30.08.2013 Views

De klinisch-chemische diagnostiek van mitochondriële ... - NVKC

De klinisch-chemische diagnostiek van mitochondriële ... - NVKC

De klinisch-chemische diagnostiek van mitochondriële ... - NVKC

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

urine. When an abnormal oligosaccharide pattern is found or<br />

the glycosaminoglycan excretion is increased the concerning<br />

lysosomal enzymes are measured in leukocytes, isolated from<br />

a blood sample to confirm or exclude the defect. Screening in<br />

urine is not possible for most of the sphingolipidoses and for<br />

the neuronal ceroid lipofuscinoses. For the sphingolipidoses<br />

and some of the neuronal ceroid lipofuscinoses diagnosis can<br />

Ned Tijdschr Klin Chem 2000; 25: 27-30<br />

Ned Tijdschr Klin Chem 2000, vol. 25, no. 1<br />

be made by direct measurement of the various enzymes in<br />

leukocytes and/or fibroblasts.<br />

Keywords: lysosomal disease; sphingolipidosis; oligosaccharidosis;<br />

mucopolysaccharidosis; neuronal ceroid lipofuscinosis;<br />

sphingolipid; oligosaccharide; glycosaminoglycan; screening;<br />

urine; lysosomal enzymes<br />

<strong>De</strong> <strong>klinisch</strong>-<strong>chemische</strong> <strong>diagnostiek</strong> <strong>van</strong> <strong>mitochondriële</strong> encephalomyopathieën<br />

L.P. <strong>van</strong> den HEUVEL, J.M.F. TRIJBELS, A.J.M. JANSSEN en J.A.M. SMEITINK<br />

Mitochondriële encephalomyopathieën zijn ziekten<br />

veroorzaakt door structurele en/of functionele afwijkingen<br />

<strong>van</strong> de mitochondriën. Classificatie vindt<br />

onder andere plaats op basis <strong>van</strong> het biochemisch<br />

defect. Er bestaat een grote variabiliteit in <strong>klinisch</strong>e<br />

expressie en structurele en functionele <strong>mitochondriële</strong><br />

afwijkingen. Een nauwkeurige diagnose is<br />

noodzakelijk voor het verstrekken <strong>van</strong> behandelingsen<br />

erfelijkheidsadviezen. <strong>De</strong> waarde <strong>van</strong> de bepaling<br />

<strong>van</strong> lactaat en <strong>van</strong> andere metabolieten voor de <strong>diagnostiek</strong><br />

<strong>van</strong> <strong>mitochondriële</strong> encephalomyopathieën<br />

wordt besproken.<br />

Trefwoorden: mitochondriocytopathie; lactaat; bloed;<br />

urine; liquor<br />

Mitochondriën spelen als productie-eenheden <strong>van</strong><br />

energie een zeer belangrijke rol bij het functioneren<br />

<strong>van</strong> cellen. <strong>De</strong> energie is nodig voor een uitgebreid<br />

scala <strong>van</strong> processen, zoals warmteproductie, synthese-<br />

en transportprocessen. In de spiercellen vereist<br />

de contractie veel energie. <strong>De</strong>ze energie wordt in de<br />

vorm <strong>van</strong> ATP via twee routes in de spiercel aangemaakt:<br />

via de glycolyse in het cytoplasma <strong>van</strong> de cel<br />

en via de oxydatieve fosforylering in de mitochondriën.<br />

Gedurende de laatste decennia zijn veel patiënten<br />

beschreven met een stoornis in de <strong>mitochondriële</strong><br />

energievoorziening <strong>van</strong> de cel (1,2). <strong>De</strong>ze defecten<br />

werden met name aangetoond bij patiënten lijdend<br />

aan een zogenaamde <strong>mitochondriële</strong> myopathie, een<br />

ziekte welke gedefinieerd wordt als spierziekte, gekarakteriseerd<br />

door structureel afwijkende mitochondriën<br />

en/of abnormaal functionerende mitochondriën.<br />

Daar mitochondriën in alle lichaamscellen behalve<br />

erytrocyten voorkomen kan in principe ieder orgaan<br />

Laboratorium voor Kindergeneeskunde & Neurologie,<br />

Centrum voor Mitochondriële Ziekten, Academisch Ziekenhuis<br />

Nijmegen<br />

Correspondentie: Dr. L.P. <strong>van</strong> den Heuvel, Laboratorium Kindergeneeskunde<br />

& Neurologie (424), Academisch Ziekenhuis<br />

Nijmegen, Postbus 9101, 6500 HB Nijmegen.<br />

E-mail: B. <strong>van</strong>deheuvel@ckslkn.azn.nl<br />

of weefsel zijn aangedaan. Frequent voorkomende<br />

<strong>klinisch</strong>e symptomen zijn: spierzwakte, inspanningsintolerantie,<br />

hypotonie, cardiomyopathie en aandoeningen<br />

<strong>van</strong> het centrale zenuwstelsel. Uit deze opsomming<br />

kan worden afgeleid dat de spierziekte<br />

geïsoleerd maar ook als deel <strong>van</strong> een “multisystem<br />

disorder” kan voorkomen. Biochemisch worden <strong>mitochondriële</strong><br />

myopathieën gekarakteriseerd door stoornissen<br />

in de <strong>mitochondriële</strong> energievoorziening. <strong>De</strong>ze<br />

stoornissen kunnen worden onderverdeeld in:<br />

- <strong>De</strong>fecten in het transport over het <strong>mitochondriële</strong><br />

membraan. Als voorbeeld zij genoemd deficiëntie<br />

<strong>van</strong> het carnitine transportsysteem, waardoor langketen<br />

vetzuren intramitochondriëel niet geoxideerd<br />

kunnen worden, alsmede deficiënties <strong>van</strong> de adenine<br />

nucleotide translocator (ANT) en “voltage dependent<br />

anion channel” (VDAC) (3).<br />

- <strong>De</strong>fecten in de <strong>mitochondriële</strong> substraatoxidatie.<br />

Als voorbeeld kan genoemd worden deficiëntie<br />

<strong>van</strong> één <strong>van</strong> de enzymen <strong>van</strong> het pyruvaat-dehydrogenase-complex,<br />

waardoor de oxidatie <strong>van</strong><br />

pyruvaat gestoord is.<br />

- <strong>De</strong>fecten in één of meer complexen <strong>van</strong> de <strong>mitochondriële</strong><br />

ademhalingsketen. Inmiddels zijn defecten<br />

in alle complexen beschreven.<br />

- <strong>De</strong>fecten gepaard gaande met een stoornis in de<br />

energieconservering. Het meest bekende voorbeeld<br />

in deze categorie is de “Luft disease”, waarbij<br />

sprake is <strong>van</strong> losse koppeling <strong>van</strong> oxidatie en fosforylering<br />

(4).<br />

<strong>De</strong> oxidatieve fosforylering<br />

Mitochondriën zijn subcellulaire organellen die voorkomen<br />

in alle kernhoudende cellen. Ze bestaan uit<br />

een glad buitenmembraan, een intermembraan ruimte,<br />

een geplooid binnenmembraan en een matrix. Het<br />

buitenmembraan heeft poriën waardoor kleine moleculen<br />

vrij kunnen diffunderen. Het binnenmembraan<br />

is ondoorlaatbaar voor de meeste moleculen. Het bevat<br />

translocatoren voor transport <strong>van</strong> onder andere<br />

ionen en eiwitten. Een belangrijke functie <strong>van</strong> mitochondriën<br />

is de oxidatieve fosforylering (OXFOS).<br />

Hieronder wordt verstaan de oxidatie <strong>van</strong> brandstoffen<br />

en de productie <strong>van</strong> energie in de vorm <strong>van</strong> ade-<br />

27


nosine-triphosphaat (ATP). <strong>De</strong> elektronentransportketen<br />

(complex I-IV, coenzym Q en cytochroom c) en<br />

het ATP-synthase (complex V), gelegen in de dubbele<br />

lipidelaag <strong>van</strong> de <strong>mitochondriële</strong> binnenmembraan,<br />

vormen gezamenlijk het OXFOS-systeem (Figuur 1).<br />

Het via de citroenzuurcyclus gevormde NADH en<br />

FADH2 wordt gedehydrogeneerd via respectievelijk<br />

complex I en II <strong>van</strong> de elektronentransportketen tot<br />

NAD + en FAD. <strong>De</strong> hierbij vrijkomende elektronen<br />

worden via de diverse elektronentransportketen complexen<br />

en de beide elektronencarriers (coenzym Q en<br />

cytochroom c) getransporteerd en reduceren uiteindelijk<br />

zuurstof tot water. Dit elektronentransport bevordert<br />

tevens de uitstoot <strong>van</strong> protonen uit de matrix<br />

door het binnenmembraan naar de intermembraanruimte.<br />

<strong>De</strong>ze protonen keren terug via complex V, bestaande<br />

uit een protonenkanaal en het ATP-synthase,<br />

het enzym dat de synthese <strong>van</strong> ATP uit adenosine-difosfaat<br />

(ADP) en anorganisch fosfaat (Pi) katalyseert<br />

(Figuur 2).<br />

Metabool onderzoek <strong>van</strong> lichaamsvloeistoffen<br />

<strong>De</strong> leeftijd waarop de eerste symptomen <strong>van</strong> OXFOSdefecten<br />

duidelijk worden en het beloop <strong>van</strong> deze<br />

aandoeningen is buitengewoon heterogeen. Dit wordt<br />

ten dele verklaard door de verschillen in de genetische<br />

oorzaak. Daar mitochondriën in alle kernhoudende<br />

cellen voorkomen kan in principe ieder weefsel<br />

of orgaan zijn aangedaan. <strong>De</strong> meest frequent<br />

aangedane weefsels en organen zijn die welke een<br />

hoge energie-behoefte hebben zoals hersenen, hartspier<br />

en skeletspier. Vandaar dat deze groep <strong>van</strong><br />

ziekten ook wel als <strong>mitochondriële</strong> encephalomyopathieën<br />

omschreven wordt. Bij verdenking op <strong>mitochondriële</strong><br />

(encephalo)myopathie moet in ieder geval<br />

gestart worden met uitgebreid <strong>klinisch</strong>-chemisch onderzoek<br />

<strong>van</strong> lichaamsvloeistoffen alvorens weefsel<br />

wordt onderzocht. <strong>De</strong> meest rele<strong>van</strong>te parameter hierbij<br />

vormt lactaat. Bij een storing in het OXFOS<br />

neemt zowel de cytosolische NADH/NAD + - als <strong>mitochondriële</strong><br />

NADH/NAD + ratio toe. Aangezien het<br />

pyruvaat dehydrogenase complex feed-back remming<br />

ondervindt onder invloed <strong>van</strong> een verhoogde NADH/<br />

NAD + ratio, zal de concentratie <strong>van</strong> pyruvaat dientengevolge<br />

toenemen en tevens <strong>van</strong> lactaat dat in het<br />

cytosol uit pyruvaat wordt gevormd via lactaat dehydrogenase.<br />

Tevens kan de cytosolische lactaat/pyruvaat<br />

ratio toenemen. <strong>De</strong> theoretische verklaring kan<br />

uit onderstaande vergelijking worden afgeleid. <strong>De</strong><br />

evenwichtsconstante (K) voor de omzetting <strong>van</strong> pyruvaat<br />

naar lactaat is:<br />

K = [Lactaat] [NAD+]/[Pyruvaat][NADH][H + ]<br />

Figuur 2. <strong>De</strong> ademhalingsketen complexen en complex V in de <strong>mitochondriële</strong> binnenmembraan.<br />

Figuur 1. <strong>De</strong> synthese <strong>van</strong> ATP via de oxidatie <strong>van</strong> pyruvaat.<br />

Daar de evenwichtsconstante (K) <strong>van</strong> deze reactie<br />

constant blijft, kan bij een stoornis in de OXFOS,<br />

waarbij de NADH/NAD+ ratio verhoogd is, de even-<br />

28 Ned Tijdschr Klin Chem 2000, vol. 25, no. 1


wichtsligging in de richting <strong>van</strong> lactaat verschoven<br />

worden. Hierdoor ontstaat een verhoogde ratio <strong>van</strong><br />

lactaat/pyruvaat. <strong>De</strong> lactaat/pyruvaat ratio is met<br />

name verhoogd bij ernstige stoornissen in één of<br />

meer complexen <strong>van</strong> de <strong>mitochondriële</strong> ademhalingsketen.<br />

Bij een deficiëntie <strong>van</strong> het pyruvaat dehydrogenase<br />

complex wordt een normale lactaat/pyruvaat<br />

ratio gevormd (normaalwaarde < 20). Bepaling<br />

<strong>van</strong> de veelal gepropageerde ratio 3-hydroxybutyraat/acetoacetaat<br />

heeft geen toegevoegde waarde in<br />

de <strong>klinisch</strong>-<strong>chemische</strong> vóórscreening naast de lactaat/pyruvaat<br />

ratio. Indien de lactaatconcentratie in<br />

plasma de nierdrempel (5-7 mM) overschrijdt, zal de<br />

lactaatconcentratie in de urine eveneens toenemen.<br />

Bio<strong>chemische</strong> screening procedures omvatten analysen<br />

<strong>van</strong> de volgende metabolieten in lichaamsvloeistoffen:<br />

L-lactaat (bloed, urine en eventueel liquor),<br />

aminozuren (serum, urine), vrij en totaal carnitine<br />

(bloed) en organische zuren (urine). Indien het centrale<br />

zenuwstelsel <strong>klinisch</strong> betrokken is bij de pathologie,<br />

moet ook het lactaatgehalte in de liquor geanalyseerd<br />

worden. L-lactaat is de meest informatieve<br />

metaboliet om te testen. Het kan verhoogd zijn in lichaamsvloeistoffen<br />

<strong>van</strong> patiënten met pyruvaat dehydrogenase<br />

complex deficiëntie of een defect in de<br />

oxidatieve fosforylering. In welke lichaamsvloeistof<br />

moet lactaat bepaald worden? Bloed lactaatgehalten<br />

kunnen sterk variëren bij een patiënt en reflecteren<br />

vaak de ernst <strong>van</strong> het ziektebeeld. Het lactaatgehalte<br />

in het bloed wordt beïnvloed door fysieke inspanning,<br />

voeding en stress. Het verdient de voorkeur om<br />

in het bloed lactaatgehalten meerdere malen vóór en<br />

na de voeding te analyseren. Ervaring <strong>van</strong> de eigen<br />

groep heeft aangetoond dat verzet tegen een vena<br />

punctie, met name bij kinderen, kan resulteren in een<br />

vijfvoudig verhoogd lactaatgehalte in het bloed. Om<br />

betrouwbare lactaatgehalten in het bloed te meten bij<br />

kinderen wordt geadviseerd een intraveneuze cannula<br />

in te brengen. Na 45 minuten bedrust kan het bloedmonster<br />

voor analyse afgenomen worden. Het verdient<br />

aanbeveling de bepaling <strong>van</strong> lactaat zowel in<br />

bloed als urine (verzameld tussen 08.00 en 17.00 uur)<br />

te verrichten. Wanneer echte lactaatacidurie waargenomen<br />

wordt, moet ook lactaat in het bloed bepaald<br />

worden aangezien verhoogde excretie <strong>van</strong> lactaat in<br />

de urine ook veroorzaakt kan worden door een verminderde<br />

tubulaire reabsorptie. Patiënten (waarbij<br />

uiteindelijk een mitochondriopathie is vastgesteld)<br />

met een lactaatacidurie en normale lactaatgehalten in<br />

het bloed zijn bekend. Ook de omgekeerde situatie<br />

(dat wil zeggen normaal lactaatgehalte in urine ondanks<br />

lactaatacidemie) is beschreven. Zelfs patiënten<br />

met noch lactaatverhoging in het bloed noch in de<br />

urine zijn bekend. <strong>De</strong>ze patiënten zijn dan gebiopteerd<br />

op <strong>klinisch</strong>e gronden alleen, hetgeen eens te<br />

meer duidt op het belang <strong>van</strong> een integraal onderzoek.<br />

<strong>De</strong> ervaring <strong>van</strong> de eigen groep bij patiënten met een<br />

enzymatisch bewezen defect in het pyruvaat dehydrogenase<br />

complex en/of in de complexen <strong>van</strong> de<br />

<strong>mitochondriële</strong> ademhalingsketen is als volgt: bij<br />

25% <strong>van</strong> deze patiënten werd alleen het lactaatgehalte<br />

in het bloed gemeten. In 85% <strong>van</strong> deze patiën-<br />

Ned Tijdschr Klin Chem 2000, vol. 25, no. 1<br />

ten was lactaat verhoogd. In 75% <strong>van</strong> de patiënten<br />

werd zowel het lactaatgehalte in het bloed als in de<br />

urine gemeten: 40% <strong>van</strong> deze patiënten vertoonden<br />

verhoogde gehalten in zowel bloed als urine, 10%<br />

alleen in het bloed, 20% <strong>van</strong> de patiënten alleen in de<br />

urine en 30% <strong>van</strong> de patiënten vertoonde noch in het<br />

bloed noch in de urine verhoogde lactaatgehalten. Bij<br />

sommige patiënten met verhoogd lactaatgehalte in<br />

het bloed werden waarden waargenomen variërend<br />

<strong>van</strong> normaal tot duidelijk verhoogd, hetgeen eens te<br />

meer de noodzaak toont <strong>van</strong> herhaalde analysen. Lactaatgehalten<br />

in urine zijn leeftijdsafhankelijk (tabel 1)<br />

(5). Lamers et al. (6) vonden echter geen leeftijdsafhankelijk<br />

effect voor bloed lactaatgehalten bij twee<br />

leeftijdsgroepen (3-5 jaar en 6-15 jaar) na 14 uur vasten.<br />

<strong>De</strong> eerder genoemde data tonen duidelijk aan dat<br />

bepaling <strong>van</strong> bloed en/of urine lactaatgehalten geen<br />

volledig betrouwbare screeningsprocedure vormt.<br />

Echter de liquor lactaatconcentratie bij de bovenstaande<br />

patiëntengroep bleek bij meer dan 90% <strong>van</strong><br />

de patiënten verhoogd te zijn. Dit betekent dat de lactaatbepaling<br />

in liquor de meest betrouwbare diagnostische<br />

procedure vormt, met name bij patiënten met<br />

neurologische symptomen. Gegevens over leeftijdsafhankelijkheid<br />

<strong>van</strong> lactaatgehalten in liquor zijn<br />

momenteel niet voorhanden. Veelal wordt gelijktijdig<br />

lactaat en pyruvaat gemeten, aangezien defecten in<br />

OXFOS vaak geassociëerd zijn met verhoogde lactaat/pyruvaat<br />

ratio in bloed en CSF. Echter onze ervaring<br />

is dat een normale lactaat/pyruvaat ratio een<br />

stoornis in de electronentransportketen niet uitsluit.<br />

Bepaling <strong>van</strong> alanine in bloed en liquor is eveneens<br />

aan te bevelen bij de screening <strong>van</strong> patiënten met een<br />

mitochondriopathie aangezien hyperalaninemie kan<br />

duiden op lactaatacidemie. <strong>De</strong>ze toename in het<br />

alaninegehalte in het bloed wordt veroorzaakt door<br />

transaminering <strong>van</strong> geaccumuleerd pyruvaat naar alanine.<br />

Echter patiënten met duidelijk verhoogd lactaat<br />

in het bloed kunnen normale alanine concentraties in<br />

het bloed vertonen. Bepaling <strong>van</strong> aminozuren en organische<br />

zuren in urine <strong>van</strong> verdachte patiënten is<br />

eveneens zinvol, aangezien soms een gegeneraliseerde<br />

aminoacidurie en/of verhoogde excretie <strong>van</strong><br />

organische zuren wordt vastgesteld.<br />

Ten aanzien <strong>van</strong> de metabole vóórscreening <strong>van</strong> verdachte<br />

patiënten kan derhalve gesteld worden dat<br />

bepaling <strong>van</strong> lactaat, pyruvaat en alanine in bloed en<br />

liquor (dit laatste uiteraard alleen bij patiënten met<br />

een encephalopathie) en <strong>van</strong> lactaat, aminozuren en<br />

organische zuren in urine een goede basis vormt voor<br />

selectie <strong>van</strong> patiënten waarbij nadere bio<strong>chemische</strong><br />

<strong>diagnostiek</strong> geïndiceerd is. <strong>De</strong>ze bio<strong>chemische</strong> <strong>diagnostiek</strong><br />

bestaat uit meting <strong>van</strong> de oxidatieve capaci-<br />

Tabel 1. Leeftijdsafhankelijkheid <strong>van</strong> lactaatgehalten in urine<br />

Leeftijd Urine<br />

(mmol/mmol creatinine)<br />

0 - 2 maanden


teit <strong>van</strong> de <strong>mitochondriële</strong> ademhalingsketen en bepaling<br />

<strong>van</strong> de activiteit <strong>van</strong> enzymen <strong>van</strong> de ademhalingsketen.<br />

In vivo functie testen<br />

Sommige patiënten, die op grond <strong>van</strong> <strong>klinisch</strong>e<br />

symptomen verdacht worden <strong>van</strong> een <strong>mitochondriële</strong><br />

encephalomyopathie, vertonen geen of slechts geringe<br />

lactaatacidemie en/of lactaatacidurie. Lactaatconcentraties<br />

in liquor zijn eveneens niet altijd duidelijk<br />

afwijkend. In deze patiënten kan een in vivo<br />

functie test (met name de glucose tolerantie test) uitkomst<br />

bieden. Het gebruik <strong>van</strong> de pyruvaat belastingstest<br />

(7) wordt ontraden gezien een bijna fatale<br />

afloop <strong>van</strong> deze diagnostische test in de eigen kliniek.<br />

<strong>De</strong> orale glucose tolerantie test wordt uitgevoerd volgens<br />

een vast protocol. Normaal wordt geen of<br />

slechts een geringe stijging <strong>van</strong> het bloed lactaatgehalte<br />

waargenomen na belasting, terwijl bij patiënten<br />

met een defect in de pyruvaat oxidatie duidelijk een<br />

toename (tweemaal de uitgangswaarde!) wordt waargenomen.<br />

Het dient echter benadrukt te worden dat<br />

een normale glucose tolerantie test een mitochondrieel<br />

defect niet geheel uitsluit.<br />

Tenslotte<br />

Vele valkuilen kunnen leiden tot een vals-positieve of<br />

vals-negatieve diagnose bij <strong>mitochondriële</strong> myopathieën.<br />

Vaak moeten <strong>klinisch</strong>e, bio<strong>chemische</strong> en<br />

morfologische aspecten in combinatie beoordeeld<br />

worden om diagnostische fouten te voorkomen. Lactaat<br />

aanwezig in lichaamsvloeistoffen is de meest informatieve<br />

metaboliet om te testen bij verdenking op<br />

een <strong>mitochondriële</strong> myopathie. Bij voorkeur vindt de<br />

lactaatbepaling gelijktijdig plaats in bloed, urine en<br />

liquor. In bloed en liquor wordt tevens pyruvaat bepaald,<br />

aangezien een verhoogde lactaat/pyruvaat ratio<br />

een extra indicatie vormt voor een defect in de ademhalingsketen.<br />

<strong>De</strong> lactaatbepaling in de liquor vormt<br />

de meest betrouwbare diagnostische procedure. Normale<br />

lactaatgehalten sluiten een <strong>mitochondriële</strong> myopathie<br />

echter niet uit. Onderzoek noodzakelijk voor<br />

een juiste diagnose is complex en dient bij voorkeur<br />

plaats te vinden in een centrum met de benodigde expertise.<br />

Op basis <strong>van</strong> de <strong>klinisch</strong>e gegevens en <strong>van</strong><br />

het <strong>klinisch</strong>-chemisch vóóronderzoek vindt aanslui-<br />

tend gea<strong>van</strong>ceerde bio<strong>chemische</strong> en moleculair genetische<br />

<strong>diagnostiek</strong> plaats, bij voorkeur in spierweefsel,<br />

om een eventueel defect op enzym- en/of DNAniveau<br />

te localiseren.<br />

Literatuur<br />

1. Shoffner JM. Maternal inheritance and the evaluation of<br />

oxidative phosphorylation diseases. Lancet 1996; 348:<br />

1283-1288.<br />

2. Smeitink J, Van den Heuvel L. Human complex I in health<br />

and disease. Am J Hum Genet 1999; 64: 1501-1510.<br />

3. Huizing M, Ruitenbeek W, Thinnes FP, <strong>De</strong>Pinto V, Wendel<br />

U, Trijbels FJM, Smit LME, Ter Laak HJ, Van den Heuvel<br />

LP. <strong>De</strong>ficiency of the Voltage-<strong>De</strong>pendent Anion Channel: A<br />

novel cause of mitochondriocytopathy. Pediatr Res 1996;<br />

39: 760-765.<br />

4. Luft R, Ikkos D, Palmieri G, Ernster L, Afzelius B. A case<br />

of severe hypermetabolism of nonthyroid origin with a<br />

defect in the maintenance of mitochondrial respiratory control:<br />

correlated clinical, biochemical, and morphological<br />

study. J Clin Invest 1962; 41: 1776-1780.<br />

5. Trijbels JMF, Scholte HR, Ruitenbeek W, Sengers RCA,<br />

Janssen AJM, Busch HFM. Problems with the biochemical<br />

diagnosis in mitochondrial (encephalo-)myopathies. Eur J<br />

Pediatr 1993; 152: 178-184.<br />

6. Lamers KJB, Doesburg WH, Gabreëls FJM, Lemmens<br />

WAJG, Romsom AC, Wevers RA, Reinier WO. The concentration<br />

of blood components related to fuel metabolism<br />

during prolonged fasting in children. Clin Chim Acta 1985;<br />

152: 155-163.<br />

7. Erven PMM, Gabreëls FJM, Wevers RA, Doesburg WH,<br />

Ruitenbeek W, Reinier WO, Lamers KJB. Intravenous<br />

pyruvate loading test in Leigh syndrome. J Neurol Sci<br />

1987; 77: 217-227.<br />

Summary<br />

The clinical chemical diagnosis of mitochondrial encephalomyopathies.<br />

Heuvel LP <strong>van</strong> den, Trijbels JMF, Janssen AJM<br />

and Smeitink JAM. Ned Tijdschr Klin Chem 2000; 25: 27-30.<br />

Mitochondrial encephalomyopathies are characterized by<br />

structural and/or functional abnormalities of the mitochondria.<br />

The diseases are best classified according to the underlying<br />

biochemical defect. A large variability of clinical expression<br />

and mitochondrial abnormalities is present. An exact diagnosis<br />

is a prerequisite for a rational therapy and genetic counseling.<br />

The contribution of determination of lactate and other metabolites<br />

in body fluids for diagnosis of mitochondrial encephalomyopathies<br />

is discussed.<br />

Keywords: mitochondriocytopathy; lactate; blood; urine;<br />

liquor<br />

30 Ned Tijdschr Klin Chem 2000, vol. 25, no. 1


Ned Tijdschr Klin Chem 2000; 25: 31-37<br />

Kritische evaluatie <strong>van</strong> de <strong>chemische</strong> <strong>diagnostiek</strong> <strong>van</strong> erfelijke stofwisselingsziekten<br />

Erfelijke stofwisselingsziekten vertonen een zeer<br />

heterogeen beeld zowel qua <strong>klinisch</strong>e als (bio-)<strong>chemische</strong><br />

aspecten. <strong>De</strong> arts zal een voorselectie <strong>van</strong> verdachte<br />

patiënten maken, waarna het metabole laboratorium<br />

de <strong>chemische</strong> <strong>diagnostiek</strong> zo adequaat<br />

mogelijk dient uit te voeren. Een belangrijke factor<br />

daarbij is dat de juiste lichaamsvloeistoffen worden<br />

aangeboden, in combinatie met alle beschikbare rele<strong>van</strong>te<br />

<strong>klinisch</strong>e informatie. <strong>De</strong> keuze <strong>van</strong> de uit te<br />

voeren onderzoeken hangt af <strong>van</strong> de medische vraagstelling.<br />

Ook oriënterend <strong>klinisch</strong>-chemisch onderzoek<br />

speelt in een vroege fase in de diagnostische<br />

procedure een voorname rol. <strong>De</strong> meest bekende metabole<br />

stoornissen worden genoemd met vermelding<br />

<strong>van</strong> richtinggevend vooronderzoek en juiste onderzoeksmateriaal.<br />

In het merendeel <strong>van</strong> de gevallen zal<br />

urine en serum noodzakelijk zijn voor een verantwoorde<br />

screening. Naast het geven <strong>van</strong> aanwijzingen<br />

over deze aspecten wordt ook het belang benadrukt<br />

<strong>van</strong> uitwisseling <strong>van</strong> informatie tussen de diverse<br />

aanvragende en uitvoerende specialisten. <strong>De</strong>ze verschillende<br />

aspecten zijn belangrijk bij het verhogen<br />

<strong>van</strong> de kwaliteit en de efficiëntie <strong>van</strong> het chemisch<br />

onderzoek voor het opsporen en vervolgen <strong>van</strong> patiënten<br />

met een erfelijke stofwisselingsziekte.<br />

Trefwoorden: stofwisselingsziekten; metabole <strong>diagnostiek</strong>;<br />

aminoacidemieën; organoacidurieën; lichaamsvloeistoffen;<br />

informatie uitwisseling<br />

Het opsporen <strong>van</strong> erfelijke stofwisselingsziekten vindt<br />

plaats in diverse stadia. En er zijn verscheidene disciplines<br />

bij betrokken. <strong>De</strong> eerste fase is nagenoeg altijd<br />

<strong>klinisch</strong> georiënteerd. Op basis <strong>van</strong> de symptomen en<br />

familieanamnese zal de betrokken kinderarts, internist,<br />

neuroloog of huisarts op de gedachte gebracht<br />

kunnen worden, dat er bij de patiënt een metabole<br />

route onvoldoende functioneert. Op een centraal <strong>klinisch</strong>-chemisch<br />

laboratorium zullen dan de eerste<br />

routinematige bepalingen gedaan worden. Veelal zal<br />

die fase gevolgd worden door metabolietenonderzoek<br />

(aminozuren, organische zuren, enz.) op een laboratorium<br />

dat gespecialiseerd is in het vaststellen <strong>van</strong> erfelijke<br />

stoornissen in de stofwisseling. Soms is de dia-<br />

Ned Tijdschr Klin Chem 2000, vol. 25, no. 1<br />

W. RUITENBEEK, J. de JONG, W. M.J. HEIJS en J.M.F. TRIJBELS<br />

Laboratorium voor Kindergeneeskunde & Neurologie,<br />

Academisch Ziekenhuis Nijmegen St Radboud, Postbus<br />

9101, 6500 HB Nijmegen<br />

Correspondentie: Dr. W. Ruitenbeek, Academisch Ziekenhuis<br />

Nijmegen St. Radboud, 424 Laboratorium voor Kindergeneeskunde<br />

& Neurologie, Postbus 9101, 6500 HB Nijmegen.<br />

E-mail: w.ruitenbeek@ckslkn.azn.nl<br />

gnose na het metabolieten-onderzoek al nagenoeg definitief<br />

te stellen, bijvoorbeeld bij fenylketonurie en<br />

methylmalonacidurie. In andere gevallen is metabolieten-onderzoek<br />

richtinggevend voor vervolgonderzoek<br />

op enzym- en/of DNA-niveau. Of deze logische<br />

volgorde in de praktijk moet worden gevolgd, hangt<br />

af <strong>van</strong> onder andere de specificiteit <strong>van</strong> de symptomen<br />

en <strong>van</strong> de complexiteit <strong>van</strong> de in aanmerking<br />

komende laboratoriumtechnieken. Een meer directe<br />

weg kan uiteraard bewandeld worden als het type<br />

stofwisselingsziekte al bekend is binnen de familie<br />

<strong>van</strong> de verdachte patiënt.<br />

Medische indicatie<br />

<strong>De</strong> eerste aanwijzingen voor een eventuele stofwisselingsstoornis<br />

zullen verkregen worden via de symptomen<br />

en klachten bij de indexpatiënt, mogelijk ook via<br />

familieanamnese. Bij welke symptomen de (behandelend)<br />

arts aan een metabool defect moet denken komt<br />

hier niet uitvoerig aan de orde. Bij een uitgebreid<br />

scala aan symptomen en klachten kan een metabole<br />

stoornis de oorzaak zijn. Frequent bij stofwisselingsziekten<br />

voorkomende symptomen en klachten zijn:<br />

mentale en motorische retardatie, convulsies, lethargie,<br />

braken, hypoglycemie, absences, (sub-)coma, sudden<br />

infant death, failure to thrive, groeiretardatie, dysmorfieën,<br />

hypo/hypertonie, cardiomyopathie, nierstenen,<br />

knik in de ontwikkeling, myalgie, spraakstoornis,<br />

diarrhee, afwijkend EEG-patroon en vele andere.<br />

Een groot probleem is dat patiënten dikwijls een<br />

combinatie <strong>van</strong> symptomen vertonen, die niet in alle<br />

details voldoet aan het in de literatuur beschreven<br />

beeld. Het is niet verwonderlijk dat de fenotypen <strong>van</strong><br />

stofwisselingsziekten zo verschillend zijn. Immers de<br />

aard en locatie <strong>van</strong> metabole defecten zijn zeer divers.<br />

Het betreft enzymatische en transportdefecten in<br />

bepaalde celorganellen (lysosomen, mitochondriën,<br />

peroxisomen), die systemisch <strong>van</strong> aard kunnen zijn.<br />

Maar ook weefselspecifieke defecten, waarbij één of<br />

enkele organen (o.a. hersenen, lever, nier, spier) zijn<br />

aangedaan, zijn bekend. Momenteel zijn meer dan<br />

vijfhonderd verschillende erfelijke stoornissen in de<br />

stofwisseling bekend.<br />

Het is uiteraard geen eenvoudige zaak om bij de<br />

juiste patiënt het juiste metabool defect te overwegen.<br />

<strong>De</strong> mate <strong>van</strong> ervarenheid <strong>van</strong> de arts speelt een grote<br />

rol bij het combineren <strong>van</strong> de <strong>klinisch</strong>e signalen tot<br />

een werkzame en juiste differentiaal diagnose. In de<br />

literatuur is veel informatie te vinden over de medische<br />

indicatiestelling bij zowel metabole ziekten in<br />

het algemeen (1-3) als over meer specifieke ziektebeelden<br />

(4-11). Het nut <strong>van</strong> <strong>klinisch</strong>e informatie als<br />

onderdeel <strong>van</strong> het totale proces om tot een metabole<br />

31

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!