Biochemie und Pathobiochemie: Glutathion-Peroxidase-Defizienz

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Definition

Die Glutathion-Peroxidase-Defizienz verhindert den Abbau von Wasserstoffperoxid in Erythrozyten und führt dadurch zur Hämolyse.

Epidemiologie

Sehr selten.

Ätiologie

Ursächlich sind Mutationen im Gen GPX1 (3p21.3), das für die Glutathion-Peroxidase kodiert.

Pathogenese

Reduziertes Glutathion (GSH) bewahrt Erythrozyten mit seiner Sulfhydryl-Gruppe vor der Oxidation wichtiger Zellproteine, in dem es sich selbst für Oxidationsprozesse zur Verfügung stellt. Nach der Oxidation zu Glutathion-Disulfid (GSSG) wird es von der Glutathion-disulfid-Reduktase unter Verbrauch von NADPH/H⁺ wieder zu GSH reduziert. NADPH/H⁺ wird überwiegend im HMP-Weg regeneriert.

Störungen der Glutathion-Biosynthese und -regeneration sowie der NADPH/H⁺-Regeneration im HMP-Weg führen zu Oxidationsschäden im Erythrozyten und dadurch zur Hämolyse bzw. hämolytischen Anämie.

Die Selen-abhängige Glutathion-Peroxidase katalysiert den Abbau von Wasserstoffperoxid (H₂O₂), wobei zwei GSH-Moleküle oxidiert werden.

Pathologie

• RES: Siderose.
• Knochenmark: Reaktiv hyperplastisch.
• Blutausstrich: Heinz bodies.

Klinik

• Blässe, Schwäche, Leistungsminderung, Ikterus.
• Evtl. Bilirubinurie (dunkler Urin).
• Gallensteine (Bilirubin-Steine).

Diagnostik

• Anamnese
• Körperliche Untersuchung
• Labor:
  • Serum: Hb, Hkt und freies Haptoglobin erniedrigt. LDH, Retikulozytenzahl, (indirektes) Bilirubin erhöht.
  • Urin: Bilirubinurie
• Nachweis des Enzym-Mangels/Gendiagnostik.

Differentialdiagnosen

DD Nicht-hämolytische Anämien:

• Eisen-Mangel
• Cobalamin-Mangel (Vitamin B12)
• Folsäure-Mangel
• Pyridoxalphosphat-Mangel (Vitamin B6)
• Anämie bei chron. Erkrankung
• Renale Anämie (EPO-Mangel)
• Aplastische Anämie, z.B. toxisch: Benzol, Chemotherapeutika
• Sideroblastische Anämie: Osteomyelofibrose (OMF), Myelodysplastisches Syndrom (MDS)
• Knochenmarksverdrängung durch Tumor

DD Hämolytische Anämie:

Genetisch bedingt:

• Hämoglobinopathien
  • Sichelzellanämie
  • Thallassämie
• Membrandefekte
  • Kugelzellanämie.
• Enzymdefekte:
  • Störungen der Glycolyse/Gluconeogenese:
    • Hexokinase I-Defizienz
    • Glucose-6-phosphat-Isomerase-Defizienz
    • Glykogenspeicherkrankheit XII
    • Phosphoglycerat-Kinase 1-Defizienz
    • Enolase 1-Defizienz
    • Pyruvat-Kinase-Defizienz.
    • Bisphosphoglycerat-Mutase-Defizienz
  • Störungen des GSH-Reduktions-Systems:
    • HMP-Weg:
      • Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase-Mangel
    • Glutathion-Stoffwechsel:
      • Glutamat--Cystein-Ligase-Defizienz
      • Glutathion-Synthase-Defizienz
      • Glutathion-Peroxidase-Defizienz
        • sekundär durch Selen-Mangel.
      • Glutathion-disulfid-Reduktase-Defizienz
        • sekundär durch Riboflavin-Mangel
  • Störungen der GPI-Anker-Biosynthese: Paroxysmale nächtliche Hämoglobinurie

Nicht-hereditäre hämolytische Anämien, z.B.

• Mechanisch: Vaskulopathie (HUS-Syndrom z.B. durch EHEC, HELLP-Syndrom), künstliche Herzklappe.
• Infektiös: Malaria.
• Immunopathisch: Blutgruppen- oder Rhesusfaktor-Inkompatibilität, Morbus hämolyticus neonatorum.
• Toxisch: Blei-Vergiftung.

Literatur

PMID 1131421 PMID 1131421 PMID 3920895 PMID 1131421 PMID 5766310 PMID 4823031

Weblinks

• OMIM glutathione peroxidase deficiency

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