinase-Defizienz gibt, die sich hinsichtlich der
betroffenen Organe und der Art ihrer Vererbung unterscheiden. Das
Phosphorylase-Kinase-Enzym ist aus mehreren Untereinheiten
aufgebaut, die sich von fuenf verschiedenen Genen ableiten, welche
auf unterschiedlichen Chromosomen sitzen und in unterschiedlichen
Koerpergeweben abgelesen (exprimiert) werden. Je nachdem, welches
dieser Gene betroffen ist, entsteht ein anderes Erscheinungsbild
(Phaenotyp) der Krankheit. Am haeufigsten sind Glycogenosen der
Leber durch Phosphorylase-Kinase-Defizienz. Sie machen sich durch
eine geschwollene Leber und Symptome eines zu niedrigen
Blutzuckerspiegels bemerkbar. Ist die Muskulatur betroffen, so
fuehrt dies zu Schmerzen und Kraempfen bei Belastung, Schwaeche und
Muskelschwund. Glycogenose des Herzens oder der Niere bewirken
besonders schwere Beeintraechtigungen, die in den ersten
Lebensmonaten bis -jahren zum Tode fuehren koennen.Von einigen
Formen der Krankheit sind nur maennliche Personen betroffen - Frauen
sind aber ,UEbertraegerinnen", wie beispielsweise auch bei der
Bluterkrankheit oder der Rot-Gruen-Farbensehstoerung - von anderen
sind beide Geschlechter gleich stark betroffen.

Bochumer Wissenschaftler entdeckten Mutationen

Waehrend ihrer langjaehrigen Untersuchungen konnten die Bochumer
Mediziner erstmals mehrere Gene der
Phosphorylase-Kinase-Untereinheiten isolieren (klonieren) und in
ihrer Struktur erklaeren. Aufbauend auf der Kenntnis der normalen
Genstrukturen wurde dann bei Patienten und erkrankten Tieren nach
den Strukturanomalien der Gene gesucht. Inzwischen konnten in vier
der fuenf Phosphorylase-Kinase-Gene krankhafte Veraenderungen
(Mutationen) identifiziert werden. Die ersten Mutationen, deren
Entdeckung mit dem Rhone-Poulenc-Rorer-Preis ausgezeichnet wurde,
fand man im Gen der Muskel-Isoform der Untereinheit alpha eines
menschlichen Patienten und eines Maeusestamms, die von einer die
Muskulatur und nur Maenner treffende Form der Krankheit betroffen
waren.

Blutproben aus aller Welt

Da jede einzelne Variante der Phosphorylase-Kinase-Defizienz selten
und ihre Diagnose oft unsicher ist, werden die untersuchten Faelle
weltweit zusammengetragen. Patientenproben kommen von ,nebenan"
(Duesseldorf), aber auch aus OEsterreich, Holland, Frankreich,
Norwegen, Schottland, Spanien, Israel, Saudi-Arabien, USA und Japan.
Eine fuer Prof. Kilimann und seine Mitarbeiter besonders
befriedigende und ermutigende Erfahrung ist das Interesse und die
Kooperationsbereitschaft der Patienten, die Blut- und selbst
Muskelgewebeproben zur Verfuegung stellen, um zum Verstaendnis ihrer
genetischen Krankheit beizutragen.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Dr. Manfred W. Kilimann, Ruhr-Universitaet-Bochum,
Institut fuer Physiologische Chemie, Medizinische Fakultaet, 44780
Bochum, Tel.: 0234/700-7927, Fax.: 0234/7094-193. 


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Mit freundlichen Gruessen 

Dr. Josef Koenig 
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum 
- Pressestelle - 
44780 Bochum 
Tel: + 49 234 700-2830, -3930
Fax: + 49 234 7094-136
Josef.Koenig@rz.ruhr-uni-bochum.de 

Schauen Sie doch bei uns mal rein: 
http://www.rz.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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