MELAS: spierzwakte en groeiachterstand door genmutatie

De stofwisselingsziekte MELAS wordt in de meeste gevallen veroorzaakt door de A3243G-genmutatie! Het zorgt ervoor dat de celademhaling minder effectief verloopt, waardoor minder zuurstof wordt verbruikt en minder vetten met glucose in energie worden omgezet. Dit leidt tot groeiachterstand bij het kind, waarnaast kooldioxide tezamen met melkzuur in het lichaam gaan accumuleren. In dit geval vormt het een gifstof, waardoor cellen in het gehele lichaam worden aangetast. Wat houdt de ziekte MELAS in, hoe wordt het door een genmutatie aan het mitochondriale DNA materiaal veroorzaakt en wat zijn de complicaties?

Zieke van MELAS

• Genmutatie in 80% gevallen
• Mate van voorkomen MELAS
• Celademhaling
• Melkzuur- en koolstofdioxide-accumulatie
• Complicaties en vooruitzichten

Genmutatie in 80% gevallen

MELAS oftewel “Mitochondriale Encefalomyopathie, Lactic Acidosis (overmatig melkzuur), Stroke-like (beroerte-aanvallen) episodes” is een erfelijke ziekte, waarbij de kleinste deeltjes in het lichaam niet goed functioneren. Er zijn zeventien genmutaties bekend, welke ten grondslag aan deze ziekte kunnen liggen. Daarvan gaat het in tachtig procent van alle gevallen om een afwijking aan de A3242G van het MTTL1-gen mitochondrial tRNA(Leu(UUR)) gene binnen het mitochondriaal DNA materiaal. Het is verantwoordelijk voor een goede eiwitbalans, waarmee de energiehuishouding vanuit de mitochondriën wordt geregeld. Indien er sprake is van een genmutatie, krijgt het lichaam onvoldoende energie. Dit doordat zuurstof, vetten en suikers minder effectief worden verwerkt en protonen minder goed worden uitgewisseld. Zeker de organen vragen veel energie om alle processen in stand te kunnen houden. Daarnaast accumuleert kooldioxide met melkzuur in het lichaam en dus is er sprake van een stofwisselingsziekte. Het heeft direct effect op hoe goed de hersenen, het hart, longen werken en hoe de groei van het kind vordert. Hoe wordt MELAS door een verminderde celademhaling veroorzaakt en hoe leidt deze ziekte tot het vroegtijdige overlijden?

Mate van voorkomen MELAS

Tot dusver is nog niet duidelijk hoe vaak het werkelijk voorkomt. Men geeft een bereik aan dat de ziekte eens per 100.000 tot 6.250 (1-16:100.000) mensen voorkomt (lit.1). Komt het echter wel voor dan kan het soms meerdere kinderen van een enkel gezin betreffen (lit.2). Het geeft aan dat het genetisch bepaald is en het is maar de vraag welk kind het werkelijk krijgt. Daarbij geldt eveneens dat het kind het altijd van de moeder krijgt overgedragen. Reeds na de eisprong ligt vast of er sprake is van een genetische afwijking in het mitochondriaal DNA. Of het kind krijgt de afwijking wel of krijgt het juist niet. Binnen in de eicel zit namelijk cytoplasma met daarin reeds de kleinste werkzame deeltjes van het lichaam oftewel de mitochondriën. Let wel de A3243G-genmutatie is naast MELAS ook mede verantwoordelijk voor andere ziekten, zoals MIDD, MERRF, PEO, Leigh syndroom en hypertrofische cardiomyopathy.

Celademhaling

Oxidatieve fosforlering oftewel celademhaling is noodzakelijk om organen en spieren van voldoende energie te voorzien. Daartoe hebben de mitochondriën zuurstof nodig, zodat uit glucose en vetzuur binnen de citroenzuurcyclus energie wordt verkregen. Bij celademhaling wordt “adenosine trifosfaat” oftewel het ATP molecuul gevormd. Het wordt samengesteld vanuit moleculen met elektronen, welke een hoog potentiaal bezitten. Uit de zogeheten “nicotinamide-dinucleotide” NADH en “flavineadenine-dinucleotide-2” FADH2 wordt tezamen met zuurstof O2 het molecuul ATP aangemaakt. Door toedoen van bepaalde eiwitten kunnen protonen binnen de mitochondriën naar verschillende posities worden vervoerd, waardoor het potentiaalverschil tot een krachtige energiehuishouding leidt. Het protonen uitwisselingssysteem is een vrij te gebruiken energiebron binnen biologische systemen (lit.3), mits voldoende zuurstof, glucose en vetzuren kunnen worden aangewend. Indien er sprake is van een mitochondriale DNA A3243G-genmutatie zal er een onbalans in de eiwithuishouding zijn. Daardoor zal binnen voorgaande processen minder effectief energie uit glucose en vetzuren worden gehaald (lit.3). Oftewel er kan een verstoorde ATP molecuulvorming plaatsvinden, waardoor een energietekort ontstaat.

Melkzuur- en koolstofdioxide-accumulatie

Het lichaam van het kind heeft tijdens de groei en puberteit veel energie nodig. Door voorgaande mutatie krijgt het lichaam kort gezegd onvoldoende energie doordat zuurstof, vetten en suikers niet effectief worden verwerkt binnen de mitochondriën. Omdat het lichaam van nature belangrijke organen – noodzakelijk voor levensvatbaarheid – goed wil laten functioneren, wordt aan minder belangrijke processen energie onttrokken. Oftewel het hart, de hersenen, longen zullen relatief het meeste energie krijgen. Dit gaat ten koste van andere processen, waardoor groeiachterstand ontstaat. Het lichaam krijgt daarbij veel stress te verduren, wat leidt tot overmatige aanmaak van melkzuur en dat gaat als gifstof accumuleren. Deze stof zorgt normaal voor een pijnlijk gevoel als men teveel de spieren heeft belast. Omdat het aanwezige zuurstof in het bloed minder goed wordt verbruikt, is er onvoldoende ruimte beschikbaar om aangemaakte kooldioxide af te voeren. Oftewel het leidt eveneens tot een koolstofdioxide-accumulatie en dat vormt eveneens een gifstof voor het lichaam. Het heeft verstikkende effecten. Hoe snel deze opbouw verloopt hangt af van hoe goed de mitochondriën nog werken. De gifstofopbouw kan binnen tien tot dertig jaar levensjaren tot kritische concentraties leiden.

Complicaties en vooruitzichten

Voorgaande geeft reeds aan dat het gaat om complete aantasting van het lichaam. Het kind groeit traag en zal verschillende achterstanden oplopen. Zowel geestelijk als fysiek heeft het verstrekkende gevolgen. Daarbij heeft men geregelde aanvallen en/ of epileptische aanvallen. Bovendien kan het leiden tot afbraak van hersencellen, waardoor reeds jeugdig het geheugen afneemt, kinderdementie ontstaat en andere cognitieve met fysieke problemen voordoen. Men heeft geregeld of altijd hoofdpijn, waarnaast voorgenoemde problemen progressief verslechteren. De complicaties kunnen hierbij zeer divers zijn. Het leidt uiteindelijk tot ernstige spierzwakte door het hebben van onvoldoende energie, verlamming en uitval van essentiële organen. De vooruitzichten van MELAS zijn slecht. De levensverwachting hangt van de ernst van de ziekte af en varieert tussen de tien tot dertig jaar en in uitzonderlijke gevallen veertig jaar.

Lees verder

• Sturge-Weber syndroom wijnvlek groeiachterstand en epilepsie
• JIA, jeugdreuma: groeiachterstand en pijnlijke gewrichten
• Rett syndroom: groeiachterstand, epilepsie en krachtsverlies