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Homocystinurie

Die Homocystinurie ist eine seltene angeborene Stoffwechselstörung, bei der sich der Eiweißbaustein Homocystein im Blut ansammelt, sodass die Homocystein-Werte im Vergleich zum Normalwert stark erhöht sind (sog. Hyperhomocysteinämie).

Dieser Text entspricht den Vorgaben der ärztlichen Fachliteratur, medizinischen Leitlinien sowie aktuellen Studien und wurde von Medizinern geprüft.

Überblick

Diese für eine Homocystinurie typische Hyperhomocysteinämie ist für die unterschiedlichsten Symptome der Stoffwechselstörung verantwortlich: Zum einen schädigt die Ansammlung der Aminosäure Homocystein im Blut die Blutgefäße, was schon früh zu Arterienverkalkung (Arteriosklerose) und Blutgerinnseln führen kann. Deren Folge sind Thrombosen und Embolien (v.a. in Gehirn, Herz, Lungen und Nieren). Zum anderen können durch das Überangebot von Homocystein körperlicher Hochwuchs, Knochenschwund (Osteoporose) und eine verzögerte geistige Entwicklung bei der Homocystinurie auftreten.

Die Homocystinurie ist eine Erbkrankheit, Ärzte rechnen sie zu den seltenen Erkrankungen (Orphan Diseases). Weniger als 1 von 300.000 Personen ist weltweit davon betroffen. Ursache ist ein Gendefekt, durch den ein Enzym geschädigt ist, das normalerweise den Homocysteinstoffwechsel reguliert. Wer eine Homocystinurie hat, vererbt den ursächlichen Gendefekt an seine Kinder. Das bedeutet aber nicht unbedingt, dass die Homocystinurie bei den Kindern ebenfalls in Erscheinung tritt: Nur wenn beide Elternteile das entsprechende Erbmerkmal in sich tragen und an ihr Kind weitergeben, entwickelt es die Stoffwechselstörung. Die Homocystinurie betrifft beide Geschlechter gleich häufig.

Um die Homocystinurie zu diagnostizieren, kommen Laboruntersuchungen zum Einsatz: Menschen mit Homocystinurie weisen erhöhte Mengen Homocystein im Blut auf. Verbinden sich zwei Moleküle Homocystein miteinander, entsteht Homocystin. Da Homocystin über den Urin ausgeschieden wird, kann ein einfacher Urin-Test Hinweise auf die Stoffwechselstörung liefern. Auch der Gehalt an Methionin ist bei der Homocystinurie erhöht. Methionin ist eine Aminosäure aus der Homocystein entsteht.

Eine Blutuntersuchung kann zudem den zu hohen Homocysteinwert im Blut (Hyperhomocysteinämie) nachweisen. Um die Diagnose der Homocystinurie zu sichern, kann der Arzt in angezüchteten Zellen den Enzymdefekt feststellen oder den Fehler im Erbgut durch einen Gentest nachweisen. Dabei gewinnt er die Zellen für die Untersuchung zum Beispiel aus der Mundschleimhaut, oder – für die Untersuchung eines Ungeborenen – durch eine Fruchtwasseruntersuchung.

Bei einer Homocystinurie kommen zur Behandlung in erster Linie die Vitamine B6 und B12 sowie Folsäure zum Einsatz. Außerdem ist wegen der erhöhten Homocystein-Werte auch eine Therapie mit Acetylsalicylsäure (oder anderen gerinnungshemmenden Mitteln) wichtig, um der Bildung von Blutgerinnseln (Thromboembolien) vorzubeugen. Eine früh erkannte und konsequent behandelte Homocystinurie hat eine insgesamt günstige Prognose.

Definition

Die Homocystinurie ist eine angeborene Stoffwechselerkrankung, genauer gesagt eine Störung des Aminosäurestoffwechsels, bei der die Werte eines bestimmten Stoffs, der Aminosäure Homocystein im Urin und im Blut stark erhöht sind. Aminosäuren sind die kleinsten Bausteine der Eiweiße.

Homocystein ist ein schwefelhaltiger Eiweißbaustein, der normalerweise nur im Zellinneren und nicht in Blut oder Urin nachweisbar ist. Er entsteht als Zwischenprodukt bei der Umwandlung der Aminosäure Methionin in den Eiweißbaustein Cystein. Für diesen Prozess sind spezielle Eiweiße, sogenannte Enzyme verantwortlich.

Bei der Homocystinurie führt der Erbfehler zu einem defekten Enzym, das für die Umwandlung von Methionin wichtig ist. Dadurch kommt es zu einem erhöhten Homocysteinspiegel im Blut (sog. Hyperhomocysteinämie). Die Betroffenen scheiden den Stoff in Form von Homocystin mit dem Urin aus (daher die Bezeichnung Homocystinurie).

Die Homocystinurie zählt zu den Erbkrankheiten, denn: Der Grund für die Stoffwechselstörung ist eine Schädigung an einem Träger der Erbanlage (einem Gen). Dieser Gendefekt wirkt sich auf Enzyme aus, die normalerweise für die Regulierung des Homocysteinstoffwechsels verantwortlich sind. Je nachdem, welches Enzym im Eiweißstoffwechsel von dem Gendefekt betroffen ist, unterscheidet man folgende Formen von Homocystinurie:

  • Homocystinurie vom Typ I: Hierbei ist das Enzym defekt, das bei der Umwandlung von Methionin in Cystein normalerweise bewirkt, dass sich Homocystein in Cystathionin umwandelt.
  • Homocystinurie vom Typ II: Hierbei liegt ein Enzymdefekt bei der Rückbildung von Homocystein zu Methionin vor, was zu einem Methioninmangel führen kann. Die Typ-II-Homocystinurie ist seltener als die Typ-I-Homocystinurie.

autosomal-rezessiv

geschlechtsunabhängig

von beiden Elternteilen

Häufigkeit

Die Homocystinurie ist selten, wobei die Angaben über die Häufigkeit schwanken: Etwa 1 von 300.000 Menschen ist betroffen, wobei Männer und Frauen gleichermaßen vertreten sind. Es gibt allerdings regionale Häufungen, beispielsweise in Irland oder Qatar, wo von einer Rate von 1:65.000 beziehungsweise 1:1.800 Fällen ausgegangen wird.

Ursachen

Eine Homocystinurie hat erbliche Ursachen: Auslöser für die Erbkrankheit ist eine Schädigung an einem Träger der Erbanlage (Gen). Dieser Gendefekt verursacht eine Störung im Eiweißstoffwechsel (Aminosäurestoffwechsel), indem er sich auf Enzyme auswirkt, die normalerweise den Stoffwechsel des Eiweißbausteins Homocystein regulieren. Homocystein entsteht als Zwischenprodukt bei der Umwandlung der Aminosäure Methionin in den Eiweißbaustein Cystein.

Für eine Homocystinurie kommen verschiedene angeborene Enzymdefekte als Ursachen infrage. Je nachdem, welches Enzym defekt ist, kann man die folgenden Formen von Homocystinurie unterscheiden:

  • Homocystinurie vom Typ I: Bei dieser Form ist das Enzym defekt, das bei der Umwandlung von Methionin in Cystein normalerweise bewirkt, dass sich Homocystein in Cystathionin umwandelt.
  • Homocystinurie vom Typ II: Ursache für diese Form ist ein Enzymdefekt bei der Rückbildung von Homocystein zu Methionin, was zu einem Methioninmangel führen kann. Die Typ-II-Homocystinurie ist seltener als die Typ-I-Homocystinurie.

Erbgang

Menschen mit Homocystinurie geben die Ursachen ihrer Stoffwechselstörung – die Gendefekte – über einen autosomal-rezessiven Erbgang an ihre Kinder weiter. Das bedeutet aber nicht unbedingt, dass die Kinder die Erbkrankheit ebenfalls entwickeln. Autosomal-rezessiv bedeutet Folgendes:

  • Autosomal bedeutet "auf einem Autosom liegend": Gene sitzen auf fadenförmigen Gebilden im Zellkern, den sogenannten Chromosomen. Der Mensch besitzt 23 Chromosomenpaare: 44 sogenannte Autosomen und 2 Geschlechtschromosomen (X und Y). Das bei der Homocystinurie defekte Gen sitzt auf einem sogenannten Autosom, weshalb beide Geschlechter gleich häufig von der Homocystinurie betroffen sind.
  • Rezessiv heißt "nicht in Erscheinung tretend" – das heißt: Ein gesundes Gen kann die Wirkung des defekten Gens ausgleichen. Das bedeutet: Wer von einem Elternteil den Gendefekt und von dem anderen Elternteil ein gesundes Gen geerbt hat, ist gesund (kann die Homocystinurie jedoch trotzdem an die eigenen Kinder vererben). Die Homocystinurie tritt nur bei Menschen auf, die von beiden Elternteilen je ein defektes Gen erben.

Symptome

Die Homocystinurie kann vielfältige Symptome und Beschwerden hervorrufen, die in verschiedenen Lebensabschnitten auftreten können. Vorwiegend wirkt sich die Stoffwechselstörung auf das Gehirn, die Blutgefäße, das Skelett und die Augen aus.

Treten bei einem Mensch mit Homocystinurie sehr früh Symptome auf, ist das Risiko für geistige Entwicklungsstörungen erhöht.

Oft treten Verhaltensstörungen im Sinne einer Schizophrenie auf. Bei Menschen mit der selteneren Typ-II-Homocystinurie stehen häufig neurologische und geistige Störungen im Vordergrund, die möglicherweise auf einen Mangel des Eiweißbausteins Methionin zurückzuführen sind.

Kennzeichnend für die Homocystinurie ist, dass die Werte von Homocystein im Blut stark erhöht sind. Diese sogenannte Hyperhomocysteinämie ist für viele mit der Homocystinurie verbundenen Symptome verantwortlich: Das Homocystein im Blut schädigt die Blutgefäße, wodurch sich bei einer Homocystinurie schon früh eine Gefäßverkalkung (Arteriosklerose) sowie Thrombosen und Embolien entwickeln, die vorwiegend Gehirn, Herz, Lungen und Nieren betreffen.

Auch andere Homocystinurie-Symptome sind auf das typische Überangebot an Homocystein zurückzuführen: So kommen durch dieses Überangebot Stoffwechselprozesse in Gang, die zu Hochwuchs führen. Menschen mit Homocystinurie ähneln äußerlich häufig denen, mit dem sogenannten Marfan-Syndrom, das – ebenso wie die Homocystinurie – eine Erbkrankheit ist. Symptome, die sowohl bei der Homocystinurie als auch beim Marfan-Syndrom auftreten, sind neben dem Hochwuchs zum Beispiel:

Die für eine Homocystinurie typischen Symptome umfassen außerdem einen Knochenschwund (Osteoporose), die vor allem dazu führt, dass sich die Wirbelkörper abflachen und sich die Wirbelsäule verformt.

Diagnose

Bei Verdacht auf eine Homocystinurie kommen zur Diagnose verschiedene Laboruntersuchungen zum Einsatz: Bei der Homocystinurie ist der Stoffwechsel des Eiweißbausteins (Aminosäure) Homocystein gestört, der als Zwischenprodukt bei der Umwandlung der Aminosäure Methionin in den Eiweißbaustein Cystein entsteht. Die Eiweißstoffwechselstörung führt zu einer Ansammlung von Homocystein im Blut (sog. Hyperhomocysteinämie), das der Körper in Form von Homocystin mit dem Urin ausscheidet (daher Homocystinurie).

So kann zum Beispiel der erste Schritt zur Homocystinurie-Diagnose in einer Urinuntersuchung bestehen. Einen Hinweis darauf, ob der Urin Homocystein in Form von Homocystin enthält, liefert ein einfacher Test mit Natrium-Nitroprussid: So kann der Arzt schwefelhaltige Eiweißbausteine (bzw. Aminosäuren) feststellen – Homocystein ist eine solche Aminosäure. Sind die Werte im Urin erhöht, sind zusätzliche Untersuchungen notwendig, um die Homocystinurie-Diagnose zu sichern.

Eine Blutuntersuchung liefert bei einer Homocystinurie weitere Hinweise für die Diagnose. Zum einen kann der Arzt im Blut, beziehungsweise Serum, die Hyperhomocysteinämie nachweisen: Bei einer Homocystinurie ist der ermittelte Laborwert für Homocystein im Vergleich zum Normalwert deutlich erhöht. Bei der Typ-I-Homocystinurie sind auch die Methioninwerte im Blut erhöht. Bei der selteneren Typ-II-Homocystinurie, bei der die Rückbildung von Homocystein zu Methionin gestört ist, liegen neben erhöhten Homocysteinwerten niedrige Methioninwerte vor.

Für die Behandlung einer Homocystinurie ist es wichtig Typ I und Typ II voneinander zu unterscheiden. Um die Diagnose so einzugrenzen, ist es nötig, die betreffenden, jeweiligen Enzyme in Zellkulturen zu bestimmen: Der für die Typ-I-Homocystinurie verantwortliche Enzymdefekt ist in Bindegewebszellen der Haut (Hautfibroblasten) oder in Lebergewebe nachweisbar. Die einer Typ-II-Homocystinurie zugrundeliegenden Enzymdefekte kann man in weißen Blutkörperchen (Leukozyten) oder ebenfalls in Bindegewebszellen der Haut nachweisen. Im Rahmen der Pränataldiagnostik ist es möglich, diese Enzymdefekte auch bei Ungeborenen festzustellen: Hierzu erfolgt eine Fruchtwasserentnahme (Amniozentese), um anschließend in Zellkulturen nach möglichen Enzymdefekten in den kindlichen Zellen zu suchen.

Da die Homocystinurie eine Erbkrankheit ist, der eine Schädigung an einem Träger der Erbanlage (sog. Gendefekt) zugrunde liegt, ist zur Diagnose außerdem ein Gentest geeignet: Hierbei ist der ursächliche Gendefekt direkt nachweisbar. Dazu sind Blutproben oder Zellen von der Mundschleimhaut erforderlich.

Therapie

Bei einer Homocystinurie zielt die Therapie darauf ab, die Auswirkungen des gestörten Eiweißstoffwechsels auszugleichen und mögliche Folgen der Ansammlung des Eiweißbausteins Homocystein im Blut (sog. Hyperhomocysteinämie) zu verhindern.

Diese symptomatische Therapie, die am besten ein Leben lang erfolgt, ist in der Mehrzahl der Fälle sehr erfolgreich. Die Ursachen der Homocystinurie verschwinden durch die Behandlung aber nicht: Es ist nicht möglich, die für die Erbkrankheit verantwortliche Schädigung an einem Träger der Erbanlage (sog. Gendefekt) zu beheben.

Die für die Homocystinurie typische Hyperhomocysteinämie schädigt auf Dauer die Blutgefäße. Häufige Folgen dieser Schädigung sind Arteriosklerose (Arterienverkalkung), die Bildung von Blutgerinnseln (Thrombosen und Embolien), die meist Gehirn, Herz, Lungen und Nieren betreffen. Daher ist bei erhöhten Homocystein-Werten im Blut eine Therapie wichtig, um Thrombosen und Embolien vorzubeugen – besonders der Arterien. Hierzu eignen sich Acetylsalicylsäure und andere gerinnungshemmende Medikamente.

Die weitere Homocystinurie-Therapie hängt davon ab, welcher Enzymdefekt für die Stoffwechselstörung verantwortlich ist – das heißt, welcher Typ von Homocystinurie vorliegt:

Homocystinurie Typ I

Bei einer Homocystinurie vom Typ I, bei der das defekte Enzym noch eine Restaktivität zeigt, hat sich zur Therapie Vitamin B6 (Pyridoxin) bewährt: Mit Vitamin B6 kann man die Aktivität des Enzyms erhöhen und somit die Konzentration von Homocystein im Blut senken. Außerdem ist zur Behandlung einer Typ-I-Homocystinurie eine cystinreiche und methioninarme Ernährung empfehlenswert.

Eiweißreiche Lebensmittel wie Wurst, Milchprodukte und auch Fisch gilt es bei der Homocystinurie Typ I zu meiden.

Homocystinurie Typ II

Wenn bei der Homocystinurie vom Typ II noch eine Restaktivität des defekten Enzyms vorhanden ist, das normalerweise die Rückbildung von Methionin aus Homocystein regelt, ist zur Therapie Vitamin B12 hilfreich: Vitamin B12 erhöht die Bildung von Methionin.

Auch Folsäure wirkt sich günstig auf die Enzymaktivität aus. Daher ist bei der Behandlung der Typ-II-Homocystinurie eine methioninreiche Ernährung ratsam. Die Nahrung kann auch durch Methionin-Präparate ergänzt werden, die der Arzt verschreibt.

Verlauf

Bei einer Homocystinurie hängt der Verlauf in hohem Maß davon ab, wie früh die Diagnose dieser Erbkrankheit gelingt: Eine schnelle und konsequente Behandlung beeinflusst den Verlauf positiv, sodass die Homocystinurie dann insgesamt eine günstige Prognose hat.

Komplikationen

Die bei einer Homocystinurie im weiteren Verlauf möglichen Komplikationen ergeben sich aus dem hohen Risiko für Thrombosen und Embolien vor allem in Gehirn, Herz, Lungen und Nieren: Grund hierfür ist die bei der Homocystinurie typische Ansammlung des Eiweißbausteins Homocystein im Blut (sog. Hyperhomocysteinämie), die auf Dauer die Blutgefäße schädigt. Dementsprechend kann eine Homocystinurie bereits bei Kindern Schlaganfälle, Herzinfarkte oder Lungenembolien auslösen.

Ob eine Homocystinurie in ihrem Verlauf solche thrombo-embolische Komplikationen hervorruft oder nicht, hat großen Einfluss auf die Sterblichkeit bei dieser Stoffwechselerkrankung.

Vorbeugen

Einer Homocystinurie können Sie nicht vorbeugen: Werden die entsprechenden Erbmerkmale von beiden Eltern vererbt, entwickelt sich diese Erbkrankheit in jedem Fall. Allerdings kann man den möglichen Folgen der Homocystinurie vorbeugen: Dazu ist es wichtig, die Homocystinurie frühzeitig zu diagnostizieren und dann entsprechend zu behandeln. Wenn Sie zu den Betroffenen zählen und einen Kinderwunsch haben, können Sie in dem Zusammenhang die Möglichkeiten der Pränataldiagnostik oder frühzeitige genetische Tests nutzen.