Bei dem so genannten Carnitin-Zuklus handelt es sich um eine zusammenfassende Bezeichnung für mehrere, den Transport und die Funktion von L-Carnitin betreffenden Enzyme. Carnitin ist ein kleines Eiweiß, an das vor allem die langkettigen Fettsäuren gekoppelt werden müssen, um in die so genannten Mitochondrien transportiert zu werden, wo sie dann unter Gewinnung von Energie abgebaut werden können. Mitochondrien sind Bestandteile aller Zellen (außer den roten Blutkörperchen). Alle Carnitin-Zyklus-Defekte sind, mit Ausnahme des in der Zellmembran liegenden Carnitin-Transporters, in den Mitochondrienmembranen lokalisiert.

Mit Hilfe eines speziellen Enzyms (Carnitin-Transporter) passiert Carnitin die Zellmembran, gelangt aus dem Blut in das Zellwasser und steht dort für weitere Stoffwechselschritte zur Verfügung.

Die langkettigen Fettsäuren können nicht ohne weiteres in die so genannten Mitochondrien gelangen. Sie müssen zunächst aktiviert, d.h. an Coenzym A gebunden (CoA) werden. Diese geschieht durch eine ganze Reihe von Enzymen (Ligasen, z.B. FACL2 nur im Gehirn und FACL4). Erst dann können die langkettigen Fettsäuren an Carnitin gekoppelt (mittels der Carnitin-Palmitoyltransferase I) und dann zunächst nur bis in die Mitochondrienmembran transportiert werden.

carnitin_zyklus

  1. Carnitin-Transporter
  2. Carnitin-Palmitoyltransferase I
  3. Carnitin/Acylcarnitin Translokase
  4. Carnitin-Palmitoyltransferase II

Das in der inneren Mitochondrienmembran vorhandene Enzym Carnitin/Acylcarnitin Translokase transportiert die an Carnitin gekoppelten Fettsäuren in das Innere der Mitochondrien. Außerdem bring dieses Enzym auch freies Carnitin aus dem Inneren der Mitochondrien zurück in das Zellwasser.
Störungen der 4 den „Carnitinzyklus“ betreffenden Enzyme äußert sich fast ausnahmslos als Block im Abbau der langkettigen bzw. sehr langkettigen Fettsäuren. Die Krankheitserscheinungen lassen sich in der Regel durch einen Energiemangel erklären. Je nach Störung und Mutation sind Herz, Muskel, Niere, Leber und/oder das Gehirn betroffen.

Bei allen Carnitin-Zyklusdefekten, mit Ausnahme des CPT I-Mangels, ist die Konzentration von freiem Carnitin im Blut (Serum) vermindert.
Im Rahmen des seit 2002 erweiterten Neugeborenenscreenings (Früherfassung angeborenerStörungen in den ersten Lebenstagen) unter Verwendung spezieller Labortechnik (Tandem-Massenspektrometrie) ist auch die Erfassung von Carnitin-Zyklusdefekten vorgeschrieben. Dies betrifft aber nur die Carnitin-Palmitoyltransferase I, die Carnitin/Acylcarnitin Translokase und die Carnitin-Palmitoyltransferase II. Der Carnitin-Transporter-Defekt ist aber anhand der in der Regel extrem niedrigen Blut-Carnitin-Werte (C0) auch frühzeitig zu erfassen.
Störungen in der Synthese der aktivierten langkettigen Fettsäuren sind bisher nicht beschrieben worden.

Die Bereitstellung des Textmaterials erfolgt durch freundliche Überlassung der SHS-Gesellschaft. Ergänzende Informationen finden Sie unter www.stoffwechselgutleben.de.

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