Mukoviszidose - was passiert in meinem Koerper

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.

Mukoviszidose oder Cystische Fibrose (CF) ist eine genetisch bedingte, seltene Stoffwechselerkrankung.[1] Dabei sind alle nach außen abgebenden bzw. exokrinen Drüsen betroffen.[2] Exokrine Drüsen geben ihr Sekret (= Absonderungsprodukt) an innere (z. B. Lunge oder Verdauungstrakt) oder äußere Körperoberflächen (Haut) ab.[3,4] Im Gegensatz dazu sondern nach innen gebende (endokrine) Drüsen, die Hormondrüsen, ihre Produkte direkt in das Blut ab.[5]

Bei Mukoviszidose sind vor allem die exokrinen Drüsen in der Lunge aber auch den Nasennebenhöhlen, dem Verdauungstrakt mit Leber und Bauchspeicheldrüse sowie der Haut betroffen.[6,7]

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: Die Bewegung 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.

Statt der Befeuchtung der Schleimhäute durch einen wässrigen Film, bildet sich ein extrem zähflüssiger Schleim.

Dies kann überall dort im menschlichen Körper Auswirkungen haben, wo sich Schleimhäute befinden. Statt der Befeuchtung der Schleimhäute durch einen wässrigen Film, bildet sich ein extrem zähflüssiger Schleim. Dieser verklumpt und kann nur sehr schwer abtransportiert werden. Der Schleim blockiert beispielsweise die Atemwege, den Darm und die Gänge der Bauchspeicheldrüse (Pankreas).[10] In den Atemwegen wird dadurch das Wachstum von Bakterien begünstigt, was zu wiederkehrenden Infektionen und chronischen Entzündungen sowie einer fortschreitenden Schädigung der Lunge führen kann.[11]

Die Biologie der Mukoviszidose

Die Biologie der Mukoviszidose

  1. ZELLKERN: CF entsteht durch ein defektes oder fehlendes Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator(CFTR)-Protein, die durch Mutationen im CFTR-Gen entstehen.

  2. CHLORID-IONEN

  3. 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.

  4. 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.

Die Schleimhaut: Aufbau und Funktion

Die Schleimhaut: Aufbau und Funktion [17,18]

Die Schleimhaut ist die Schutzschicht, die unterschiedliche Hohlorgane im menschlichen Körper auskleidet:

  • die Atemwege mit Nase, Luftröhre, Bronchien und Nasennebenhöhlen
  • den Verdauungsapparat mit Mund, Speiseröhre, Magen, Darm, Pankreas und Leber
  • den Urinaltrakt mit Blase und Harnröhre
  • die Geschlechtsorgane mit Gebärmutter, Eileiter bzw. Samenleiter

Die Schleimhaut weist durch eigenständig von den Schleimhautzellen abgesonderte Antikörper (Immunglobuline) einen Eigenschutz auf. Diese sogenannte Schleimhautimmunität ist von einer ausreichenden Nahrungszufuhr abhängig. Weitere Faktoren wie Stress, wenig Schlaf und Belastungen durch Nikotin, sowie Medikamente können den Eigenschutz der Schleimhaut zudem vermindern. Zur Befeuchtung des Gewebes produzieren Schleimhäute eigenständig Sekret und sondern dieses ab oder sie werden von nahegelegenen Drüsen mit Sekret versorgt.

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). In der Bindegewebsschicht befinden sich häufig Drüsen zur Befeuchtung der Schleimhaut.

Viele Schleimhäute sind durch die in ihrer Oberfläche eingelagerten Transportproteine in der Lage, Sekrete und 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.

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 werden. Sind die Flimmerhärchen in ihrer Funktion beeinträchtigt, kann sich ein chronischer Husten entwickeln, der dann die Abtransportfunktion übernimmt.

Die Symptome sind vielfach und individuell unterschiedlich

Mukoviszidose ist eine multisystemische Erkrankung: In allen Organen, in denen exokrine Drüsen vorhanden sind, treten Störungen beim Salz- und Wasserhaushalt im Gewebe auf. In der Lunge und im Bronchialsystem sind die Defekte am stärksten ausgeprägt.[12] Alle Menschen mit Mukoviszidose haben einen Defekt am selben Gen (CFTR-Gen), der Krankheitsverlauf, die betroffenen Organe und die Ausprägung der Symptome können jedoch abhängig von der Mutation und weiteren Faktoren sehr unterschiedlich sein.[8]

Die Symptome im fortschreitenden Stadium der Erkrankung sind multifaktoriell. Das heißt, ein Symptom kann das andere wiederum verstärken. Die Beschwerden kommen weniger von der Mukoviszidose an sich, sondern viel mehr von den Komplikationen der Erkrankung und den Organen, die durch die Erkrankung bereits geschädigt sind.[13]

Eine frühzeitige und konsequente Therapie kann dabei helfen, die Symptome unter Kontrolle zu halten.

Mukoviszidose ist noch nicht heilbar, aber es stehen mittlerweile verschiedene symptomatische Behandlungsmethoden zur Verfügung und im Falle von einigen Mutationen Behandlungen, die an dem zugrunde liegenden Proteindefekt ansetzen. Eine frühzeitige und konsequente Therapie kann dabei helfen, die Symptome unter Kontrolle zu halten. Sie kann helfen, Komplikationen zu verhindern oder abzumildern und die Lebensqualität und -erwartung zu erhöhen.[8,14]

So beeinträchtigt Mukoviszidose den Körper

So beeinträchtigt Mukoviszidose den Körper

  1. NEBENHÖHLEN: chronisch verstopfte Nase, Nasennebenhöhlenentzündungen und Schmerzen, dadurch Beeinträchtigung des Geruchs- und Geschmacksinns
  2. LUNGE: Husten, Atemnot, chronische Lungeninfektionen und fortschreitende Lungenschädigung
  3. HAUT: übermäßiger Salzgehalt im Schweiß kann zu Dehydration und Überhitzung führen
  4. LEBER: verdickte Gallenflüssigkeit kann Gallengänge blockieren und zu einer Zirrhose führen
  5. BAUCHSPEICHELDRÜSE: verminderte Verfügbarkeit von Bauchspeicheldrüsenenzymen führt zu Mangelernährung, Gefahr eines CF-assoziierten Diabetes mellitus
  6. GASTROINTESTINALTRAKT: Beeinträchtigung des Geschmacksinns, Appetitlosigkeit, gestörte Verdauung, mangelnde Aufnahme von Nährstoffen, Blockade und Verstopfung
  7. FORTPFLANZUNGSSYSTEM: Die meisten Männer mit CF sind unfruchtbar – die Fruchtbarkeit vieler Frauen ist beeinträchtigt.

Symptome der Atemwege [8,14]

Die Schleimproduktion bei Menschen mit Mukoviszidose ist im Vergleich zu gesunden Personen erhöht. Der zähe Schleim blockiert die Atemwege und führt zu anhaltendem, chronischem Husten. Es können pfeifende Atemgeräusche auftreten. Da durch den Schleim die Infektanfälligkeit erhöht ist, kann es zudem zu chronischen Nasennebenhöhlenentzündungen und wiederholt auftretenden Lungenentzündungen kommen. Dadurch können sich im Lungengewebe bleibende Narben bilden.

Die fortschreitende Schädigung der Lunge kann dabei zu Bronchiektasen führen. Dabei handelt es sich um nicht wieder rückgängig zu machende Erweiterungen der Bronchien durch Zerstörung des Knorpelskeletts, der glatten Muskulatur sowie des elastischen Bindegewebes der Bronchialwand.[15] Anzeichen hierfür sind chronischer Husten mit Auswurf, Brustschmerzen, Keuchen und Kurzatmigkeit.

Weitere mögliche Symptome sind Trommelschlägelfinger, die sich in Folge des Sauerstoffmangels im Blut ausbilden können. Dabei ist der Bereich um die Fingerkuppen stark vergrößert.

Im Spätstadium kann die Lungenschädigung zu chronischer Atemschwäche führen (respiratorischer Insuffizienz) und den Blutdruck in der Lunge erhöhen (pulmonale Hypertonie).

Das Verdauungssystem weist bei Menschen mit Mukoviszidose ebenfalls häufig schwerwiegende Funktionsstörungen auf.

Symptome des Verdauungstrakts [8,14,16]

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.

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.

Die verminderte Aufnahmemöglichkeit von Nährstoffen kann zu Bauchschmerzen, Blähungen, Verstopfung oder hartnäckigen Durchfällen führen. Wachstumsverzögerungen und Untergewicht können die Folge sein.

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.

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. 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.

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.

Symptome der Fortpflanzungsorgane [14]

Die Entwicklung der Samenleiter, die Verbindung, die die Spermien von den Hoden in die Harnröhre befördern, wird ebenfalls vom CFTR-Gen gesteuert und unterbleibt demnach bei den meisten Männern mit Mukoviszidose. Die überwiegende Mehrzahl (97 Prozent) ist deshalb unfruchtbar.

Auch Frauen mit Mukoviszidose können unfruchtbar sein oder schwerer schwanger werden: Übermäßig dicker Schleim am Gebärmutterhals kann für Spermien undurchlässig sein und dadurch eine Befruchtung verhindern. Zudem kann Untergewicht zum Ausbleiben der Menstruation und des Eisprungs führen – der Voraussetzung für eine Schwangerschaft.

Menschen mit Mukoviszidose weisen eine erhöhte Konzentration von Salz im Schweiß auf.

Salzverlust durch Schwitzen [8,16]

Menschen mit Mukoviszidose weisen eine erhöhte Konzentration von Salz im Schweiß auf (Salzverlustsyndrom) und müssen bei Bedarf zusätzliche Elektrolyte und Flüssigkeit aufnehmen. Symptome eines Elektrolytmangels sind Muskelzittern, Muskelkrämpfe oder -schwäche, Kopfschmerzen, Schwindelgefühl und Verwirrtheit.

Genetik der Mukoviszidose

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.9

Eins zu vier beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind CF haben wird, wenn beide Elternteile Träger einer defekten Kopie des CFTR-Gens sind.
Quellennachweis
  1. Lungeninformationsdienst: Mukoviszidose. Online verfügbar unter: https://www.lungeninformationsdienst.de/krankheiten/mukoviszidose/index.html – zuletzt abgerufen am 23.01.2019.
  2. DocCheck Flexikon: Mukoviszidose. Online verfügbar unter: https://flexikon.doccheck.com/de/Mukoviszidose?utm_source=www.doccheck.flexikon&utm_medium=web&utm_campaign=DC%2BSearch – zuletzt abgerufen 04.12.2018.
  3. Pschyrembel Online: exokrin. Online verfügbar unter: https://www.pschyrembel.de/exokrin/K07D1/doc/ – zuletzt abgerufen am 05.12.2018.
  4. DocCheck Flexikon: exokrin. Online verfügbar unter: https://flexikon.doccheck.com/de/Exokrin – zuletzt abgerufen am 05.12.2018.
  5. Pschyrembel Online: endokrin. Online verfügbar unter: https://www.pschyrembel.de/endokrin/K06TF/doc/ – zuletzt abgerufen am 05.12.2018.
  6. National Health Service, Overview Cystic fibrosis, verfügbar unter: https://www.nhs.uk/conditions/cystic-fibrosis/ – zuletzt abgerufen am 01.11.2018.
  7. Very well health, Symptoms of Cystic fibrosis. Online verfügbar unter: www.verywellhealth.com/symptoms-of-cystic-fibrosis-998321 – zuletzt abgerufen am 01.11.2018
  8. Lungeninformationsdienst: Mukoviszidose. Online verfügbar unter: https://www.lungeninformationsdienst.de/krankheiten/mukoviszidose/grundlagen/index.html – zuletzt abgerufen am 04.12.2018.
  9. Cystic fibrosis foundation, CF Genetics: The Basics. Online verfügbar unter: www.cff.org/What-is-CF/Genetics/CF-Genetics-The-Basics/ – zuletzt abgerufen am 01.11.2018.
  10. Cysic fibrosis foundation, Basics oft he CFTR Protein. Online verfügbar unter: https://www.cff.org/Research/Research-Into-the-Disease/Restore-CFTR-Function/Basics-of-the-CFTR-Protein/ – zuletzt abgerufen am 01.11.2018.
  11. National Organization for Rare Discorders. Cystic Fibrosis. Online verfügbar unter: https://rarediseases.org/rare-diseases/cystic-fibrosis – zuletzt abgerufen am 31. 10.2018.
  12. Schwarz, Carsten, Arzneimitteltherapie der zystischen Fibrose (Mukoviszidose), erschienen in: Arzneimitteltherapie, Heft 4, 2013, S. 80 – 88.
  13. Very well health, Symptoms of Cystic fibrosis. Online verfügbar unter: https://www.verywellhealth.com/symptoms-of-cystic-fibrosis-998321 – zuletzt abgerufen am 06.12.2018
  14. National Health Service, Overview Cystic fibrosis. Online verfügbar unter: www.nhs.uk/conditions/cystic-fibrosis/ – zuletzt abgerufen am 06.12.2018
  15. Pschyrembel Online, Bronchiekstase. Online verfügbar unter: https://www.pschyrembel.de/bronchiekstase/K0469/doc/ – zuletzt abgerufen am 06.12.2018.
  16. Mukoviszidose e.V., Symptome. Online verfügbar unter: https://www.muko.info/informieren/ueber-die-erkrankung/symptome/ – zuletzt abgerufen am 06.12.2018.
  17. medlexi.de, Schleimhaut. Online verfügbar unter: https://medlexi.de/Schleimhaut  – zuletzt abgerufen am 06.12.2018.
  18. flexikon.doccheck.com. Online verfügbar unter: https://flexikon.doccheck.com/de/Mukosa – zuletzt abgerufen am 06.12.2018.