Galaktitol – Zuckeralkohol bei Galaktosämie

Was ist Galaktitol?

Galaktitol (auch bekannt als Dulcitol) ist ein sechswertiger Zuckeralkohol, der chemisch aus der Reduktion von Galaktose entsteht. Galaktose ist ein einfacher Zucker, der unter anderem in Milchzucker (Laktose) vorkommt. Im menschlichen Körper wird Galaktose normalerweise über einen mehrstufigen enzymatischen Prozess abgebaut. Galaktitol entsteht als Nebenprodukt, wenn Galaktose durch das Enzym Aldose-Reduktase umgewandelt wird. Da der Körper Galaktitol nicht weiter effizient abbauen kann, reichert er sich bei einem gestörten Galaktose-Stoffwechsel in verschiedenen Geweben an.

Biochemischer Hintergrund

Im normalen Galaktose-Stoffwechsel wird Galaktose durch das Enzym Galaktokinase phosphoryliert und anschließend durch die Galaktose-1-phosphat-Uridylyltransferase (GALT) weiterverarbeitet. Ist einer dieser Schritte durch einen Enzymmangel blockiert, wird vermehrt Galaktose über den sogenannten Polyol-Weg durch die Aldose-Reduktase zu Galaktitol reduziert. Galaktitol kann wegen seiner polaren Struktur Zellmembranen kaum passieren und wird daher in Zellen eingeschlossen, was zu osmotischem Stress und Zellschäden führt.

Klinische Bedeutung bei Galaktosämie

Die Galaktosämie ist eine seltene angeborene Stoffwechselerkrankung, bei der der Abbau von Galaktose aufgrund eines Enzymmangels gestört ist. Es werden verschiedene Formen unterschieden:

• Klassische Galaktosämie (Typ I): Mangel an GALT. Dies ist die häufigste und schwerste Form. Es kommt zu einer starken Anreicherung von Galaktose-1-phosphat und Galaktitol.
• Galaktokinase-Mangel (Typ II): Hier wird Galaktitol besonders stark akkumuliert, da Galaktose nicht phosphoryliert werden kann und verstärkt über den Polyol-Weg abgebaut wird. Hauptsymptom ist die Bildung von Katarakten (grauer Star).
• Galaktose-Epimerase-Mangel (Typ III): Seltenere Form mit variablem Schweregrad.

Symptome und Folgeschäden durch Galaktitol-Akkumulation

Die Anreicherung von Galaktitol in bestimmten Geweben ist mit spezifischen klinischen Problemen verbunden:

• Katarakt (grauer Star): Galaktitol lagert sich in der Augenlinse ab und verursacht durch osmotischen Stress eine Linsentrübung. Dies ist das Hauptzeichen beim Galaktokinase-Mangel.
• Neurologische Schäden: Bei der klassischen Galaktosämie kann Galaktitol im Gehirn und Nervensystem zur Schädigung von Nervenzellen beitragen.
• Leberschäden: Zusammen mit Galaktose-1-phosphat trägt Galaktitol zur Leberzellschädigung bei.
• Ovarielle Insuffizienz: Bei betroffenen Mädchen und Frauen kann es zur vorzeitigen Erschöpfung der Eierstockfunktion kommen.

Diagnose

Die Diagnose einer Galaktosämie und die Erfassung von Galaktitol erfolgen durch verschiedene Methoden:

• Neugeborenen-Screening: In vielen Ländern, darunter auch Deutschland, wird im Rahmen des erweiterten Neugeborenen-Screenings auf Galaktosämie getestet. Erhöhte Galaktose- oder GALT-Aktivitätswerte im Blut sind Hinweis auf eine Erkrankung.
• Urin-Organosäureanalyse: Galaktitol kann im Urin mittels Gas-Chromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) nachgewiesen werden. Erhöhte Galaktitol-Ausscheidung im Urin ist ein diagnostischer Marker.
• Enzymaktivitätsmessung: Die Bestimmung der Aktivität von GALT oder Galaktokinase in Erythrozyten (roten Blutkörperchen) bestätigt die Diagnose.
• Molekulargenetische Diagnostik: Mutationsanalyse des betroffenen Gens zur genauen Typisierung.

Behandlung und Management

Da der Körper Galaktitol nicht effizient abbaut, ist die wichtigste therapeutische Maßnahme die strikte Reduktion der Galaktosezufuhr über die Ernährung:

• Laktosefreie Ernährung: Milch und Milchprodukte, die Laktose (und damit Galaktose) enthalten, werden gemieden. Für Säuglinge werden spezielle laktosefreie Formulahrungsanfängernahrungen eingesetzt.
• Galaktosearme Kost: Bestimmte Gemüse, Hülsenfrüchte und verarbeitete Lebensmittel können ebenfalls Galaktose enthalten und müssen kontrolliert werden.
• Regelmäßiges Monitoring: Verlaufskontrollen der Galaktitol-Ausscheidung im Urin sowie neurologische und ophthalmologische Untersuchungen sind Teil der langfristigen Betreuung.
• Keine spezifische medikamentöse Therapie: Derzeit gibt es keine zugelassene Enzymersatz- oder Gentherapie für die Galaktosämie. Die Forschung zu neuen Therapieansätzen, wie z. B. der Substratreduktionstherapie, ist jedoch im Gange.

Galaktitol als Biomarker

Galaktitol im Urin gilt als zuverlässiger Biomarker für die Stoffwechselkontrolle bei Galaktosämie-Patienten. Erhöhte Werte zeigen eine unzureichende diätetische Einschränkung oder eine erhöhte endogene Galaktoseproduktion an. Die Messung von Galaktitol im Urin wird daher regelmäßig zur Therapiekontrolle und Verlaufsbeobachtung eingesetzt.

Quellen

1. Bosch, A. M. - Classical galactosaemia revisited. Journal of Inherited Metabolic Disease, 2006; 29(4): 516-525.
2. Fridovich-Keil, J. L. & Walter, J. H. - Galactosemia. In: Valle, D. et al. (Hrsg.), The Online Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease (OMMBID), McGraw-Hill, 2008.
3. Deutsches Institut für Medizinische Dokumentation und Information (DIMDI) / Orphanet - Galaktosämie. Orphanet-Bericht, verfügbar unter: www.orpha.net (abgerufen 2024).