Gitelman syndrom (GS) er en autosomal-recessiv renal tubulær lidelse karakteriseret ved hypokalæmi, hypomagnesæmi, hypocalciuri, metabolisk alkalose, sekundær hyperreninemisk aldosteronisme og lavt blodtryk.1-3 GS-patienter diagnosticeres normalt relativt sent, fordi utilpashed, lavt blodtryk, hypokalæmi, hypokalciuri og hypomagnesæmi er vanskelige at kategorisere klinisk. Inaktivering af mutationer i SLC12A3-genet, der koder for den thiasidfølsomme natriumchloridcotransporter (NCCT), forårsager GS.2 efterforskerne brugte kriterierne for Bettinelli et al4 til at identificere patienter med GS. Mere end 100 slc12a3 mutationer er blevet beskrevet.3 de fleste er missense-mutationer, der erstatter konserverede aminosyrerester inden for formodede funktionelle domæner af NCCT, hvorimod nonsens, frameshift og splejsningsstedsdefekter og genomlejringer er mindre hyppige. GS er klinisk variabel (mænd er mere hårdt ramt end kvinder), og kombinationen af mutationer, der er til stede i hver allel, kan bestemme fænotypevariabilitet.3 en heterosygøs bærertilstand for 30 forskellige inaktiverende mutationer i NCCT såvel som gener, der er ansvarlige for Bartter syndrom, er forbundet med nedsat blodtryksrisiko for hypertension i den generelle befolkning.5 cirka 80% af mutationsbærerne havde systoliske blodtryksværdier under gennemsnittet af hele 5124-fagkohorten i Framingham Heart Study. Den gennemsnitlige blodtryksreduktion hos bærere var i gennemsnit -6,3 mm Hg for det systoliske og -3,4 mm Hg for det diastoliske blodtryk, svarende til værdier opnået ved kronisk thiasidbehandling. Der var en 60% reduktion i risikoen for at udvikle hypertension efter 60 år. Således kan sjældne alleler, der påvirker renal salthåndtering og blodtryk i den generelle befolkning, tegne sig for en betydelig del af blodtryksvariationen.5 vi stødte på 2 patienter og fandt derefter andre i vores database, der illustrerer vigtigheden af NCCT på blodtryksvariabilitet og derfor hypertension.

patienterne

en 29-årig mand præsenterede en 14-årig historie med generaliseret svaghed, alvorlige muskelkramper med tetany, dyspnø og angst. Han havde besøgt akutafdelinger ved tidligere lejligheder og modtaget kalium-og/eller magnesiuminfusioner for hypokalæmi og hypomagnesæmi. Hans symptomer var kommet til det punkt, at han ikke længere kunne køre bil eller bruge offentlig transport. Patienten nægtede kvalme, opkastning, diarre, varmeintolerance, overdreven sved og ændringer i tarmvaner. Han indtog ingen afføringsmidler eller diuretika, og han misbrugte heller ikke alkohol eller gademedicin. Hans andre kliniske symptomer omfattede træthed, hjertebanken, svimmelhed, nocturia, polydipsi, polyuri og tørst.

blodtrykket var 100/60 mm Hg, og hjertefrekvensen var 90 bpm. Der var ingen neurologiske fund eller proksimale muskelsvagheder. Billeddannelsesundersøgelser var ikke bemærkelsesværdige, ligesom EKG. Laboratorieundersøgelser viste hypokalæmi (3, 0 mmol/L) og hypomagnesæmi (0, 69 mmol/L), mens serumkalcium -, natrium-og chloridniveauer var normale. Kreatininclearance var 134 mL / min pr.1,73 m2. Udskillelse af calcium i urinen (1, 0 mmol/24 timer) blev nedsat, mens udskillelsen af kalium og magnesium i urinen var forhøjet (106 mmol/24 timer og 6, 82 mmol/24 timer) i lyset af hans lave serumværdier. Plasmareninkoncentrationen var forhøjet (172 ng/mL), mens den var liggende og øget (302 ng/mL) med stående. De tilsvarende aldosteronniveauer i plasma var normale til let forhøjede (120 ng/mL liggende og 217 ng/mL stående). 24-timers natriumudskillelse i urinen var 141.176 og 350 mmol/24 timer på 3 på hinanden følgende dage på et ad libitum-indtag. Arterielle blodgasser var pH 7,49, Pco2 41,6 mm Hg og HCO3− 31,6 mmol/L.

forældrene og en ældre bror var asymptomatiske, mens hans yngre bror havde lignende, omend mindre alvorlige symptomer. Vi sekventerede eksonerne og flankerende regioner i SLC12A3 efter skriftligt informeret samtykke blev givet og fundet 3 mutationer i eksoner 10, 13 og 16. Patienten og hans bror var sammensatte heterosygøse efter at have arvet Phe548Leu og Pro643Leu fra deres mor og Gly439Ser fra deres far (se tabel S1 i online data supplement på http://hyper.ahajournals.org). Phe548Leu-mutationen er ikke rapporteret tidligere og er lokaliseret i en transmembranregion (figur). Den stærkt konserverede phenylalanin udveksles til en leucin (figur S1). Gly439Ser og Pro643Leu er tidligere rapporteret hos heterosygøse GS-patienter6, men ikke i denne alleliske kombination.7 Selvom Gly439Ser og Pro643Leu ville være tilstrækkelige til at redegøre for symptomerne hos vores patient, er tilstedeværelsen af 3 mutationer (Gly439Ser og Pro643Leu/Phe548Leu) den mulige årsag til, at hans symptomer var bemærkelsesværdigt alvorlige.

patienten fik oralt magnesium-og kaliumtilskud (henholdsvis 18 og 84 mmol/d). Hans serum kalium og magnesium niveauer forbedret til lav-normale værdier, og hans kliniske symptomer forbedret. Magnesium – og kaliumtilskud i kombination med antialdosteronmedicin, prostaglandinhæmmere eller angiotensinkonverterende hæmmere er blevet anbefalet.8-10 aldosteronantagonister eller epitelnatriumkanalblokkere kan overvejes, hvis symptomatisk hypokalæmi ikke korrigeres ved administration af MgCl2.11 en potentiel bekymring for at bruge disse lægemidler til patienter med GS er, at saltudslippet kan forværres, især hvis saltindtaget i kosten reduceres, eller når salt går tabt fra kroppen gennem en nonrenal mekanisme. Selv høje doser af epitelnatriumkanalblokkeramilorid kan muligvis ikke begrænse den overdrevne kaliuresis hos patienter med GS.1 lave koncentrationer af disse lægemidler i lumen i den kortikale opsamlingskanal og modulering af den distale rørformede kaliumkanal (renal ydre medullær kaliumkanal) konduktans kunne være ansvarlig.12 amilorid er som sådan problematisk, fordi det ser ud til at øge aldosteronproduktionen ledsaget af utilstrækkelig stimulering af plasmareninaktivitet. Forfatterne påberåber sig en stigning i serumkalium som en forklaring.13

spironolacton og angiotensin-konverterende hæmmere var blevet givet empirisk til vores patient tidligere af hans familielæger. Begge lægemidler blev stoppet efter 1 måned hver på grund af svimmelhed, sandsynligvis som følge af lavt blodtryk episoder. Amilorid blev også forsøgt. Patienten afbrød imidlertid denne medicin på grund af uforklarlige nakkesmerter. Vi forsøgte et kursus af aliskiren 150 mg/d for at hæmme angiotensin-medieret aldosteronfrigivelse; aldosteronværdierne faldt imidlertid ikke, og den metaboliske alkalose forbedredes ikke. I øjeblikket kan patienten tolerere sine symptomer, dels fordi han nu har en større forståelse af sin sygdom.

en 21-årig kvinde præsenteret med sløret syn, kramper, tunge ubehag og træthed. I en alder af 11 år observerede hun, at det at spise bananer fik hende til at føle sig bedre. Hun var aldrig blevet bragt til en akutafdeling, var fysisk aktiv og var ansat. Hendes praktiserende læge var bekymret over alvorlig hypokalæmi og hypomagnesæmi. Hun nægtede kvalme, opkastning, diarre, varmeintolerance, overdreven sved og ændringer i tarmvaner. Hun havde ingen historie med afføringsmidler eller diuretisk misbrug, og hun misbrugte heller ikke alkohol eller gademedicin. Hun benægtede nocturia, polydipsi, polyuria og tørst.

blodtrykket var 115/80 mm Hg; hjertefrekvensen var 85 bpm. Den fysiske undersøgelse var normal. Hun havde hypokalæmi (2,8 mmol/L) og hypomagnesæmi (0,48 mmol/L), mens serumkalcium, natrium, chlorid, kreatininniveauer var normale. Kreatininclearance var 122 mL / min pr.1,73 m2. Urinudskillelsen af calcium (0, 37 mmol/24 timer) faldt, mens urinudskillelsen af kalium og magnesium (henholdsvis 67, 00 og 2, 83 mmol/24 timer) blev forhøjet i lyset af hendes serumværdier. Den 24-timers urinudskillelse af natrium var 145 mmol med et ad libitumindtag. Hun havde også en kompenseret metabolisk alkalose (pH 7,46, Pco2 44,8 mm Hg og HCO3− 31,0 mmol/L). Hendes forældre var klinisk umærkelige, mens hendes 19-årige bror beskrev lignende generel svaghed og muskelkramper, selvom de var mindre hyppige.

med hendes godkendelse sekventerede vi igen eksonerne og flankerende introner af SLC12A3 og fandt en mutation i ekson 26 (Gln1012Arg) samt en sletning af ekson 1, codon 35 (c.104delcinstt). Vores patient er sammensat heterosygøs, efter at have arvet c.104delcinstt fra sin mor og Gln1012Arg fra sin far (se tabel S1). Gln1012Arg er en ny missense-mutation (figur), der påvirker en sekvensposition, hvor glutamin er konserveret i alle hvirveldyr (tabel S1). Fordi SLC12A3 koder for 1021 aminosyrer, er Gln1012Arg placeret i nærheden af den C-terminale ende af proteinsekvensen. Denne variant er placeret i den mest distale del af det C-terminale scl12a3 cytoplasmatiske domæne, der hidtil er kendt.

analyse af vores klinisk mistænkte GS patientdatabank afslørede ingen andre emner med Gln1012Arg. Vi fandt dog 6 yderligere nye SLC12A3-genmutationer hos andre forsøgspersoner (Gly841Arg, Ser987Arg, c.1927delc, Trp161ksaa, Gly770Asp og IVS25+1g>T; figur og tabel S1). Hos disse forsøgspersoner havde de henvisende nefrologer eller genetikere mistanke om GS på grundlag af klinisk undersøgelse og laboratorieundersøgelser. Familiehistorier og medicinske diagrammer blev gennemgået og viste kliniske træk i overensstemmelse med GS.

vi behandlede denne patient med oral magnesium – og kaliumtilskud (2, 8 og 40, 0 mmol/d). Derudover ordinerede hendes lokale nefrologer ramipril 2,5 mg/d. serumkalium-og magnesiumniveauer nåede lave normale værdier, og kliniske symptomer forbedredes markant, men løste ikke fuldstændigt. Oralt magnesiumtilskud blev derfor øget, og kliniske symptomer blev forbedret. Imidlertid var genoprettelsen af normale magnesium – og kaliumværdier vanskelig og blev ledsaget af kvalme og diarre. Magnesium aspartat blev erstattet med magnesiumchlorid, hvilket var mere tolerabelt.

Diskussion

nefrologer konfronteres generelt med hypertension. Imidlertid er en grundig viden om hypotensive syndromer, især GS, vigtig ikke kun af kliniske årsager, men også for at forstå den komplekse genetik ved blodtryksregulering i den generelle befolkning. Under en rutinemæssig Nefrologisk menighedsrotation opdagede vi nye SLC12A3-mutationer hos 2 symptomatiske GS-patienter (Phe548Leu, Gln1012Arg og c.104delcinstt). Disse resultater fik os til at oparbejde vores database over “mistænkelige” hypokalemiske hypomagnesemiske patienter, og igen var vi succesrige. Vi fandt 6 andre nye slc12a3 genmutationer (Gly841Arg, Ser987Arg, c.1927delc, Trp161ksaa, Gly770Asp og IVS25+1g>T). Vi valgte at flytte genetisk analyse fra forskningslaboratoriet til den rutinemæssige kliniske arena af flere grunde. For det første tillader en præcis diagnose en mere præcis, målrettet klinisk pleje. For det andet lærte vi, at vores patienter desperat ønskede at vide specifikt, hvad der var galt, og hvad relevansen kunne være for deres nuværende og fremtidige familier. Vores patienter rejste ikke bekymring over frygt for krænkelser af privatlivets fred, højere forsikringspræmier eller lignende bekymringer.

nedsat reabsorption af natrium ved ncct og efterfølgende øget kaliumtab via den renale ydre medullære kaliumkanal, stort set drevet af sekundær aldosteronisme, forklarer hypokalæmi og angiveligt øget saltappetit hos GS-patienter. Hypokalciuri og hypermagnesuri er sværere at forstå. Nijenhuis et al14 hævdede, at forbedret passiv calciumtransport i den proksimale tubule snarere end aktiv calciumtransport i distal konvolution, forklarer thiasidinduceret hypokalciuri. Deres mikropunkturforsøg i mus viste øget reabsorption af natrium og calcium i den proksimale tubule under kronisk behandling med thiasid, hvorimod calciumreabsorption i den distale konvolution forekom upåvirket. Desuden inducerede administration af thiasid stadig hypokalciuri i forbigående receptorpotentialkanalunderfamilie V, medlem 5 gen-slettede mus, hvor aktiv distal calciumreabsorption blev afskaffet på grund af inaktivering af epitelkalciumkanalen TRPV5. 14, at thiasid opregulerede natrium / protonbytteren, der var ansvarlig for størstedelen af natrium og følgelig calciumreabsorption i det proksimale rør, hvorimod ekspressionen af proteiner involveret i aktiv calciumtransport var uændret. Forfatterne udførte derefter eksperimenter, der adresserede den tidsafhængige virkning af en enkelt dosis og viste, at udviklingen af hypokalciuri parallelt med en kompenserende stigning i natriumreabsorption sekundært til en initial natriurese. Endelig udviklede hypomagnesæmi sig under administration af kronisk thiasid og i ncct-gen-slettede mus ledsaget af nedregulering af epithelial magnesium channel transient receptor potential channel subfamily M, medlem 6. Transient receptorpotentiale kanal subfamilie M medlem 6 nedregulering kunne repræsentere en generel mekanisme involveret i patogenesen af hypomagnesæmi, der ledsager NCCT-hæmning eller inaktivering.14

humane undersøgelser er også blevet udført. Cheng et al15 undersøgte 8 GS-patienter og 8 kontrolpersoner. Isotonisk saltvand (3 L) over 3 timer blev givet. Natriumudskillelse ved baseline og kreatininclearance var ens hos GS-patienter og kontrolgrupper, skønt calciumudskillelsesraten var lavere hos GS-patienter. Hos GS-patienter forårsagede saltvandsinfusion en signifikant større natriumudskillelseshastighed end i kontroller, men der var kun en lille stigning i calciumudskillelseshastigheden i både de første 6 timer og de efterfølgende 18 timer. Forfatterne konkluderede, at hypovolæmi ikke er den eneste årsag til hypocalciuri hos patienter med GS. Imidlertid havde deres kliniske undersøgelse flere underskud. Langvarig natriumbalance blev ikke kontrolleret hos forsøgspersonerne, og GS-patienterne havde sandsynligvis et reduceret ekstracellulært cirkulationsvolumen under både kontrol-og ekspansionsbetingelser sammenlignet med kontroller.

vores patienter illustrerer vanskelighederne med at styre GS. Den rørformede defekt i selve GS kan ikke korrigeres, så tilstrækkelig tilskud af magnesium og kalium forbliver hjørnestenen i behandlingen. Imidlertid er restaurering af normale magnesium-og kaliumværdier vanskeligt at opnå, fordi høje doser magnesium forårsager diarre. Biotilgængeligheden af magnesiumpræparater er variabel. Magnesiumsulfat og magnesiumsulfat har en signifikant lavere biotilgængelighed sammenlignet med magnesiumchlorid, magnesiumlactat og magnesiumaspartat.11 Vi anbefaler administration af magnesiumchlorid oralt for at kompensere for renal magnesium og chlorid tab. Selvom det er rapporteret,at antialdosteronbehandling øger plasmakalium-og magnesiumniveauer og reducerer den fraktionerede udskillelse af kalium og magnesium hos GS-patienter, 10 rollen med at hæmme renin-angiotensin-aldosteronsystemet hos GS-patienter er ikke klar. Østrogener synes at spille en rolle, fordi drospirenon, et nyt progestogen, der er udviklet til brug som hormonbehandling hos postmenopausale kvinder, i kombination med 17-østradiol, har en kaliumbesparende virkning, der modvirker thiasidinduceret kaliumtab.16 fremtidige undersøgelser af ncct-mangelfulde mus kan være nyttige til at forstå disse systemers rolle i GS. Ncct-mangelfulde mus på blandet baggrund har vist sig at udvise hypocalciuri og hypomagnesæmi, men ingen kalium-og syre-base-homeostaseforstyrrelser.17 ncct-mangelfulde mus, der blev krydset tilbage på C57BL / 6-baggrunden, viste mild kompenseret alkalose med øgede niveauer af plasma aldosterone18 og en øget følsomhed over for at udvikle hypokalæmi, når de blev udsat for reduktioner i diætkalium.19 Disse undersøgelser understreger vigtigheden af den genetiske baggrund for den ncct-mangelfulde fænotype, som også er potentielt relevant for forståelse af fænotypisk variabilitet og udvikling af farmakologiske behandlinger i GS. Til dato er der ingen tilgængelige data om effektiviteten af renin og/eller angiotensin-konverterende hæmning i GS. Fremtidige undersøgelser af ncct-mus kan hjælpe med at afklare dette problem.

endelig lærte vi i løbet af vores undersøgelse, at mutationer som disse har en tydelig indflydelse på den komplekse genetik af hypertension i den generelle befolkning. Vi kunne ikke gennemføre en undersøgelse af GS-prævalens. Vores patientpopulation er heterogen og generelt af tysk, tyrkisk, eller mellemøstlig baggrund. De mutationer, der blev rapporteret her, var alle i tyske hvide forsøgspersoner. Hsu et al20 studerede 500 uafhængige børn fra Taipei. De fandt 15 SLC12A3 mutationer hos 10 af børnene. I en japansk undersøgelse fra 1852 blev GS-mutationer fundet hos 3,2% af forsøgspersonerne.21 litteraturen antyder, at GS ikke er sjælden, og GS heterosygositet bestemt ikke så ualmindeligt. Viden om nye mutationer kan også være vigtig for at bestemme alleler med sundhedsmæssige fordele, der ikke desto mindre er under rensende selektion og for at definere den genetiske arkitektur af hypertension.5 i denne henseende er kombinerede virkninger af sjældne uafhængige mutationer blevet foreslået at redegøre for en væsentlig del af blodtryksvariationen i populationen på grundlag af analyse af virkningen af den heterosygøse bærertilstand for et begrænset antal inaktiverende mutationer i ncct, natrium-kalium 2-chlorid cotransporter og renal ydre medullær kaliumkanal.22 for nylig blev medlemmer af Framingham Heart Study screenet for variation i 3 gener, nemlig SLC12A3, SLC12A1 og KCNJ1. Efterforskerne brugte komparativ genomik, genetik og biokemi til at identificere emner med mutationer, der er bevist eller udledt til at være funktionelle. Disse mutationer var alle heterogene og sjældne, men blev fundet i 1% til 2% af Framingham-populationen.5 de producerede klinisk signifikante blodtryksreduktioner og formodentlig beskyttede individerne mod udvikling af hypertension. Disse fund og de mutationer, vi rapporterer her, har konsekvenser for de genetiske undersøgelser af hypertension og andre almindelige komplekse træk. Bærere af mutationer, der forårsager GS, kompenserer for spild af renal salt ved at øge deres saltindtag, som vist i en stor Amish-Slægt.23 Efter aftale fandt vi, at urin 24-timers natriumudskillelse var høj hos den første patient sandsynligvis på grund af øget saltappetit. Den øgede natriumudskillelse i urinen hos bærere af mutationerne, der forårsager GS versus vildtype-slægtninge, blev imidlertid ikke afspejlet af signifikante blodtryksændringer hos voksne af ovennævnte store Amish-slægt med GS.23 i modsætning hertil viste en anden undersøgelse, at bærere af mutationer, der forårsager GS, havde lavere blodtryksværdier end kontroller, dog med lignende urinnatriumudskillelse.24 især viste vores anden patient normal urin 24-timers natriumudskillelse; hun var dog en lille, lille kvinde. For hendes størrelse var hendes saltindtag generøst. Ncct-mangelfulde mus har ingen salttabende fænotype på en regelmæssig diæt,17 og kompenserende mekanismer for tab af NCCT er dokumenteret i forskellige musemodeller.25 endelig skiller NCCT sig ud som et mål for regulering uden lysinkinase (VNK), som diskuteret for nylig i en videnskabelig gennemgang.26 spejlbilledet af GS er pseudohypoaldosteronisme type II (PHAII), som også kaldes Gordon syndrom. PHAII har højt blodtryk, hyperkalæmi og metabolisk acidose. Alle de metaboliske afvigelser i PHAII korrigeres af thiasid diuretika, som rekapitulerer funktionerne i GS. Nnk4-og NNK1-mutationer forårsager PHAII. NNK4 hæmmer NCCT, en effekt, der går tabt, når NNK4 muteres. Nnk1 phosphorylerer nnk4, hvilket mindsker nccts hæmning af NCCT. En gain-of-funktion VNK1 mutation forårsager PHAII. De har også indflydelse på den renale ydre medullære kaliumkanal og epitelnatriumkanal. Resultaterne, der ændrede niveauer af VNK1 og VNK4-funktion påvirker blodtrykket hos mennesker, er relevante, fordi VNK4 kun ligger 1 Mb fra locus D17S1299, hvor stedet viser den stærkeste sammenhæng med blodtryksvariation i Framingham Heart Study population. Varianter, der ændrer VNK-funktionen, vil naturligvis også påvirke GS-fænotypen hos personer, der har ncct-mutationer.

fodnoter