Pyruvat-Kinase-Defizienz bei der Katze
Die Einleitung
Die Pyruvat-Kinase-Defizienz (Pyruvat-Kinase-Mangel) ist eine autosomal-rezessiv erbliche Störung der Glykolyse mit erheblichen Auswirkungen auf den Erythrozytenstoffwechsel. Diese Erkrankung kommt bei Abessiniern und Somalis vor, wurde aber schon bei anderen Katzenrassen beobachtet. Auch Menschen und Hunde können betroffen sein. Die Erstbeschreibung beim Menschen erfolgte 1961 durch Valentine et al. Zehn Jahre später folgten Berichte über Beagles und Basenjiis (Searcy et al., Prasse et al.). Erst in den neunziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts wurden Berichte über diese Erkrankung bei Katzen publiziert (Ford et al.; Giger et al.) Bei Züchtern besteht häufig Erklärungsbedarf, um die recht komplexen Vorgänge verständlich zu machen. Da die Erkrankung bei betroffenen Katzen erst nach einigen Jahren auftreten kann, gilt es zur Verhinderung, züchterisch regulierende Maßnahmen bereits bei den Zuchttieren einzuleiten.
Die Pyruvatkinase
Die Pyruvatkinase ist ein Enzym, welches am Ende der Glykolyse durch die Übertragung einer Phosphatgruppe auf ADP Energie in Form von ATP bereitstellt. Die Glykolyse findet im Zytoplasma der Zellen statt. Als Endprodukt der Glykolyse entsteht Pyruvat. Durch die Transaminierung von Pyruvat entsteht die Aminosäure L-Alanin, die für den Proteinstoffwechsel zur Verfügung gestellt wird. Pyruvat tritt auch in die Gluconeogenese und den Citratzyklus ein. Entscheidend für den Erythrozyten ist die Bereitstellung von ATP als Energiequelle durch das Enzym Pyruvatkinase.
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Abbildung 1: Die Pyruvatkinase bildet am Ende der Glykolyse Pyruvat und ATP
Die Erythrozyten
Die Lebensdauer von Erythrozyten der Katzen beträgt ca. 70 Tage. Sie besitzen keinen Zellkern, keine Mitochondrien und kein endoplasmatisches Retikulum. Aufgrund der fehlenden Mitochondrien sind sie auf die Energie-Bereitstellung aus der Glykolyse angewiesen. Die Pyruvatkinase dient als letzter Schritt der Glykolyse der Bereitstellung von Energie in Form von ATP. Ohne dieses ATP kann der Erythrozyt seinen Stoffwechsel nicht aufrechterhalten.
Die Erkrankung
Bei Pyruvatkinase-Mangel im Zytoplasma der Erythrozyten ist die ATP-Gewinnung unzureichend. Durch den daraus resultierenden ATP-Mangel kann die Na+-K+-ATPase in der Plasmamembran nicht richtig arbeiten. Es kommt zur Veränderung des Kationengradienten und zu osmotischen Wasserbewegungen zwischen Erythrozyt und Blutplasma. Die Erythrozyten können ihre Form nicht beibehalten und verformen sich. Diese abnorm geformten Erythrozyten werden in der Milz noch vor ihrem physiologischen Ende herausgefiltert und abgebaut. Je nach Ausprägung der Pyruvatkinasemangels kann auch die Membranstabilität der Erythrozyten stark eingeschränkt sein, es kommt zum Einreißen der Membran und zu einer Hämolyse.
Die Verbreitung
Eine aktuelle Studie aus Australien (Barrs et al. 2009) untersuchte 36 Abessinier und 24 Somalis auf das Vorhandensein der Pyruvat-Kinase-Defizienz. 5% der untersuchten Tiere waren Homozygot, d. h. diese Katzen waren betroffen und werden Symptome entwickeln. 28% der Katzen waren Träger, d. h. diese Tiere erkranken nicht, werden aber bei der Verpaarung mit ebensolchen Trägerkatzen mit hoher Wahrscheinlichkeit homozygote Nachkommen zeugen. 67% der Katzen waren gesund. In Europa gibt es vergleichbare Studien mit ähnlichen Ergebnissen (Kohn et al. 2005).
Die Symptome
Das Hauptproblem dieser Erkrankung ist die Entwicklung einer Anämie. Diese entsteht durch den verstärkten Abbau der Erythrozyten in der Milz und durch die Hämolyse, die bei Defekten in der Erythrozytenmembran entsteht. Da der Organismus in der Lage ist, recht schnell Erythrozyten bereitzustellen, ist die Anämie häufig nur intermittierend feststellbar. In der Regel werden anfangs keinerlei Symptome bei der betroffenen Katze feststellbar sein, da aufgrund des langsamen Krankheitsverlaufes die Katze in der Lage ist, sich der Anämie anzupassen. Häufig wird von leichter Lethargie und Appetitlosigkeit berichtet. Eine Untersuchung aus dem Jahre 2000 (Kohn et al.) zeigt, dass die ersten Symptome in einem Alter zwischen sechs Monaten und 5 Jahren auftreten können. Der Hämatokrit lag bei den untersuchten Tieren zwischen 15% und 25%. Die Anämie war gekennzeichnet durch Makro- und Retikulozytose. Hyperglobulinämie, Lymphozytose, Hyperbilirubinämie und hohen Leberenzymwerten waren bei vielen Katzen vorhanden. Der Coombs-Test war bei allen Katzen negativ. Die Symptome sind unspezifisch und umfassen Lethargie, Durchfall, blasse Schleimhäute, stumpfes Fell, Gewichtsverlust und Ikterus (Kohn 2008)
Es ist zu empfehlen, bei Somalis und Abessiniern bei Blutuntersuchungen auch immer die Retikulozyten mitbestimmen zu lassen. Bei bestehender Retikulozytose sollte immer eine Untersuchung auf die Pyruvat-Kinase-Defizienz durchgeführt werden. Eine akute, lebensbedrohlich verlaufende Anämie (hämolytische Krise) mit Ikterus und Fieber ist möglich.
Die Therapie
Eine Therapie ist zurzeit nicht möglich. In einer akuten Krise ist eine Bluttransfusion das einzige Mittel, um das Leben des Tieres zu retten. Um den verstärkten Abbau der Erythrozyten in der Milz zu unterbinden, kann eine Splenektomie in Betracht gezogen werden.
Der Erbgang
Die Erkrankung wird autosomal-rezessiv vererbt, und entsteht demnach nur, wenn der Nachkomme je ein betroffenes Gen von Vater (+-) und Mutter (+-) erhält. Es müssen also Vater- als auch Muttertier für die Vererbung der Erkrankung Träger der PK-Defizienz sein. Tiere mit nur einem betroffenen Gen können nicht selbst erkranken, geben aber die Erbanlage mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% an ihre Nachkommen weiter. Bei der Verpaarung von zwei Trägern (+-) besteht die Gefahr, dass die Nachkommen von der Erkrankung betroffen sind (++) (Abbildung 2). Aus diesem Grund sollte niemals ein Träger mit einem anderen Träger verpaart werden.
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Abbildung 1: Die Pyruvatkinase bildet am Ende der Glykolyse Pyruvat und ATP
Bei der Verpaarung eines Trägers mit einer normalen Katze entstehen zwar wieder Träger der PK-Defiziens, aber eine Erkrankung ist bei den Nachkommen nicht vorhanden (Abbildung 3).
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Der Artikel ist zur Veröffentlichung angenommen. Der Veröffentlichungstermin steht allerdings noch nicht fest. Daher liegt der Artikel hier nur in gekürzter Fassung vor.
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