Mukoviszidose – was passiert im Körper?
Mukoviszidose ist selten – dementsprechend gering ist der Wissensstand bei den meisten Menschen über das genaue Krankheitsbild, den Verlauf und die Symptome: Was ist die Ursache? Was sind die Symptome? Betrifft das nur die Lunge? Wie wird Mukoviszidose vererbt? Welche Rolle spielt die Schleimhaut? Und was hat das alles mit dem Salz- und Wasseraustausch in den Zellen zu tun? Wir haben hier die wichtigsten Fakten für Euch zusammengefasst.
Die Ursache: Veränderungen am CFTR-Gen
Die Ursache von Mukoviszidose liegt in Veränderungen (Mutationen) auf dem CFTR-Gen (CFTR: Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator; Zystische Fibrose Transmembran Leitfähigkeitsregler). Das CFTR-Gen liegt auf Chromosom 7 und dient als Bauplan für einen Transportkanal, durch den elektrisch geladene Atome oder Moleküle (Ionen) aus den Schleimhautzellen hinausbefördert werden. Im gesunden Körper scheiden die Zellen über diesen Kanal Chlorid-Ionen aus, die dann außerhalb der Zelle mit Natrium-Ionen zusammen als gelöstes Kochsalz (NaCl) vorhanden sind. Um die steigende Salzkonzentration außerhalb der Zelle auszugleichen, strömt Wasser aus den Zellen nach und befeuchtet so die Schleimhäute.[8]
Bei Menschen mit Mukoviszidose führen die Fehler im CFTR-Gen zu Störungen dieses Kanalproteins. Der Körper muss mit defekten oder gänzlich fehlenden CFTR-Proteinen auskommen: Der Ausstrom der Chlorid-Ionen ist dadurch zu gering oder bleibt aus. Es kommt in verschiedenen Organen zu einem mangelhaften Salz- und Wasseraustausch zwischen den betreffenden Zellen und Zelloberflächen.[9]
Statt der Befeuchtung der Schleimhäute durch einen wässrigen Film, bildet sich ein extrem zähflüssiger Schleim.
Die Biologie der Mukoviszidose
- ZELLKERN: CF entsteht durch Mutationen im CFTR-Gen, die zu einem defekten oder fehlenden Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator(CFTR)-Protein führen.[13]
- CHLORID-IONEN: Ist ein Bestandteil von Salz.[13]
- NORMALE CFTR-PROTEINE befinden sich in den Zellmembranen von Epithelien verschiedener Organe, u.a. der Lunge, der Leber, des Pankreas, des Verdauungssystems und der Schweißdrüsen. Diese Proteine regulieren den Salz und Wasserhaushalt der Zellen.[13]
- DEFEKTE CFTR-PROTEINE führen zu einem gestörten Austausch von Salz und Wasser zwischen Zellinnerem und Zelläußerem. In der Folge bildet sich dicker, zäher Schleim, der etwa die Lunge und Atemwege, den Darm und die Pankreasgänge verstopft.
Menschen mit CF haben entweder zu wenige CFTR-Proteine an der Zelloberfläche oder CFTR-Proteine, die nicht korrekt funktionieren. Auch eine Kombination aus Reduktion der Menge und der Funktionalität von CFTR ist möglich.[13]
Die Schleimhaut: Aufbau und Funktion
Die Schleimhaut ist die Schutzschicht, die unterschiedliche Hohlorgane im menschlichen Körper auskleidet [19]:
- die Atemwege mit Nase, Luftröhre, Bronchien und Nasennebenhöhlen
- den Verdauungsapparat mit Mund, Speiseröhre, Magen und Darm
- den Urinaltrakt mit Blase und Harnröhre
- die Geschlechtsorgane mit Gebärmutter, Eileiter bzw. Samenleiter [19]
Die Schleimhaut weist durch eigenständig von den Schleimhautzellen abgesonderte Antikörper (Immunglobuline) einen Eigenschutz auf.[19] Diese sogenannte Schleimhautimmunität ist von einer ausreichenden Nahrungszufuhr abhängig.[19] Weitere Faktoren wie Stress, wenig Schlaf und Belastungen durch Nikotin, sowie Medikamente können den Eigenschutz der Schleimhaut zudem vermindern.[19] Zur Befeuchtung des Gewebes produzieren Schleimhäute eigenständig Sekret und sondern dieses ab oder sie werden von nahegelegenen Drüsen mit Sekret versorgt.[19]
Der Aufbau der Schleimhaut ist an die jeweilige Funktion der ausgekleideten Organe angepasst. Insbesondere die Oberfläche der Schleimhaut, die Epithelschicht (Lamina epithelialis mucosae), unterscheidet sich anhand der jeweiligen Organfunktion. Unter der Epithelschicht folgt in der Regel eine Schicht aus lockerem Bindegewebe (Lamina propria mucosae) sowie eine dünne Muskelschicht (Lamina muscularis muscosae).[20] In der Bindegewebsschicht befinden sich häufig Drüsen zur Befeuchtung der Schleimhaut.[19]
Viele Schleimhäute sind durch die in ihrer Oberfläche eingelagerten Transportproteine in der Lage, Moleküle in eine bestimmte Richtung zu transportieren. Zudem erfüllen sie weitere wichtige Aufgaben: Der Nasenschleimhaut kommt beispielsweise eine wichtige Schutzfunktion vor Keimen zu. Die Schleimhaut im Verdauungstrakt dient hingegen der Oberflächenvergrößerung, um eine bessere Aufnahme von Nährstoffen zu ermöglichen.[19]
Die Bronchialschleimhaut verfügt darüber hinaus noch über sogenannte Flimmerhärchen (Flimmerepithel) in der obersten Zellschicht. Die schleim- und sekretbildenden Drüsen der Bronchialschleimhaut produzieren und geben Bronchialschleim ab, der die Atemluft befeuchtet. Durch diesen Bronchialschleim bewegen sich die befeuchteten Flimmerhärchen, wellenartig in Richtung Rachen (etwa 1000 Mal pro Minute), so dass beispielsweise Staubpartikel oder Bakterien, die an diesem Schleim haften, zum Rachen abtransportiert werden. Dort werden sie zumeist reflexartig verschluckt und über den Verdauungstrakt entsorgt. Sind die Flimmerhärchen in ihrer Funktion beeinträchtigt, kann sich ein chronischer Husten entwickeln, der dann die Abtransportfunktion übernimmt.[19]
Die Symptome sind vielfach und individuell unterschiedlich
Eine frühzeitige und konsequente Therapie kann dabei helfen, die Symptome unter Kontrolle zu halten.
So beeinträchtigt Mukoviszidose den Körper
- NEBENHÖHLEN: chronisch verstopfte Nase, Nasennebenhöhlenentzündungen und Schmerzen, dadurch Beeinträchtigung des Geruchs- und Geschmacksinns [13]
- LUNGE: Husten, Atemnot, chronische Lungeninfektionen und fortschreitende Lungenschädigung [18]
- HAUT: übermäßiger Salzgehalt im Schweiß kann zu Dehydration und Überhitzung führen |17]
- LEBER: verdickte Gallenflüssigkeit kann Gallengänge blockieren und zu einer Zirrhose führen [13]
- BAUCHSPEICHELDRÜSE: verminderte Verfügbarkeit von Bauchspeicheldrüsenenzymen führt zu Mangelernährung, Gefahr eines CF-assoziierten Diabetes mellitus [13]
- GASTROINTESTINALTRAKT: Beeinträchtigung des Geschmacksinns, Appetitlosigkeit, gestörte Verdauung, mangelnde Aufnahme von Nährstoffen, Blockade und Verstopfung [13]
- FORTPFLANZUNGSSYSTEM: Die meisten Männer mit CF sind unfruchtbar – die Fruchtbarkeit vieler Frauen ist beeinträchtigt.[13]
Symptome der Atemwege
Das Verdauungssystem weist bei Menschen mit Mukoviszidose ebenfalls häufig schwerwiegende Funktionsstörungen auf.
Symptome des Verdauungstrakts
Viele Neugeborene mit Mukoviszidose haben bereits Probleme den ersten Stuhl, das sogenannte Kindspech (Mekonium) auszuscheiden. Dies kann bis zum Darmverschluss führen.Die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) und die Leber können durch den zähen Schleim in ihrer Funktion gestört werden. Dadurch wird verhindert, dass wichtige Verdauungsenzyme in den Darm gelangen, wo sie gebraucht werden.[8,13]
Die Ansammlung von zähem Schleim in den Gängen der Bauchspeicheldrüse kann das Organ nachhaltig schädigen (Fibrosierung) und dessen Funktion zerstören (Pankreasinsuffizienz) – dies ist meist die Hauptursache für Mangel- bzw. Unterernährung bei Mukoviszidose, da wichtige Verdauungsenzyme nicht zur Verfügung gestellt werden können.[8,21]
Die fehlenden Verdauungsenzyme können zu Bauchschmerzen, Blähungen, Verstopfung oder hartnäckigen Durchfällen führen. Wachstumsverzögerungen und Untergewicht können die Folge sein.[16]
Darüber hinaus kann sich eine schmerzhafte Entzündung der Bauchspeicheldrüse entwickeln (Pankreatitis). Zu den Symptomen gehören plötzliche auftretende starke Bauchschmerzen, Blähungen, Verdauungsstörungen, Übelkeit und Erbrechen, Herzrasen (Tachykardie) und Gewichtsverlust.[13]
Der Schleim kann in der Bauchspeicheldrüse auch die Zellen blockieren, die für die Insulinproduktion verantwortlich sind (Langerhans-Inseln). So kann es zu CF-assoziiertem Diabetes kommen.[13] Die Symptome sind wie bei Diabetes erhöhter Durst, erhöhter Harndrang, Müdigkeit und Gewichtsabnahme – und es kommt darüber hinaus auch zu einem weiteren Rückgang der Lungenfunktion.[16]
Durch den Schleim können auch die Gallengänge in der Leber blockiert werden, was zu einer Störung des Abflusses von Galle führt. Die Leber wird dadurch nachhaltig geschädigt, kann vernarben (Leberfibrose) und als Spätfolge eine Leberzirrhose ausbilden.[13]
Symptome der Fortpflanzungsorgane
Menschen mit Mukoviszidose weisen eine erhöhte Konzentration von Salz im Schweiß auf.
Salzverlust durch Schwitzen
Wie Mukoviszidose vererbt wird
Mukoviszidose wird autosomal-rezessiv vererbt: Jeder Mensch besitzt zwei Kopien des CFTR-Gens, eine von der Mutter und eine vom Vater. Um zu erkranken, muss ein Kind von beiden Elternteilen eine defekte Kopie des CFTR-Gens erben – und beide Kopien müssen mindestens eine krankheitsverursachende Veränderung aufweisen. Wer nur eine defekte Kopie des CFTR-Gens erbt, erkrankt nicht, ist jedoch CF-Träger und kann sein defektes CFTR-Gen vererben.
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind Mukoviszidose haben wird, wenn beide Elternteile CF-Träger sind, beträgt eins zu vier. Genauso hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass dem Nachwuchs keine defekte Kopie des CFTR-Gens vererbt wird. Und zu 50 Prozent wird das gemeinsame Kind ebenfalls Träger eines defekten CFTR-Gens sein, aber nicht selbst erkranken.[10]
Eins zu vier beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind CF haben wird, wenn beide Elternteile Träger einer defekten Kopie des CFTR-Gens sind.
Mukoviszidose entsteht durch Veränderungen im CFTR-Gen: Im Bauplan für CFTR-Proteine gibt es Fehler. Der Vergleich zwischen normalen und defekten CFTR-Proteinen zeigt, wie sich Genmutationen in unseren Körperzellen auswirken.
