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In den Tagen nach der Geburt werden Neugeborene auf eine ganze Reihe von Stoffwechselkrankheiten hin untersucht. Die hierbei am häufigstem auftretende (1:10.000) erbliche Stoffwechselkrankheit ist Phenylketonurie. Die Erkrankung führt unbehandelt früher oder später zu Symptomen wie hochgradigem Schwachsinn (IQ unter 20), Krämpfen, einem abnormen EEG und Pigmentmangel, meistens sind Größe und Gewicht unter dem Altersdurchschnitt. Erkrankte neigen auch zu schwer kontrollierbaren Temperamentsausbrüchen.
Ursache und Wirkung
Die Ursache ist eine Punktmutation in einem bestimmten Gen an einer wichtigen Stelle, häufig an der Signalfrequenz zur Erkennung des Introns. Das Intron kann nun nachdem es mit Hilfe der m-RNA abgelesen worden ist nicht mehr als solches erkannt werden und wird folglich auch nicht herausgeschnitten. Dies führt dazu, dass das Enzym Phenylalaninhydroxylase nicht mehr synthetisiert wird. Dieses Enzym ist aber für die Umwandlung von Phenylalanin in Tyrosin notwendig. Erkrankte haben ungefähr die 30-fache Menge Phenylalanin des Normalmaßes im Blut.
Dies hat zur Folge:
Da Phenylalanin nicht mehr in Tyrosin umgewandelt, sondern zu Phenylbrenztraubensäure abgebaut wird, gelangt die Phenylbrenztraubensäure ins Gehirn und beeinträchtigt die Bildung von Myelinscheiden . Die daraus entstehenden Hirnschäden setzen nach den ersten Lebenswochen ein und werden mit zunehmendem Alter schlimmer; Unbehandelte lernen nur selten Sprechen.
Behandlung
Ein Totalentzug von Phenylalanin ist nicht möglich, da Phenylalanin eine essentielle Aminosäure ist und der Entzug zum Tode führen würde.
Also muß man eine Spezialdiät einhalten, bis das Gehirn fertig entwickelt ist.
Diese Diät besteht aus phenylalaninarmer und tyrosinreicher Kost. Die Kinder dürfen nur sehr wenig normales Eiweiß zu sich nehmen. Nahrungsmittel wie Milch und Milchprodukte sowie Fleisch usw. sind verboten. Als Aminosäurequelle dienen künstlich hergestellte Aminosäuregemische, die eine ganz bestimmte Menge Phenylalanin enthalten. Die Hauptkohlenhydratquelle ist Maisstärke. Nachdem das Gehirn ausgereift ist, kann es nicht mehr durch Phenylbrenztraubensäure geschädigt werden. Nun reicht eine eiweißarme Diät mit natürlichen Nährstoffen aus. Schwangere PKU-kranke Frauen müssen wieder eine phenylalaninarme und Tyrosinreiche Diät halten, da die Phenylbrenztraubensäure die Plazenta durchdringt und so dem Ungeborenem schadet.
Heterozygotentest
Da PKU einen rezessiven Erbgang hat, kann die Krankheit nur vererbt werden, wenn beide Elternteile PKU-krank oder heterozygot sind. Wird vermutet, dass das der Fall sein könnte wird ein Heterozygotentest durchgeführt. Der Heterozygotentest ist eigentlich völlig simpel. Heterozygote stellen nur halb soviel an Phenylalaninhydroxylase her wie ein Gesunder; zwar reicht diese Menge zum Umbau von Phenylalanin in Tyrosin aus, aber bei erhöhter Zufuhr von Phenylalanin braucht der Körper von Heterozygoten deutlich länger, um eine bestimmte Menge Phenylalanin in Tyrosin umzuwandeln. In Abständen von 2 Stunden wird der Tyrosingehalt im Blut gemessen. Wenn der Tyrosinspiegel eine bestimmte Menge nicht überschreitet, ist man heterozygot.
Gutherie-Test
Der nach seinem Erfinder benannte Gutherie-Test wird an allen Neugeborenen durchgeführt (etwa fünf Tage nach der Geburt), um festzustellen, ob ein Neugeborenes an PKU erkrankt ist. Sollte dies der Fall sein, so können rechtzeitig Gegenmaßnahmen getroffen werden. Der Gutherie-Test funktioniert folgendermaßen:
Man entnimmt dem Neugeborenem etwas Blut und tröpfelt es auf einen Nährboden. Auf diesem Nährboden sitzen Bakterien-Mangelmutanten (bacterium subtilis). Diese Bakterien können kein Phenylalanin synthetisieren. D.h. sie können auf einem Nährboden, der kein Phenylalanin enthält, nicht wachsen. Sollten die Bakterien anfangen zu wachsen, deutet das auf einen erhöhten Phenylalaningehalt im Blut hin. Das wiederum bedeutet, dass das Kind an PKU erkrankt ist.
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