Metabolische Veränderungen bei Spinaler Muskelatrophie – Eine hypothesengenerierende Studie

Abstract

Bei der Spinalen Muskelatrophie (SMA) und der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) handelt es sich um Motoneuronerkrankungen. Beide Erkrankungen sind bis heute nicht heilbar. Bei der SMA kommt es zu einer Degeneration des zweiten Motoneurons (MN). Infolgedessen kommt es zu atrophischen, schlaffen Paresen und Kontrakturen. Je nach Schweregrad wird die SMA in Typ 1 bis Typ 4 unterteilt, wobei Typ 1 Patienten am schwersten betroffen sind (bereits ab Geburt) während sich bei Typ 4 Patienten die SMA erst im höheren Alter manifestiert. In den letzten Jahren wurden wirksame Therapien gegen die SMA entwickelt, die das Fortschreiten der Paresen aufhalten oder verlangsamen können. Die ALS ist durch den Untergang des ersten und zweiten MN gekennzeichnet und führt zu progredienten, spastischen und atrophischen Paresen. Die ALS tritt im höheren Alter auf und verläuft in der Regel innerhalb von wenigen Jahren tödlich, wobei die Haupttodesursache eine chronisch respiratorische Insuffizienz ist. Neben der motorischen Komponente sind bei der ALS bereits seit Längerem auch verschieden metabolische Störungen, wie Hypermetabolismus, beschrieben. Ziel dieser Studie war es Hypothesen über den Metabolismus bei SMA zu generieren und insbesondere die Frage zu beantworten, ob diese der ALS ähneln. Dies hätte therapeutisch und prognostisch relevante Implikationen für die Ernährung. Hierzu führten wir eine prospektive Beobachtungsstudie mit vier Studienvisiten in einem Zeitraum von 12 Monaten durch. Es wurden Gewicht und Body-Mass-Index (BMI) sowie metabolische Laborparameter von 73 SMA-Probanden erfasst. Weiterhin wurden eine bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) zur Bestimmung der Körperzusammensetzung sowie eine indirekte Kalorimetrie zur Bestimmung des Ruhekalorienbedarfs durchgeführt und die Daten mit einer gesunden Kontrollgruppe verglichen. Hierbei zeigte sich ein niedrigeres Gewicht und ein niedrigerer BMI bei den schwerer betroffenen SMA-Typen als bei den weniger schwer betroffenen SMA-Typen, wobei der Anteil der Fettmasse am Körpergewicht höher war als bei der Kontrollgruppe. Der Anteil von metabolisch aktiver Masse war hingegen erniedrigt, dementsprechend waren der Quotient aus metabolisch inaktiver Masse und metabolisch aktiver Masser (ECM/BCM- Quotient) erhöht und der Phasenwinkel (pA) erniedrigt. Weiterhin war der prozentuale Anteil des Gesamtkörperwassers (TBW) bei SMA reduziert. Bei der Messung des Ruheenergieverbrauchs mittels indirekter Kalorimetrie wiesen die SMA-Probanden einen niedrigeren Gesamtruhekalorienverbrauch auf, jedoch einen höheren Ruhekalorienverbrauch pro metabolisch aktiver Masse. Es ergaben sich Hinweise auf erhöhte freie Fettsäuren (FS), erhöhte Ketonkörper, sowie erniedrigte Blutzuckerwerte (HbA1c, Serumglucose). Aus den Ergebnissen leiteten wir die Hypothese ab, dass es sich bei der SMA, ähnlich wie bei der ALS, um eine systemische, den Metabolismus betreffende Erkrankung handelt. Die abnehmende metabolisch aktive Masse geht aufgrund von Kompensations- und Reparaturprozessen mit einem erhöhten Energieverbrauch pro metabolisch aktiver Masse einher. Dies, kombiniert mit einer Fettsäurenverwertungsstörung, bewirkt einen gesteigerten Kohlenhydratverbrauch. Der Überschuss an freien FS führt zu Leberverfettung und Adipositas; die niedrigen Blutzuckerspiegel induzieren die Ketogenese. Die Ausprägung dieser Effekte scheint mit der Schwere der SMA zu korrelieren. Diese Hypothesen müssen in weiteren Studien bestätigt werden. Um die aus den Daten dieser Arbeit abgeleiteten Hypothesen zu überprüfen, müssen langfristige Studien durchgeführt werden, die das Auftreten von Folgeerkrankungen durch Adipositas bei SMA erfassen; gegebenenfalls muss der Einfluss des ECM/BCM-Quotienten auf mögliche Folgeerkrankungen untersucht und mehr Wert auf die Prävention dieser Folgeerkrankungen gelegt werden. Weiterhin sollten diätische Interventionsstudien bei SMA durchgeführt werden, in denen kohlenhydratbasierte, hochkalorische Diäten mit fettbasierten, hochkalorischen Diäten und Placebodiäten verglichen werden. Die Daten dieser Arbeit legen nahe, dass insbesondere durch eine hochkalorische, kohlenhydratreiche Ernährung die metabolischen Kompensationsprozesse bei SMA unterstützt und hierdurch möglicherweise der Krankheitsverlauf positiv modifiziert werden könnte.