Biochemie und Pathobiochemie: Hexokinase I-Defizienz

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Ätiologie

Ursächlich sind autosomal-rezessiv erbliche Mutationen im Gen HK1 (10q22), das für die Hexokinase I kodiert.

Pathogenese

Die Hexokinase I katalysiert den ersten Schritt der Glycolyse, die Phosphorylierung von Glucose zu Glucose-6-phosphat.

Aufgrund der fehlenden Mitochondrien (und damit fehlendem Citratzyklus) stellt die anaerobe Glycolyse die wichtigste Energie- bzw. ATP-Quelle für Erythrozyten dar.

Enzymdefekte der Glycolyse führen zum intraerythrozytären Energiemangel mit konsekutiver Hämolyse.

Pathologie

Siderose.

Klinik

Symptome der chronischen hämolytischen Anämie (Blässe, Schwäche, erhöhtes Risiko für Bilirubin-Gallensteine).

Diagnostik

Anämiestufendiagnostik.

Differentialdiagnosen

DD Nicht-hämolytische Anämien:

• Eisen-Mangel
• Cobalamin-Mangel (Vitamin B12)
• Folsäure-Mangel
• Pyridoxalphosphat-Mangel (Vitamin B6)
• Anämie bei chron. Erkrankung
• Renale Anämie (EPO-Mangel)
• Aplastische Anämie, z.B. toxisch: Benzol, Chemotherapeutika
• Sideroblastische Anämie: Osteomyelofibrose (OMF), Myelodysplastisches Syndrom (MDS)
• Knochenmarksverdrängung durch Tumor

DD Hämolytische Anämie:

Genetisch bedingt:

• Hämoglobinopathien
  • Sichelzellanämie
  • Thallassämie
• Membrandefekte
  • Kugelzellanämie.
• Enzymdefekte:
  • Störungen der Glycolyse/Gluconeogenese:
    • Hexokinase I-Defizienz
    • Glucose-6-phosphat-Isomerase-Defizienz
    • Glykogenspeicherkrankheit XII
    • Phosphoglycerat-Kinase 1-Defizienz
    • Enolase 1-Defizienz
    • Pyruvat-Kinase-Defizienz.
    • Bisphosphoglycerat-Mutase-Defizienz
  • Störungen des GSH-Reduktions-Systems:
    • HMP-Weg:
      • Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase-Mangel
    • Glutathion-Stoffwechsel:
      • Glutamat--Cystein-Ligase-Defizienz
      • Glutathion-Synthase-Defizienz
      • Glutathion-Peroxidase-Defizienz
        • sekundär durch Selen-Mangel.
      • Glutathion-disulfid-Reduktase-Defizienz
        • sekundär durch Riboflavin-Mangel
  • Störungen der GPI-Anker-Biosynthese: Paroxysmale nächtliche Hämoglobinurie

Nicht-hereditäre hämolytische Anämien, z.B.

• Mechanisch: Vaskulopathie (HUS-Syndrom z.B. durch EHEC, HELLP-Syndrom), künstliche Herzklappe.
• Infektiös: Malaria.
• Immunopathisch: Blutgruppen- oder Rhesusfaktor-Inkompatibilität, Morbus hämolyticus neonatorum.
• Toxisch: Blei-Vergiftung.

Literatur

• Valentine WN, Oski FA, Paglia DE, Baughan MA, Schneider AS, Naiman JL. “Hereditary hemolytic anemia with hexokinase deficiency. Role of hexokinase in erythrocyte aging”. N. Engl. J. Med., 276:1–11, January 1967. DOI:10.1056/NEJM196701052760101. PMID 6015552.
• Kanno H. “Hexokinase: gene structure and mutations”. Baillieres Best Pract. Res. Clin. Haematol., 13:83–8, March 2000. PMID 10916679.
• McMullin MF. “The molecular basis of disorders of red cell enzymes”. J. Clin. Pathol., 52:241–4, April 1999. PMID 10474511.
• Valentine WN, Tanaka KR, Paglia DE. “Hemolytic anemias and erythrocyte enzymopathies”. Ann. Intern. Med., 103:245–57, August 1985. PMID 2990276.
• Murakami K, Kanno H, Tancabelic J, Fujii H. “Gene expression and biological significance of hexokinase in erythroid cells”. Acta Haematol., 108:204–9, 2002. PMID 12432216.

Weblinks

• OMIM - nonspherocytic hemolytic anemia

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