Ernährungstherapie bei angeborenen Stoffwechselerkrankungen I

Aminosäuren (AS) – die Bausteine der Proteine – sind organische Verbindungen, die entsprechend ihrer Namensgebung eine Amino- und eine Säuregruppe (Carbonsäure) besitzen. Mit Ausnahme von Glycin haben alle Aminosäuren ein asymmetrisches C-Atom und liegen als L-/D-Isoformen vor, wobei nur die L-Form von Bedeutung für den menschlichen Organismus ist. Die unterschiedlichen biochemischen Eigenschaften und Funktionen im Organismus sind begründet durch den individuellen Rest der jeweiligen AS. Durch die spezifische Seitenkette hat jede AS ihren eigenen, sozusagen persönlichen, Abbauweg. Bei einigen AS existieren auch mehrere Abbauwege oder Ausweichwege.
Die bei der Verstoffwechselung entstehenden Metabolite sind vielseitig. Das wohl bekannteste Endprodukt des Aminosäurestoffwechsels (AS-Stoffwechsel) ist Harnstoff. Je nach Abbauweg wird zwischen glukogenen und ketogenen AS unterschieden: Erstere können zum Aufbau von Glukose (Glukoneogenese) verwendet werden und letztere fließen in den Aufbau von Ketonkörpern (Ketogenese). Bei der Energiegewinnung aus AS ist zu beachten, dass ihre Oxidation weniger energieeffizient ist als die Verwertung von Fett oder Kohlenhydraten. In einer anabolen Stoffwechsellage (• Kasten Anabole und katabole Stoffwechsellage) werden überschüssige AS v. a. zum Aufbau der Muskelmasse verwendet, die bis zu 45 % des gesamten Körpergewichts ausmacht und dementsprechend ein großes Reservoir an AS darstellt [1]. Eine vereinfachte Übersicht des AS-Stoffwechsels zeigt • Abbildung 1.
Empfehlungen für die tägliche Proteinaufnahme finden sich neben den D-A-CH-Referenzwerten auch in den Safe Levels of Protein Intake einer Expertenkonsultation der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organization; WHO), der Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) und der United Nations University (UNU) sowie in den Dietary Reference Values of Protein der European Food Safety Authority (EFSA) (• Tabelle 1 sowie weitere Elemente befinden sich im Online-Supplement www.ernaehrungs-umschau.de/fachzeitschrift/heftarchiv/ bei diesem Artikel) [2–4]. Neben der aufgenommenen Menge an Protein insgesamt ist zu beachten, dass zwischen essentiellen und nicht-essentiellen¹ AS zu unterscheiden ist. Die essentiellen AS müssen mit der Nahrung zugeführt werden, da der menschliche Organismus sie nicht oder nicht ausreichend synthetisieren kann (• Abbildung 2 im Online-Supplement).
Grundsätzlich muss allerdings bedacht werden, dass unabhängig von der Klassifizierung alle 20 proteinogenen (= für den Aufbau von Proteinen eingesetzten) AS und deren Metabolite für eine normale Zellphysiologie und dementsprechend für eine normale Körperfunktion benötigt werden [1]. Nachfolgend wird an einigen Beispielen gezeigt, wie intensiv der Ausfall eines Enzyms auf das gesamte System wirken kann und welche ernährungstherapeutischen Maßnahmen ergriffen werden können, um potenzielle negative Begleiteffekte zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
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¹ In Deutschland ist auch die Bezeichnung entbehrlich (nicht essentiell), unentbehrlich (essentiell) sowie bedingt unentbehrlich (bedingt essentiell) üblich.

Anabole und katabole Stoffwechsellage

Grundsätzlich wird in Bezug auf den Stoffwechsel zwischen einer anabolen und einer katabolen Stoffwechsellage unterschieden. Im Fall des Anabolismus (Baustoffwechsel) werden – für Körperfunktionen wie Bewegung und Wärme nicht benötigte – Nahrungsenergie und -inhaltsstoffe dazu verwendet, Körpergewebe aufzubauen. Dieser Zustand geht mit einer guten Stoffwechseleinstellung oder einer Überversorgung mit Makronährstoffen einher.
Beim Katabolismus (Abbaustoffwechsel) bei schlechter exogener Versorgung werden neben der Nahrung auch Körpergewebe für die Energiegewinnung genutzt.
Insbesondere bei Stoffwechseldefekten trägt eine katabole Stoffwechsellage mit Abbau von körpereigenem Gewebe zu einer schlechten Stoffwechseleinstellung und unter Umständen zu Stoffwechselentgleisungen bei. Im Rahmen der Betreuung von Stoffwechselpatienten muss zur Vermeidung einer ungünstigen metabolischen Einstellung oder von kritischen Situationen daher sorgfältig auf eine ausreichende Energiezufuhr geachtet werden.

Die Ziele der Ernährungstherapie bei Stoffwechseldefekten sind grundsätzlich:

• die metabolische Stabilität des Patienten möglichst zu verbessern,
• die Lebensqualität zu erhalten und
• die Belastung durch die Erkrankung so gering wie möglich zu halten.

Bei Störungen des AS-Stoffwechsels bildet eine eiweißkontrollierte Diät die Basis der Ernährungstherapie. Im Rahmen der Beratung und Umsetzung handelt es sich immer um eine individuelle Diätempfehlung, da jeder Patient einen individuellen Bedarf an Protein besitzt bzw. im Zusammenhang mit einer Aminosäureabbaustörung die Toleranz gegenüber der betroffenen Aminosäure von Patient zu Patient unterschiedlich ist [5].
Mithilfe des Konzepts der Optimierten Mischkost (OMK), einer lebensmittelbasierten Empfehlung für eine vollwertige Kinderernährung [6], kann gezeigt werden, wie viel Protein in den Lebensmitteln enthalten ist, die pro Tag für eine bedarfsdeckende Ernährung empfohlen werden. Als Beispiel wird in • Tabelle 2 ein Junge im Alter von ca. 15–18 Jahren gewählt [6].

Muss im Rahmen der diätetischen Behandlung einer Stoffwechselerkrankung die Proteinzufuhr reduziert werden, bietet es sich an, die Zufuhr derjenigen Lebensmittelgruppen zu verringern, die besonders proteinreich sind, d. h. Milch, Milchprodukte und Fleisch. Dadurch kann der Proteingehalt bereits auf ca. 30 g am Tag reduziert werden. Mit der vorgenommenen Streichung von Lebensmitteln wird allerdings zunächst auch die Energie- und Mikronährstoffzufuhr reduziert.
Im in • Tabelle 3 dargestellten Beispiel wurden zunächst tierische Lebensmittel vollständig aus dem Speiseplan gestrichen. Hierdurch entsteht in Bezug auf die Mikronährstoffe eine unerwünschte Unterversorgung an Kalzium, Eisen, Zink und Vitamin B₁₂. Ist eine weitere Reduktion der zugeführten Eiweißmenge erforderlich, müssen Getreideprodukte wie Brot, Cornflakes, Müsli u. a. ganz oder teilweise durch eiweißarme Spezialprodukte ersetzt werden, die meist auf der Basis von Stärke hergestellt werden. Durch dieses Vorgehen kombiniert mit der Streichung tierischer Lebensmittel reduziert sich der Gehalt an Nahrungsprotein im vorliegenden Fallbeispiel auf ca. 13 g pro Tag (• Tabelle 3).

Zur Vereinfachung wird in der Beratung für Patienten häufig ein Ampelsystem für die Lebensmittelauswahl verwendet (• Abbildung 3). Durch die hohe Bekanntheit und einfache Anwendbarkeit ist auch bei Verständigungsproblemen hiermit eine vereinfachte Beratung möglich. Derartige Systeme gibt es für unterschiedliche ernährungstherapeutische Diäten, wie z. B. auch bei der ketogenen Diät [7, 8].
Um eine ausreichende Energieversorgung sicherzustellen, erfolgt eine Mengenanpassung der eiweißarmen Spezialprodukte und anschließend, falls notwendig, der Fette. In vielen Fällen sind die eiweißarmen Spezialprodukte energetisch auf dem gleichen Niveau wie die „Ursprungsprodukte” und es sind nur geringfügige Anpassungen des Speiseplans erforderlich. Ein erhöhter Korrekturbedarf im Speiseplan des Patienten ergibt sich jedoch durch die Streichung der tierischen Lebensmittel wie Fleisch und Wurst, da die größeren kalorischen Defizite ausgeglichen werden müssen. Im Tagesplan ohne Diät stammen mehr als 500 kcal aus den tierischen Produkten. Da bei einer Proteinreduktion wie beschrieben neben einer ausreichenden Energiezufuhr oft auch keine mikronährstoff- und proteinbedarfsdeckende Ernährung mehr möglich ist, sind die meisten Patienten auf defektspezifische Aminosäurenmischungen angewiesen. Diese tragen auch zur Anpassung des Energiegehalts der Nahrung bei. Die notwendige Menge der Aminosäurenmischung für das vorliegende Fallbeispiel wird im Abschnitt zur Phenylketonurie exemplarisch berechnet.

Würde es nicht reichen, wenn sich Patienten, die eine eiweißarme Diät benötigen, einfach nur vegan ernähren?

Die Antwort ist nein, denn es gibt auch proteinreiche vegane Lebensmittel wie z. B. Hülsenfrüchte, die im Rahmen einer eiweißarmen Diät nicht geeignet sind. Außerdem ist bei allen Patienten die Bilanzierung der defektspezifischen Aminosäure(n) und der Gesamtproteinmenge erforderlich, um eine bedarfsdeckende Versorgung mit allen Nährstoffen sicherzustellen.
Allerdings ist die Annahme richtig, dass Spezialdiäten bei Störungen im AS-Stoffwechsel aufgrund der Proteinreduktion häufig vegetarische oder gar vegane Kostformen sind. Hintergrund ist v. a., dass die meisten tierischen Produkte einen zu hohen Proteingehalt aufweisen.

Die bei Störungen des AS-Stoffwechsels eingesetzten Aminosäurenmischungen (AS-Mischungen) enthalten sowohl essentielle als auch nicht-essentielle Aminosäuren unter Ausschluss der jeweiligen Aminosäure/n, die aufgrund des enzymatischen Defekts nicht oder nur begrenzt abgebaut werden können [9]. Weiterhin sind AS-Mischungen zur Bedarfsdeckung häufig mit Vitaminen und Mineralstoffen angereichert. Die Zusammensetzung der AS orientiert sich in der Regel an einer regulären Ernährung mit Proteinen einer hohen biologischen Wertigkeit unter Berücksichtigung der defektspezifischen Anforderungen.
AS-Mischungen zählen rechtlich zur Gruppe der Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke (food for special medical purposes, FSMP) gemäß Artikel 2 Absatz 2g Verordnung (EU) Nr. 609/2013. Die Anwendung dieser Lebensmittel sollte nur unter ärztlicher Aufsicht erfolgen [10]. Die Verordnungsfähigkeit ist in der Arzneimittelrichtlinie (AM-RL) des Gemeinsamen Bundesausschusses (G-BA) in Abschnitt I §19 festgelegt [11]. Die AS-Mischungen stehen mittlerweile in verschiedenen Formen zur Verfügung. In • Abbildung 4 sind die unterschiedlichen Produktvarianten ersichtlich.
Um die Verträglichkeit und Bioverfügbarkeit zu steigern, sollten AS-Mischungen am besten in Kombination mit regulären Lebensmitteln, z. B. Obstmus, verzehrt werden. Insbesondere die Kombination mit Lebensmitteln, die Proteine enthalten, kann sich günstig auf die Bioverfügbarkeit der L-Aminosäuren auswirken [12]. Die tägliche Gesamtmenge sollte auf 3–5 Portionen am Tag verteilt werden. Eine zu geringe Einnahmefrequenz von weniger als drei Portionen am Tag erhöht die Gefahr von gastrointestinalen Beschwerden, einer unzureichenden Nutzung der AS für den Aufbau von körpereigenem Protein und von temporär katabolen Stoffwechselverhältnissen bedingt durch die größeren Einnahmepausen [12, 13].

Dosierung und Sicherheitszuschlag

Die zusätzlich zugeführte AS-Mischung ergänzt das native Protein aus Lebensmitteln. Die notwendige Menge richtet sich nach Erkrankung, Alter, Körpergewicht, der empfohlenen Proteinzufuhr für gesunde Individuen (meist D-A-CH-Referenzwerte) und der Restaktivität des defekten Enzyms.
Im Säuglingsalter ist spätestens alle 3 Monate, im Kleinkindalter alle 6 Monate und im weiteren Entwicklungsverlauf alle 12 Monate eine Anpassung des Diätplans erforderlich. In Orientierung an den D-A-CH-Referenzwerten wird im Rahmen der Ernährungstherapie eine Kombination aus Nahrungsprotein und defektspezifischer AS-Mischung angewandt. Für einige Stoffwechseldefekte existieren internationale Leitlinien, hier beziehen sich die Autoren häufig auf die Safe Levels of Protein Intake der WHO, FAO und UNU, die in direkter Gegenüberstellung keine wesentlichen Unterschiede zu den D-A-CH-Referenzwerten aufweisen [2, 3]. Gleiches gilt für die Dietary Reference Values of Protein der EFSA, die ebenfalls nur geringfügig von den vorher genannten Empfehlungen abweichen [4] (• Tabelle 1 im Online-Supplement).
Da die D-A-CH-Referenzwerte sich auf native Proteine in der Gesamternährung beziehen und die reinen L-Aminosäuren eine schnellere Resorption bei gleichzeitig reduzierter Bioverfügbarkeit aufweisen, wird bei Erkrankungen, bei denen nur der Abbau einzelner AS gestört ist (z. B. PKU, MSUD) ein Sicherheitszuschlag einkalkuliert [13–15]. In der europäischen Leitlinie für PKU wird z. B. ein 40-%iger Zuschlag an L-Aminosäuren empfohlen, um mögliche Beeinträchtigungen bei Aufnahme und Verwertung der L-Aminosäuren ausreichend zu berücksichtigen [14].

In der Praxis gilt häufig eine Aufstockung der Gesamtproteinzufuhr um 30 %, entsprechend 130 % insgesamt, als ausreichend und gut anwendbar.

Durch die Deckung des täglichen Bedarfs an AS durch additive AS-Mischungen ist der oben genannte Begriff der „eiweißarmen Diät” nicht im strengen Sinne korrekt. Genau genommen handelt es sich um eine Einschränkung des Proteins aus natürlichen Lebensmitteln und eine gezielte Ergänzung des Bedarfs mit Spezialprodukten.

Die Planung und Durchführung einer eiweißarmen Ernährung muss immer unter Berücksichtigung der individuellen Gegebenheiten (Wachstum, Entwicklung etc.), begleitet durch ein stetiges Monitoring, erfolgen.

Eine übermäßige Beschränkung der Protein- bzw. Aminosäurezufuhr muss dringend vermieden werden, um einer Mangelernährung, einem Mangel an einzelnen Aminosäuren und dementsprechend einer metabolischen Instabilität vorzubeugen.

Durch eine übermäßige oder unausgewogene Reduktion der Aminosäurezufuhr, entgegen der geltenden Empfehlungen, wird eine katabole Stoffwechsellage erzeugt [16]. Der Abbau von körpereigenem Protein in dieser Stoffwechsellage führt zu Proteinmangelsymptomen wie z. B. Hautausschlägen, Haarausfall und Lethargie. Weiterhin kann die Freisetzung von endogenen AS schwerwiegende defektspezifische Folgen auf die metabolische Einstellung haben.

Einige, aber bei weiten nicht alle Störungen im Aminosäurestoffwechsel werden im Rahmen des Neugeborenen-Screenings diagnostiziert. Durch die frühe Diagnostik ist der Einstieg in die Diät vergleichsweise unkompliziert, da beim Säugling die Ernährungstherapie aus Muttermilch bzw. Säuglingsnahrung und einem Spezialprodukt auf Basis einer defektspezifischen AS-Mischung besteht. Bis zum Alter von 6 Monaten ist eine erneute Beratung notwendig, um die Einführung der Beikost zu besprechen und die pure AS-Mischung einzuführen. Im Alter von 8–10 Monaten wird der Übergang zur Familienkost erklärt und bei Bedarf werden Ersatzlebensmittel eingeführt.
Bei der Berechnung von Diätplänen kann die notwendige Proteinreduktion entweder über die einzelnen kritischen Aminosäure/n oder das in der Nahrung enthaltene Protein erfolgen. In der Praxis wird bei den Defekten im Abbau der AS im Kindesalter meistens die AS in mg berechnet und im Erwachsenenalter erfolgt dann die Kalkulation des natürlichen Protein in Gramm (Berechnungsbsp. im Abschnit PKU).

OMIM: 261600; ICD-10: E70.0 [17]
Prävalenz: 1:10 000–1:25 000 [18]; Deutschland: 1:4 999 [19]
Die Ersterwähnung der Phenylketonurie (PKU) als häufigste und bekannteste Störung des Aminosäurestoffwechsels geht zurück auf Følling im Jahr 1934. Die von ihm beschriebenen Geschwister wiesen einen modrigen Geruch des Urins („Mäuseurin”) und eine beträchtliche geistige Entwicklungsverzögerung auf. Auf Grundlage des Nachweises von Phenylbenztraubensäure (Phenylpyruvat) im Urin wurde die Erkrankung Phenylbrenztraubensäure- Schwachsinn genannt. Im Rahmen weiterer Untersuchungen in einer Einrichtung für geistig behinderte Kinder fand Følling weitere Patienten, die positiv auf den Urinnachweis reagierten [20]. Heute ist die PKU eine diätetisch gut behandelbare Stoffwechselerkrankung.
Sie beruht auf einem Defekt der Phenylalaninhydroxylase (PAH) oder ihres Kofaktors Tetrahydrohydrobiopterin (BH4). Das Enzym PAH wandelt Phenylalanin (Phe) zu Tyrosin um. Ein Defekt des Enzyms führt zu einer Hyperphenylalaninämie, d. h. Erhöhung der Phenylalanin-Konzentration im Serum [21]. Eine schematische Übersicht der Pathobiochemie der PKU zeigt • Abbildung 5.
Die Klassifikation erfolgt nach der Phenylalanin-Konzentration im Serum: > 1200 μmol/L für die klassische PKU, > 600–1200 μmol/L für eine Hyperphenylalaninämie (HPA) und < 600 μmol/L für eine milde Hyperphenylalaninämie (MHP). Eine weitere Gruppe ist die auf BH4-Mangel basierende Hyperphenylalaninämie [21, 22]. Im Fall der maternalen PKU, d. h. der möglichen Schädigung eines gesunden Fetus durch eine bestehende Hyperphenylalaninämie bei der werdenden Mutter, muss eine strenge Diät bereits vor Empfängnis und während der gesamten Zeit der Schwangerschaft eingehalten werden [23, 24]. Als Folge der beeinträchtigten PAH-Aktivität akkumuliert Phenylalanin im Körper und wird über einen alternativen Stoffwechselweg zu Phenylpyruvat (Phenylketon). Das Phenylpyruvat kann zu Phenylacetat, Phenylacetyl-CoA oder über Phenylethylamin zu Phenyllactat abgebaut werden [25]. Die erhöhte Konzentration an Phenyalanin hat eine toxische Wirkung auf das Gehirn und führt zu einer irreversiblen intellektuellen Einschränkung [26]. Als Beispiel ist zu nennen, dass ein unbehandeltes Kind mit klasssicher PKU etwa einen IQ-Punkt pro Woche verliert. Dieser Verlust kann durch eine spätere Behandlung nicht wieder aufgeholt werden. Die verringerte Synthese von Tyrosin aus Phenylalanin führt dazu, dass Tyrosin für Patienten mit klassischer PKU zu einer essentiellen Aminosäure wird. Im Körper führt sie zu einer Beeinträchtigung der Schilddrüsenfunktion, des Katecholamingleichgewichts und zu einer reduzierten Pigmentierung von Haut, Haaren und Augen (• Abbildung 5) [14, 21]. Die nachfolgende Beschreibung der Diätetik konzentriert sich zur Vereinfachung auf die klassische PKU. Vor Einleitung einer Diättherapie muss ein Kofaktor-Defekt (BH4) ausgeschlossen werden, da dieser anders, insbesondere mit Kofaktor-Supplementation behandelt werden muss.

Prinzip der Diät

Die Diät folgt zwei Grundprinzipien:

1. Die aufgenommene Menge Phenylalanin und damit der Gehalt an nativem Protein der Nahrung muss soweit abgesenkt werden, dass die Phenylalanin-Konzentration im Blut im therapeutisch erwünschten Bereich bleibt.
2. Da durch den Stoffwechseldefekt eine Synthese von Tyrosin aus Phenylalanin nicht mehr möglich ist, wird Tyrosin zur essentiellen Aminosäure, die mit einer AS-Mischung zugeführt werden muss.

In der angewandten diätetischen Forschung zeigte sich, dass Gemüse und Obst meist ohne Begrenzung verzehrt werden kann [27]. Auch wenn darüber – wegen einer evtl. zu hohen Phenylalanin-Aufnahme – noch keine Einigkeit besteht, kann die fehlende Begrenzung ein guter Weg für heranwachsende Patienten sein, der ihren Alltag erleichtert und gleichzeitig die Compliance steigert.
Für die maternale PKU ist eine Phenylalanin- Konzentration von unter 360 μmol/L im Blut dringend einzuhalten, um einen teratogenen (= den Fetus schädigenden) Effekt zu vermeiden [24].
Zur Therapiekontrolle sind, neben anthropometrischen Untersuchungen, regelmäßige Kontrollen von Phenylalanin und Tyrosin im Blut erforderlich. Die Häufigkeit der Kontrollen und die Zielkonzentrationen (• Tabellen 4 und 5 im Online-Supplement) richten sich nach dem Lebensalter. Es ist zu beachten, dass zum aktuellen Zeitpunkt neben einer europäischen Leitlinie [14] auch eine ältere deutsche Empfehlung der APS existiert [28]. Um die Übersichtlichkeit zu erhöhen, werden die Richtwerte in beiden Tabellen gegenübergestellt. Eine deutsche Leitlinie befindet sich in Bearbeitung.

Besonderheiten der Diät

Der Phenylalaningehalt im Blut lässt sich mit diätetischen Maßnahmen sehr gut steuern: Befindet sich mehr Phenylalanin in der Nahrung als der Patient toleriert, dann steigt die Phenylalanin-Konzentration im Blut an. Ist weniger Phenylalanin enthalten als der Patient bei bestehender guter Versorgung mit Energie und Protein einschließlich AS-Mischung benötigt, sinkt er.
Eine unzureichende Versorgung mit Energie und/oder AS-Mischung führt – gemäß der Schilderung im Abschnitt Übertherapie – bedingt durch den Abbau von körpereigenem Protein (katabole Stoffwechselsituation) zu einem Anstieg des Phenylalanins im Blut. Sie sollte daher unbedingt vermieden werden.

Dosierung der AS-Mischung

Für die Kalkulation bzw. Dosierung der AS-Mischung bei PKU bestehen unterschiedliche Herangehensweisen: zum einen die Berechnung nach der europäischen Leitlinie, zum anderen die Zugrundelegung einer Gesamtproteinzufuhr von 130 % der D-A-CH-Referenzwerte (Erfüllung der Referenzwerte + Sicherheitszuschlag von 30 %). Nachfolgend werden beide Rechenwege dargestellt, um die Unterschiede für die Praxis aufzuzeigen.

Fallbeispiel

Für die Berechnung des Proteinbedarfs wird für das oben beschriebene Fallbeispiel (Junge, 15–18 Jahre) ein Durchschnittsgewicht von 64 kg angenommen. Die D-A-CH-Referenzwerte geben in diesem Fall für Gesunde eine empfohlene Zufuhr von 0,9 g Protein/ kg KG, entsprechend 58 g Protein pro Tag, an [14]. Für Patienten mit PKU konnte gezeigt werden, dass der PKU-spezifische Sicherheitszuschlag von 30 bzw. 40 % (je nach Berechnungsweise), d. h. eine deutlich über den Empfehlungen für Gesunde liegende Zufuhr an AS-Mischung, die Stoffwechseleinstellung, sprich die Konzentration an Phenylalanin im Blut, positiv beeinflusst [29].

1. Berechnung gemäß der Europäischen Leitlinie mit einem Sicherheitszuschlag von 40 % auf die Kalkulation AS-Mischung [14]:

Der Tagesplan für die streng eiweißarme Diät enthält 12,5 g natives Protein (• Tabelle 3).

58 g – 12,5 g = 45,5 g
Auf die berechnete Menge an AS-Mischung zur Bedarfsdeckung wird ein Sicherheitszuschlag von 40 % addiert:
45,5 g + 40 % Sicherheitszuschlag = 63,7 g
Ausgehend von einer puren AS-Mischung, die 75 g Protein/100 g enthält, ergibt sich ein Bedarf von ca. 85 g AS-Mischung pro Tag.

2. Berechnung mit einem Sicherheitszuschlag von 30 % auf das Gesamtprotein:

58 g + 30 % Sicherheitszuschlag = 75,4 g Protein/Tag
Von den berechneten 75,4 g Protein wird das native Protein (12,5 g) abgezogen, um die notwendige Aufnahmemenge an AS-Mischung zu ermitteln:
75,4 g – 12,5g = 62,9 g
Ausgehend von einer puren AS-Mischung, die 75 g Protein/100 g enthält, ergibt sich ein Bedarf von ca. 84 g AS-Mischung pro Tag.
Fazit: Es zeigt sich deutlich, dass trotz der unterschiedlichen Herangehensweisen die Endergebnisse annähernd äquivalent sind. Dementsprechend sind beide Rechenwege möglich und für die Erstellung von Diätplänen geeignet. Die Auswahl unterliegt lediglich persönlichen Präferenzen.

OMIM: Typ I = 276700; Typ II = 276600; ICD-10: E70.2 [17]
Prävalenz: ca. 1:100 000 (Typ I [43]); 1:250 000 (Typ II [18])
Mit Beschluss des G-BA vom 19. Oktober 2017 wurde die Tyrosinämie Typ I in das Neugeborenen-Screening aufgenommen [30]. Entsprechend dieser Änderung werden zukünftig genauere Zahlen zur Prävalenz der Erkrankung in Deutschland vorliegen. Bei Tyrosin handelt es sich um eine bedingt essentielle AS, da durch die Hydroxylierung von Phenylalanin (siehe PKU) Tyrosin vom menschlichen Körper produziert werden kann. Wie bereits im Rahmen der PKU beschrieben bildet Tyrosin die Ausgangsbasis für die Synthese von Katecholaminen, Thyroidhormonen und Melanin [31].
Die Tyrosinämie Typ I entsteht durch einen Defekt der Fumarylacetoacetat-Hydrolase, einem Enzym im Abbauweg des Tyrosins. Hierdurch kommt es zur Anreicherung toxischer Zwischenprodukte der Abbaukette. Dies führt nach einigen Lebensmonaten zur Lebererkrankung bis hin zum Leberversagen. An der Niere kommt es zu einem Fanconi-Syndrom² mit Entwicklung einer Rachitis. Leberkarzinome sind eine Spätfolge der Erkrankung.
Weitere genetische Defekte im Bereich des Tyrosinabbaus sind die Tyrosinämie Typ II mit einer Störung der Tyrosinaminotransferase, dem ersten Enzym der Abbaukette von Tyrosin, und die sehr seltene Tyrosinämie Typ III [32]. Klinisch zeigen sich deutliche Unterschiede zwischen der v. a. hepato-renalen Ausprägung der Tyrosinämie Typ I und der okulokutan geprägten Tyrosinämie Typ II, bei der eine Verdickung der Kornea (Hornhaut des Auges) und Hyperkeratose auftritt [31]. Bei der Tyrosinämie Typ II findet sich keine Schädigung der Leber und dadurch auch kein sekundärer Anstieg des Methionins.
Als typische Laborparameter für die Tyrosinämie Typ I gelten Anstiege von Succinylaceton, Tyrosin und Methionin [32]. Als Basis für die Ernährungstherapie existiert kein einheitlich definierter Zielwert für die Tyrosin-Plasmakonzentration, allerdings wird ein Wert von 400 μmol/L als vergleichsweise sicher angesehen [33]. Wissenschaftliche Daten für diesen Richtwert fehlen.
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² seltene Erkrankung der Nierentubuli, die zu einer vermehrten Ausscheidung an Glukose, Harnsäure, Phosphat, Bikarbonat, Kalium und bestimmten AS führt

Prinzip der Diät

Im Fall der Tyrosinämie Typ I ist aufgrund der Entstehung toxischer Metabolite eine diätetische Behandlung alleine nicht ausreichend und führt bei bis zu 90 % der Patienten zum Versterben vor dem 12. Lebensjahr. Die Grundlage der Therapie bildet hier Nitisinon (NTBC), ein Hemmstoff des 2. Enzyms im Rahmen des Abbaus von Tyrosin (4-Hydroxyphenylpyruvatdioxigenase), das den weiteren Abbau und damit die Entstehung der toxischen Substanzen verhindert [31]. Durch die Hemmung des Tyrosinabbaus wird allerdings ein Anstau von Phenylalanin und Tyrosin begünstigt. Dieser kann – wie bei Typ II – zur Kristallisation im Gewebe, z. B. in der Kornea, führen und macht eine begleitende Ernährungstherapie nötig.
Im Fall der Tyrosinämie Typ II ist zum Erhalt einer möglichst niedrigen Tyrosin-Plasmakonzentration eine proteinarme Diät mit Anreicherung von speziellen AS-Mischungen ausreichend [32]. Die Gesamtproteinzufuhr sollte ca. 130 % der D-A-CH-Referenzwerte betragen (Berechnung s. das Fallbeispiel bei PKU). Um den Anstieg von Tyrosin und Phenylalanin zu verhindern, erhalten die Patienten beider Typen eine tyrosin- und phenylalaninreduzierte Ernährung. Gegebenenfalls ist die Zugabe einer tyrosinund phenylalaninfreien AS-Mischung nötig. Die Erfolgskontrolle der Ernährungstherapie erfolgt anhand des Phenylalanin- und Tyrosingehalts im Blut.

OMIM: 248600; ICD-10: E71.0 [17])
Prävalenz: 1:185 000 [18], Deutschland: 1:130 817 [19]
Die Erstbeschreibung der Ahornsiruperkrankung erfolgte 1954. In vier Fällen wurde ein bereits in den ersten Lebenswochen beginnendes Syndrom mit einer schnell fortschreitenden zerebralen Dysfunktion berichtet. Bei jedem dieser Patienten wurde ein eigentümlicher Geruch des Urins beobachtet, welcher an Ahornsirup erinnerte und daher namensgebend für die Erkrankung wurde [34].
Bei MSUD handelt es sich um einen autosomal rezessiv vererbten Defekt des Branched-Chain α-Ketosäure-Dehydrogenase-Komplexes (BCKD). Diese Störung führt zu einem Anstieg der verzweigtkettigen Aminosäuren (branched chain amino acids, BCAA), d. h. Leucin, Isoleucin und Valin und ihrer Ketosäuren im Blut (• Abbildung 6). Unbehandelt führt die Erkrankung bereits früh nach der Geburt zu Apathie, Überstreckung mit schrillem Schreien, Erbrechen sowie Temperatur- und Atemregulationsstörungen [35]. Bei Nichtbehandlung kann es nach sieben bis zehn Tagen zum Tod durch zentrales Atemversagen kommen [36]. Toxisch ist die Ketosäure des Leucins, die α-Ketoisocapronsäure. Die Ketosäure des Isoleucins ist für den eigentümlichen Geruch des Urins verantwortlich, die des Valins ist von untergeordneter Bedeutung. [35]. Weitere klinische Phänotypen sind die E3-Defizienz und eine thiaminsensitive Form der MSUD begründet durch die Funktion des Thiamins als Kofaktor des Enzymkomplexes [37]. Bei letzterer Variante kann durch die Supplementation von Thiamin die Restaktivität des BCKD gefördert oder erhöht werden [36].

Prinzip der Diät

Die Diät besteht in einer Reduktion der Zufuhr von Leucin, Isoleucin und Valin durch eine proteinreduzierte Ernährung mit Zugabe einer leucin-, isoleucin- und valinfreien AS-Mischung.
Die Kontrolle der diätetischen Behandlung erfolgt über die Konzentrationsbestimmung dieser drei AS im Blut. Insbesondere der Leucin-Spiegel sollte aufgrund des toxischen Metaboliten (s. o.) bei MSUD-Patienten regelmäßig gemessen werden. Bei erhöhten Werten muss die Diät angepasst werden. Ziel ist ein möglichst normaler Leucin-Wert.
Der Bedarf der drei AS Leucin, Isoleucin und Valin ist nicht gleich, daher kann es bei Leucin-Spiegeln im therapeutisch erwünschten Bereich zu erniedrigten Isoleucin- oder Valin-Spiegeln kommen. In einem solchen Fall müssen die kritischen AS einzeln substituiert werden, um eine katabole Stoffwechselsituation durch einen Mangel zu verhindern. Da nur die Ketosäure des Leucins für die Toxizität verantwortlich ist, kann alternativ auch ein Teil der AS-Mischung als nur leucinfreie Mischung gegeben werden. Insbesondere zu niedrige Isoleucin-Spiegel sind zu vermeiden, da sie zu Erbrechen führen.

Dosierung der AS-Mischung

Die AS-Mischung sollte so dosiert werden, dass die Gesamtproteinzufuhr ca. 130 % der D-A-CH-Referenzwerte beträgt.

OMIM: PA = 606054; MMA = 251000, 607481, 607568; ICD-10: E71.1 [17])
Inzidenz: 1:100 000–150 000 (PA); ca. 1:10 000 (MMA) [38]
Die PA und die MMA sind autosomal rezessiv vererbte multisystemische Störungen des Abbaus der BCAA‘s [39]. Es handelt sich um sog. Organoazidurien. Bei diesen Erkrankungen entstehen beim Abbau von Aminosäuren in größerer Menge organische Säuren, die im normalen Stoffwechsel nur in geringer Konzentration vorkommen.
Bei der PA liegt ein Defekt der biotinabhängigen Propionyl-CoA-Carboxylase vor. Das Enzym katalysiert die Umsetzung von Propionyl-CoA zu Methylmalonyl-CoA aus den vier Aminosäuren Isoleucin, Methionin, Threonin und Valin (IMTV) sowie aus Cholesterol und ungeradzahligen Fettsäuren.
Im Weiteren erfolgt über die Methylmalonyl-CoA-Mutase die Umwandlung von Methylmalonyl-CoA zu Succinyl-CoA, welches ein Intermediat des Citratzyklus darstellt und diesen wichtigen Energiegewinnungsweg im Körper auffüllt (Anaplerose). Ist diese Umwandlung defekt, kommt es zu einer Methylmalonazidurie (• Abbildung 6). Begründet durch Vitamin-B₁₂ als Kofaktor der Methylmalonyl-CoA-Mutase ist eine Unterscheidung nach Vitamin B₁₂-sensitiven und nicht-sensitiven MMA-Fällen möglich [40]. Auch alimentärer oder genetisch bedingter Vitamin-B₁₂-Mangel führt zu einer MMA. Der Nachweis von Methylmalonsäure im Urin ist einer der sensitivsten Parameter für einen Vitamin-B₁₂-Mangel.
Schwere Formen der Erkrankung verlaufen schnell tödlich. Schnelle Atmung der Kinder aufgrund der metabolischen Azidose, Erbrechen und Bewusstseinsstörungen sind wichtige Symptome [39].
Neben der Toxizität der sich ansammelnden organischen Säuren ist die fehlende Auffüllung des Citratzyklus über Succinyl-CoA mit dem daraus resultierenden Energiemangel das Hauptproblem [41]. Die Bindung von Coenzym A an die organischen Säuren kann zu einem Coenzym-A-Mangel in der Eintrittsreaktion des Harnstoffzyklus mit sekundärer Hyperammonämie führen.
Die Ernährungstherapie wird durch die Symptome der Erkrankung wie Appetitlosigkeit, Übelkeit und Erbrechen erschwert. Ein kritischer Faktor in der diätetischen Behandlung ist, dass ungefähr ein Drittel des Substrates der beiden Enzyme indirekt, sprich über ungeradzahlige Fettsäuren (Propionat) aus der Verwertung von Nahrung durch das Mikrobiom stammt und dementsprechend nicht steuerbar ist [39]. Die Beeinträchtigung des Stoffwechsels bei PA und MMA ist in • Abbildung 6 schematisch dargestellt.
Die diätetische Behandlung bei PA und MMA unterscheidet sich zwischen den einzelnen Behandlungszentren. Eine europaweite Erhebung von Zentren mit MMA-Patienten zeigte, dass 77 % der Zentren eine spezielle AS-Mischung zur Behandlung von nicht-Vitamin-B₁₂-sensitiven und 40 % bei Vitamin-B₁₂-sensitiven MMA-Patienten einsetzen. Ein ähnliches Verhältnis zeigte sich bei der Anwendung einer eiweißarmen Diät in der gleichen Patientenpopulation [42].
Der wichtigste Aspekt ist die Vermeidung einer diätetischen Übertherapie. Bei vielen Patienten reicht eine Restriktion der Proteinzufuhr auf die D-A-CH-Referenzwerte. Auch in schwereren Fällen sollte man eher eine milde Proteinrestriktion anstreben, da es durch Übertherapie schnell zu katabolen Zuständen kommt, die mehr Schaden als die Grunderkrankung anrichten können.
Ein spannender neuer Therapieansatz bei PA und MMA ist die anaplerotische Therapie, die darauf abzielt, den Citratzyklus mit einer ausreichenden Menge an Substrat zu versorgen, um dem entstandenen Energiedefizit entgegenzuwirken. Dabei wird Citrat oral verabreicht, wodurch die fehlende Auffüllung des Citrazyklus über Succinyl-CoA ausgeglichen werden soll. Citrat kann als Natriumcitrat und/oder als Zitronensäure verabreicht werden. Natriumcitrat wirkt alkalisierend. Mit einer Mischung aus Natriumcitrat und Zitronensäure kann das Säure-Basen-Gleichgewicht bei den Kindern gut eingestellt werden. Eine nicht durchgeführte Anaplerose ist neben der diätetischen Übertherapie das Hauptproblem der Erkrankung. Anaplerose ist Gegenstand der MMA-Forschung [41].

Prinzip der Diät

Ziel der Diättherapie ist es, die Produktion von Propionsäure bzw. Methylmalonsäure zu reduzieren. Daraus resultiert die Empfehlung einer proteinreduzierten Ernährung, die sich an den Safe Levels of Protein Intake der FAO/WHO/UNU 2007 orientiert [38]. Zur Vermeidung einer katabolen Stoffwechsellage muss auf eine ausreichende Energiezufuhr und das Vermeiden von längeren Nüchternphasen geachtet werden. Die Proteinzufuhr kann bei Bedarf durch eine IMTV-freie AS-Mischung ergänzt werden. Da ungeradzahlige Fettsäuren in der Nahrung kaum vorkommen, ist eine Restriktion von Fetten nicht erforderlich.
Bei PA und MMA gibt es keinen Parameter, der Auskunft über die Effektivität der Ernährungstherapie gibt. Eine regelmäßige Kontrolle der AS-Konzentrationen im Blut erfolgt, um eine unzureichende Versorgung rechtzeitig zu erkennen. Häufig werden zu niedrige Spiegel von Isoleucin und Methionin beobachtet, die diätetisch durch Einzelsubstitution oder Anpassung der Gesamtproteinmenge behoben werden können.

Besonderheiten der Diät

Viele Patienten sind wegen Appetitlosigkeit nicht in der Lage ausreichend zu essen. Bei Verweigerung der Nahrungsaufnahme ist eine unterstützende Ernährung über eine Magensonde erforderlich, um eine ausreichende Protein- und Energiezufuhr sicherzustellen.

Dosierung der Aminosäurenmischung

Die Anwendung und Dosierung von AS-Mischungen sind bei PA und MMA sehr individuell, Ziel sind altersentsprechende Gewichtszunahme und Wachstum. Mittlerweile ist der Einsatz von speziellen AS-Präparaten bei PA und MMA aufgrund der unausgeglichenen Versorgung mit BCAA‘s wissenschaftlich umstritten. Durch den metabolisch bei PA und MMA unkritischen Abbau des Leucins befindet sich dieses meist in deutlich höherer Menge in den Spezialprodukten im Vergleich zu Valin und Isoleucin. Es gibt Hinweise, dass durch seine quantitative Überlegenheit die Aufnahme und die Versorgung mit den essentiellen AS Isoleucin, Valin und Methionin beeinträchtigt werden könnte [43]. Oft ist es besser, die Produkte in moderater Menge einzusetzen und lieber die Zufuhr an natürlichem Protein weniger restriktiv zu gestalten.

OMIM: 243500; ICD-10: E71.1 [17]
Prävalenz: Deutschland: 1:156 980 [19]
Die IVA ist die erste im Menschen beschriebene Organoazidämie und wird autosomal rezessiv vererbt [45, 46]. Wie bei PA und MMA handelt es sich bei IVA um einen Enzymdefekt im Bereich des Abbaus von BCAA‘s, allerdings begrenzt auf die Aminosäure Leucin. Betroffenes Enzym ist die Isovaleryl-CoA-Dehydrogenase, wodurch es zu einer Anhäufung an Isovaleryl-CoA und dessen Derivaten kommt (• Abbildung 6). Bei Isovaleryl-CoA handelt es sich um einen Inhibitor der N-Acetylglutamat-Synthase, wodurch auch der Harnstoffzyklus betroffen ist und es zu einer kritischen Hyperammonämie kommen kann. Das Intermediat hat weitere inhibitorische Funktionen, wie bspw. im Bereich des Citratzyklus, wodurch die energetische Versorgung beeinträchtigt ist. Klinisch ist die IVA vielseitig, sie führt u. a. zu Entwicklungsverzögerungen, Retardierung und Krampfanfällen. In akuten Phasen oder bei schlechter Einstellung wird ein spezifischer Geruch der Patienten nach „benutzten Socken” beschrieben, der durch unkonjugierte Isovaleriansäure zu begründen ist. Ernährungstherapeutisch sind auch hier Appetitmangel und Erbrechen zu beachten [40]. Im Vergleich zu den anderen Organoazidurien verläuft die Erkrankung allerdings meist deutlich milder.

Prinzip der Diät

Das Ziel der Therapie ist es, die Anreicherung an Isovaleriansäure zu verhindern, daher erhalten die Patienten eine leucin- und dadurch eiweißkontrollierte Diät. Bei Bedarf erfolgt eine Anreicherung mit einer leucinfreien AS-Mischung.
Wie bei PA und MMA gibt es auch bei IVA keinen Parameter, der Auskunft über die Effektivität der Ernährungstherapie gibt. Eine regelmäßige Kontrolle der AS-Konzentration im Blut erfolgt, um eine unzureichende Versorgung als Folge der diätetischen Restriktion zu erkennen.

Besonderheiten der Diät

Die meisten Patienten tolerieren eine Proteinzufuhr gemäß den D-A-CH-Referenzwerten. Eine übermäßige Proteinzufuhr sollte vermieden werden; die Gesamtproteinzufuhr inkl. AS-Mischung sollte ca. 130 % der D-A-CH-Referenzwerte betragen.

OMIM: 231670; ICD-10: E72.3 [17])
Prävalenz: Deutschland: 1:156 980 [19]
Die Erstbeschreibung der GA1 erfolgte 1975 und ist charakterisiert durch Makrozephalie, Dystonie, Krampfanfälle und spezifische Degenerationen im Bereich des Gehirns [47]. Die Erkrankung wird autosomal rezessiv vererbt und betrifft das Enzym Glutaryl-CoA-Dehydrogenase. Durch den vorliegenden Defekt wird der Abbau der AS Lysin, Tryptophan und Hydroxylysin beeinträchtigt. Bedingt durch den blockierten Abbauweg entsteht über Ausweichreaktionen eine ungewöhnliche Anreicherung an Glutarsäure, 3-Hydroxyglutarsäure und Glutarylcarnitin [48]. Die beschriebene Akkumulation von Glutarsäuren ist für die Erkrankung namensgebend und ein Nachweis der Akkumulation der genannten drei Substanzen ist sowohl im Urin als auch im Blut möglich. Besonders kritisch für den Krankheitsverlauf sind die beiden neurotoxischen Metaboliten Glutarsäure und 3-Hydroxy- Glutarsäure, deren Entstehung überwiegend auf den Lysingehalt der aufgenommenen Nahrung zurückgeht. Hintergrund für die Sonderrolle des Lysins ist die quantitative Relevanz der Aminosäure. Den toxischen Metaboliten entgegen steht das Glutarylcarnitin, welches durch Konjugation von Glutaryl-CoA und Carnitin entsteht und als günstige Entsorgungsmaßnahme des Körpers angesehen werden kann. Glutarylcarnitin ist ungiftig, wasserlöslich und dementsprechend gut renal ausscheidbar. Ein sekundärer Carnitinmangel kann durch eine gezielte Supplementation, welche auch die weiterführende Ausscheidung von ungewollten Substraten fördert, ausgeglichen werden.
Zu den Besonderheiten der GA1 zählt, dass insbesondere die Zeit bis zum 6. Lebensjahr als kritisch für die Entwicklung einer akuten enzephalopatischen Krise gilt, welche mit bleibenden neurologischen Schäden oder gar dem Tod einhergeht. Nach dem 6. Lebensjahr sind bisher keine entsprechenden Fälle berichtet worden. Insbesondere in den ersten drei Lebensjahren sind die Kinder besonders vulnerabel und eine sehr enge Betreuung ist unerlässlich. In dieser Zeit kann eine einzige metabolische Entgleisung zu einem schweren, irreversiblen neurologischen Schaden führen. Vorher gesund erscheinende Kinder verlieren von einem Tag auf den anderen alle Fähigkeiten. Sie können nicht mehr sitzen, laufen, den Kopf nicht mehr halten, nicht mehr schlucken und entwickeln eine schwere Dystonie³. Das Ende des ersten Lebensjahres ist ein besonders kritischer Zeitpunkt für eine metabolische Entgleisung. Nach der vulnerablen Phase sinkt das Risiko einer Schädigung bedeutend und ist mit Schuleintritt sehr klein geworden. Daher gehören Kinder mit einer solchen Erkrankung in die Hand eines erfahrenen Spezialisten, da jede (!) Stoffwechselentgleisung vermieden bzw. leitliniengerecht aggressiv bekämpft werden muss [49].
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³ Dystonie = Gruppe von Bewegungsstörungen mit neurologischem Ursprung im motorischen Zentrum des Gehirns (z. B. Verkrampfungen, Fehlhaltungen)

Prinzip der Diät

Die Lysinzufuhr bei Patienten mit Glutarazidurie orientiert sich an dem theoretischen Bedarf dieser essentiellen AS. Daraus resultiert eine eiweißreduzierte Diät mit Zugabe einer lysinfreien und tryptophanreduzierten AS-Mischung. Da der Lysingehalt im Nahrungsprotein zwischen 2 und 9 % schwankt, wird empfohlen, zur Berechnung der Diät den Lysingehalt und nicht den Proteingehalt zugrunde zu legen. In • Tabelle 6 (im Online-Supplement) ist die nach der gültigen Leitlinie empfohlene tägliche Aufnahme von Lysin aus natürlichen Lebensmitteln und die Menge an AS-Mischung pro Kilogramm Körpergewicht ersichtlich [49].
Es gibt keinen Parameter, der Auskunft über die Effektivität der Ernährungstherapie gibt. Eine regelmäßige Kontrolle der AS-Konzentrationen im Blut ermöglicht das Erkennen einer unzureichenden Versorgung.

Besonderheiten der Diät

Die Durchführung der lysinberechneten Diät ist nur bis zum 6. Lebensjahr nötig. Danach wird die Diättherapie auf der Grundlage eines weniger strikten Protokolls, z. B. im Rahmen einer proteinkontrollierten Ernährung in Anlehnung an das Konzept der OMK [6], empfohlen. Auch während der gelockerten Diät sollte weiterhin ein übermäßiger Verzehr von lysinreichen Lebensmitteln vermieden werden. Ein weiterer sehr wichtiger Aspekt ist eine ausreichend hohe Supplementierung von Carnitin.

ICD-10: E72.2; E72.4 [17])
Prävalenz: ca. 1:8 000 (kumulativ) [22]
Der Harnstoffzyklus dient der Bildung von Harnstoff zur Eliminierung von neurotoxischem Ammoniak, der beim Abbau von AS entsteht [50]. Der Weg zum inerten, wasserlöslichen und dadurch harngängigen Harnstoff führt über insgesamt sechs Enzyme und zwei mitochondriale Transporter und findet in der Leber statt. Bei den Harnstoffzyklusstörungen handelt es sich um eine Gruppe von autosomal rezessiv vererbten Erkrankungen (mit Ausnahme des OTC-Mangels, der X-chromosomal vererbt wird). Durch den vorhandenen Enzymdefekt entsteht eine Akkumulation von Ammoniak (Hyperammonämie). Parallel zum Harnstoffzyklus wird Ammoniak von Glutamat gebunden, es entsteht Glutamin. Bei Enzymdefekten des Harnstoffzyklus steigen daher Glutamin und Ammoniak an. Ammoniak wird in den Astrozyten des Gehirns in Glutamin umgewandelt, wodurch Wasser in hohen Konzentrationen angezogen wird. Dadurch kann bei hohen Ammoniakwerten ein Hirnödem entstehen. Die chronische Erhöhung des Ammoniak führt zu neurologischen Symptomen wie Entwicklungsverzögerung, Bewegungsstörungen, Enzephalopathien und Krampfanfällen [51]. Eine vereinfachte Darstellung des Harnstoffzyklus einschließlich ausgewählter Enzymdefekte zeigt • Abbildung 7.

Prinzip der Diät

Patienten mit einer Harnstoffzyklusstörung können das Protein, das nicht zum Aufbau von körpereigener Substanz benötigt wird, nicht ausreichend über den Harnstoffzyklus abbauen. Daraus folgt, dass sie nur die Menge an Protein tolerieren, die für Körperaufbau und -funktion benötigt wird. Als Orientierungshilfe für die notwendige Proteinmenge empfiehlt die aktuelle Leitlinie die Safe Levels of Protein Intake der FAO/WHO/UNU 2007.
Die Therapie von Harnstoffzyklusstörungen basiert auf den folgenden Grundpfeilern (nach [16]):

• Medikation zur Unterstützung einer vermehrten Stickstoffausscheidung (Scavenger)
• Eiweißarme Diät
• Supplementation von Mikronährstoffen (Vitamine und Mineralstoffe) soweit erforderlich
• Supplementation von essentiellen Aminosäuren

Besonderheiten der Diät

Da eine eiweißarme Diät bestehend aus Getreideprodukten, Obst und Gemüse zu einem Mangel an essentiellen AS führen kann, erhalten die meisten Patienten zusätzlich eine AS-Mischung aus essentiellen Aminosäuren. Gleichzeitig ist auf eine ausreichende Energieversorgung zu achten, da der Harnstoffzyklus bei kataboler Stoffwechsellage durch die Menge des körpereigenen abgebauten Proteins überlastet wird und es so zu einem Anstieg von Ammoniak kommt. Die tolerierte Proteinmenge sollte, wie bereits beschrieben, gleichmäßig über den Tag verteilt werden. Eine übermäßige Proteinrestriktion ist kontraindiziert, da sie zu Mangelernährung, Unterversorgung mit essentiellen AS und metabolischer Instabilität führen kann. [16]
Zur Therapiekontrolle werden das Aminosäureprofil im Blut im Nüchternzustand und der Ammoniak-Wert herangezogen.

Dosierung der AS-Mischung

Bei allen anderen Störungen im Aminosäurestoffwechsel wird die AS-Mischung großzügig dosiert, um sicherzustellen, dass die Patienten ausreichend mit Protein bzw. AS versorgt sind. Bei Harnstoffzyklusdefekten führt auch eine Überdosierung an essentiellen AS zu einer Überlastung des Harnstoffzyklus und damit zu einem Anstieg von Ammoniak im Blut. Daher orientiert sich die Dosierung hier an den D-A-CH-Referenzwerten ohne zusätzlichen Sicherheitszuschlag von 30 bzw. 40 %. Anzumerken ist hier, dass die D-A-CH-Referenzwerte bereits einen Sicherheitszuschlag beinhalten [2].

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Zitierweise

Och U, Fischer T, Marquardt T: Ernährungstherapie bei angeborenen Stoffwechselerkrankungen. Teil 2: Störungen des Aminosäurestoffwechsels. Ernährungs Umschau 67(10): M606–19, e29–33.

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Ulrike Och¹
Dr. Tobias Fischer²
Prof. Dr. Thorsten Marquardt^3
1 Universitätsklinik Münster, Kinderdiätabteilung
Albert-Schweitzer-Campus 1, 48149 Münster
ulrike.och@ukmuenster.de 
² Argelanderstr. 76, 53115 Bonn
³ Universitätsklinik Münster
Bereich Angeborene Stoffwechselerkrankungen
Albert-Schweitzer-Campus 1, 48149 Münster

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Interessenkonflikt

Tobias Fischer ist Autor des Buches „Hans is(s)t ketogen”. Anfallende Autorenhonorare werden zugunsten der Forschung für seltene angeborene Stoffwechselerkrankungen gespendet. Ulrike Och und Thorsten Marquardt (ärztlicher Leiter) erklären, dass kein Interessenkonflikt vorliegt.

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DOI: 10.4455/eu.2020.051

Literatur:

Die Literatur zu diesem Beitrag finden Sie hier.
Zu diesem Beitrag gibt es ein Online-Supplement mit den Tabellen 1, 4, 5, 6 und Abbildung 2.