Der muskuläre CPT II- Mangel ist gekennzeichnet durch rezidivierende Attacken von
Myoglobinurie, häufig mit Myalgie oder Muskelsteifigkeit, ausgelöst durch längere
körperliche Belastung, Fasten oder fieberhafte Infekte (1). Die biochemischen Konsequenzen
der krankheitsauslösenden Mutation sind umstritten. Die Hypothesen reichen von einem
völligen oder partiellen Mangel an enzymatisch aktivem Protein (2), einer verminderten
Stabilität des Enzympoteins (3) bis zu einer abnormen Regulierbarkeit eines ansonsten
normal aktiven Enzymproteins (4).
Muskelbiopsien von neun Patienten mit genetisch gesichertem CPT II- Mangel wurden
zur biochemischen Charakterisierung der CPT I und CPT II mittels biochemischer Aktivitätsmessung
im Muskelhomogenat, immunhistochemischer Darstellung, sowie Proteinquantifizierung
im Western Blot und ELISA untersucht.
Die CPT Gesamtaktivität war nicht signifikant unterschiedlich bei Patienten und Kontrollen.
Die Restaktivität nach Hemmung mit Malonyl- CoA und Triton X-100 war bei Patienten
deutlich erniedrigt (Tab. 1). Die CPT II wurde immunhistochemisch (Abb. 1) und im
Western Blot mit gleicher Intensität bei Patienten und Kontrollen dargestellt. Im
ELISA fanden sich bei Patienten und Kontrollen keine signifikanten Unterschiede der
CPT I und CPT II- Proteinkonzentrationen. Die Citratsynthaseaktivität bezogen auf
den Proteingehalt war bei Patienten deutlich erhöht, die CPT II- Konzentration als
auch die CPT- Gesamtaktivität normiert für die Citratsynthaseaktivität erniedrigt.
Die Daten deuten darauf hin, dass (i) die normale CPT- Gesamtaktivität bei Patienten
mit muskulärem CPT II- Mangel nicht durch eine kompensatorisch erhöhte CPT I- Aktivität
bedingt ist, dass (ii) das mutierte CPT II- Enzymprotein unter optimalen Testbedingungen
enzymatisch aktiv und in normaler Menge vorhanden ist und dass beim muskulären CPT
II- Mangel (iii) Enzymaktivität und Proteingehalt nicht reduziert, jedoch abnorm inhibiert
sind wenn der Fettsäuremetabolismus gestresst ist.
Tab. 1: CPT- Gesamtaktivität (CPT I und CPT II) und Citratsynthaseaktivität im Muskelhomogenat
von Patienten und Kontrollen. Angegeben sind Mittelwerte ± SD
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Enzymaktivität
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Patienten (n = 9)
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Kontrollen (n = 18)
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P
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CPT- Gesamtaktivität
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[nmol x min1 x mg NCP-1]
[nmol x min1 x gFG-1]
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2.8 ± 1.5
194.6 ± 43.3
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1.9 ± 0.6
225.7 ± 61.5
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ns
ns
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Restaktivität [%]
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nach Malonyl-CoA
nach Triton X-100
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8.1 ± 7.1
11.5 ± 6.4
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32.6 ± 4.8
45.9 ± 6.6
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< 0.001
< 0.001
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Citratsynthaseaktivität
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[nmol x min1 x mg NCP-1]
[nmol x min1 x gFG-1]
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165 ± 53.1
13 ± 4.4
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85.7 ± 23.3
10.1 ± 3.3
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< 0.001
ns
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CPT/Citratesynthase
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[nmol x min1 x mg NCP-1]
[nmol x min1 xgFG-1]
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16.4 ± 5.9
15.0 ± 6.3
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23.3 ± 6.9
22.4 ± 8.6
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0.017
0.027
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Abb. 1: Immunhistochemische Darstellung der CPT II bei Patient und Kontrolle. Die CPT II
konnte bei Patienten (B) und Kontrollen (A) in gleicher Intensität dargestellt werden.
Darstellung der Immunoreaktivität überwiegend in Typ- I Fasern, durch MHC- slow- Färbung
(C).
Literaturverzeichnis:
1. Deschauer M, Wieser T, Zierz S. Muscle carnitine palmitoyltransferase II deficiency:
clinical and molecular genetic features and diagnostic aspects. Archives of neurology.
2005;62(1):37 – 41.
2. Vladutiu GD, Saponara I, Conroy JM, Grier RE, Brady L, Brady P. Immunoquantitation
of carnitine palmitoyl transferase in skeletal muscle of 31 patients. Neuromuscular
disorders: NMD. 1992;2(4):249 – 59.
3. Olpin SE, Afifi A, Clark S, Manning NJ, Bonham JR, Dalton A, et al. Mutation and
biochemical analysis in carnitine palmitoyltransferase type II (CPT II) deficiency.
Journal of inherited metabolic disease. 2003;26(6):543 – 57.
4. Zierz S, Engel AG. Regulatory properties of a mutant carnitine palmitoyltransferase
in human skeletal muscle. European Journal of Biochemistry. 1985;149: 207 – 14.
