Gitelmansyndroom (GS) is een autosomaal-recessieve renale tubulaire aandoening die wordt gekarakteriseerd door hypokaliëmie, hypomagnesiëmie, hypocalciurie, metabole alkalose, secundair hyperreninemisch aldosteronisme en lage bloeddruk.1-3 GS-patiënten worden meestal relatief laat gediagnosticeerd, omdat malaise, lage bloeddruk, hypokaliëmie, hypocalciurie en hypomagnesiëmie moeilijk klinisch te categoriseren zijn. Inactiverende mutaties in het slc12a3-gen dat codeert voor de thiazide-gevoelige natriumchloride-cotransporter (NCCT) veroorzaken GS.2 de onderzoekers gebruikten de criteria van Bettinelli et al4 om patiënten met GS te identificeren. Er zijn meer dan 100 SLC12A3 mutaties beschreven.3 de meeste zijn missense mutaties die behouden aminozuurresiduen vervangen binnen veronderstelde functionele domeinen van NCCT, terwijl nonsens, frameshift, en splice site defecten en Gen herschikkingen minder frequent zijn. GS is klinisch variabel (mannen worden ernstiger getroffen dan vrouwen) en de combinatie van mutaties in elk allel kan de fenotype variabiliteit bepalen.3 een heterozygote dragertoestand voor 30 verschillende inactiverende mutaties in NCCT, evenals genen die verantwoordelijk zijn voor het Bartter-syndroom, wordt geassocieerd met een verlaagd bloeddrukrisico op hypertensie in de algemene populatie.Ongeveer 80% van de mutatiedragers had systolische bloeddrukwaarden Onder het gemiddelde van de gehele 5124-proefpersoon cohort van de Framingham Hartstudie. De gemiddelde bloeddrukdaling in dragers bedroeg -6,3 mm Hg voor de systolische bloeddruk en -3,4 mm Hg voor de diastolische bloeddruk, vergelijkbaar met de waarden verkregen met een chronische behandeling met thiazidediuretica. Het risico op het ontwikkelen van hypertensie nam met 60 jaar af met 60%. Zeldzame allelen die de behandeling van het nierzout en de bloeddruk in de algemene bevolking beïnvloeden, kunnen dus verantwoordelijk zijn voor een aanzienlijke fractie van de bloeddrukvariatie.5 we kwamen 2 patiënten tegen en vonden vervolgens anderen in onze database die het belang van NCCT op bloeddrukvariabiliteit en dus hypertensie illustreren.

de patiënten

een 29-jarige man had een 14-jarige voorgeschiedenis van gegeneraliseerde zwakte, ernstige spierkrampen met tetanie, dyspneu en angst. Hij had eerder spoedeisende hulp afdelingen bezocht en kreeg kalium en / of magnesium infusies voor hypokaliëmie en hypomagnesiëmie. Zijn symptomen waren zo ver gevorderd dat hij niet meer met de auto kon rijden of het openbaar vervoer kon gebruiken. De patiënt ontkende misselijkheid, braken, diarree, warmte-intolerantie, overmatige transpiratie, en veranderingen in de stoelgang. Hij slikte geen laxeermiddelen of diuretica, noch misbruikte hij alcohol of straatdrugs. Zijn andere klinische symptomen waren vermoeidheid, hartkloppingen, duizeligheid, nycturie, polydipsie, polyurie en dorst.

de bloeddruk was 100/60 mm Hg en de hartslag was 90 SPM. Er waren geen neurologische bevindingen of proximale spierzwaktes. Beeldvormingsstudies waren onopvallend, net als het ECG. Laboratoriumtesten toonden hypokaliëmie (3,0 mmol/L) en hypomagnesiëmie (0,69 mmol/L), terwijl serumcalcium -, natrium-en chloridespiegels normaal waren. De creatinineklaring was 134 mL / min per 1,73 m2. De urinaire calciumexcretie (1,0 mmol/24 uur) nam af, terwijl de urinaire kalium-en magnesiumexcretie verhoogd was (106 mmol/24 uur en 6,82 mmol/24 uur) gezien zijn lage serumwaarden. De plasmarenineconcentratie was verhoogd (172 ng/mL) in liggende houding en verhoogd (302 ng/mL) in staande houding. De overeenkomstige plasma-aldosteronspiegels waren normaal tot licht verhoogd (120 ng/mL in liggende houding en 217 ng/mL in staande houding). De 24-uurs urinaire natriumexcretie bedroeg 141, 176 en 350 mmol / 24 uur op 3 opeenvolgende dagen na inname van Ad libitum. Arteriële bloedgassen waren pH 7,49, pCO2 41,6 mm Hg en HCO3-31,6 mmol/L.

de ouders en een oudere broer waren asymptomatisch, terwijl zijn jongere broer soortgelijke, zij het minder ernstige symptomen had. We sequenced de exons en flankerende gebieden van SLC12A3 na schriftelijke geà nformeerde toestemming werd gegeven en vond 3 veranderingen in exons 10, 13, en 16. De patiënt en zijn broer waren heterozygoot en hadden Phe548Leu en Pro643Leu geërfd van hun moeder en Gly439Ser van hun vader (zie tabel S1 in het online gegevenssupplement op http://hyper.ahajournals.org). De phe548leu mutatie is niet eerder gemeld en is gelokaliseerd in een transmembraangebied (figuur). De sterk geconserveerde fenylalanine wordt vervangen door een leucine (figuur S1). Gly439Ser en Pro643Leu zijn eerder gemeld bij heterozygote GS patiënten6 maar niet in deze allelische combinatie.7 hoewel Gly439Ser en Pro643Leu voldoende zouden zijn om de symptomen bij onze patiënt te verklaren, is de aanwezigheid van 3 mutaties (Gly439Ser en Pro643Leu/Phe548Leu) de mogelijke reden dat zijn symptomen Opmerkelijk ernstig waren.

de patiënt kreeg oraal magnesium-en kaliumsuppletie (respectievelijk 18 en 84 mmol/dag). Zijn serum kalium en magnesium niveaus verbeterde tot lage normale waarden, en zijn klinische symptomen verbeterde. Magnesium – en kaliumsuppleties in combinatie met antialdosteronmedicijnen, prostaglandineremmers of angiotensineconverterende enzymremmers zijn aanbevolen.8-10 aldosteronantagonisten of epitheliale natriumkanaalblokkers kunnen worden overwogen als symptomatische hypokaliëmie niet wordt gecorrigeerd door toediening van MgCl2.Een mogelijke zorg bij het gebruik van deze geneesmiddelen bij patiënten met GS is dat de zoutverspilling kan verergeren, vooral als de zoutinname via de voeding wordt verminderd of als zout uit het lichaam wordt verloren door een niet-renaal mechanisme. Zelfs hoge doses van de epitheliale natriumkanaalblokker amiloride kunnen de overmatige kaliurese bij patiënten met GS niet beperken.1 lage concentraties van deze geneesmiddelen in het lumen van het corticale opvangkanaal en modulatie van het distale tubulaire kaliumkanaal (renale buitenste medullaire kaliumkanaal) geleiding kan verantwoordelijk zijn.Amiloride is als zodanig problematisch, omdat het de productie van aldosteron lijkt te verhogen, vergezeld van onvoldoende stimulatie van de plasmarenineactiviteit. De auteurs beroepen zich op een stijging van het serumkalium als verklaring.Spironolacton en angiotensineconverterende enzymremmers werden eerder empirisch aan onze patiënt gegeven door zijn huisartsen. Beide geneesmiddelen werden na 1 maand elk gestopt vanwege duizeligheid, waarschijnlijk als gevolg van lage bloeddruk episodes. Amiloride werd ook geprobeerd. De patiënt stopte echter met dit medicijn vanwege onverklaarbare nekpijn. We probeerden een kuur van aliskiren 150 mg / dag om de door angiotensine gemedieerde aldosteronafgifte te remmen; de aldosteronwaarden namen echter niet af en de metabole alkalose verbeterde niet. Momenteel kan de patiënt zijn symptomen verdragen, deels omdat hij nu een beter begrip van zijn ziekte heeft.

een 21-jarige vrouw vertoonde wazig zien, krampen, tongongemak en vermoeidheid. Op 11-jarige leeftijd merkte ze op dat het eten van bananen haar beter deed voelen. Ze was nooit naar een spoedeisende hulp gebracht, was fysiek actief en was in dienst. Haar huisarts was bezorgd over ernstige hypokaliëmie en hypomagnesiëmie. Ze ontkende misselijkheid, braken, diarree, warmte-intolerantie, overmatige transpiratie en veranderingen in stoelgang. Ze had geen geschiedenis van laxeermiddelen of diureticum misbruik, noch misbruikte ze alcohol of straat drugs. Ze ontkende nocturie, polydipsie, polyurie en dorst.

de bloeddruk was 115/80 mm Hg; hartslag was 85 SPM. Het lichamelijk onderzoek was normaal. Ze had hypokaliëmie (2,8 mmol/L) en hypomagnesiëmie (0,48 mmol/L), terwijl serumcalcium -, natrium -, chloride-en creatininespiegels normaal waren. De creatinineklaring was 122 mL / min per 1,73 m2. De urinaire excretie van calcium (0,37 mmol/24 uur) nam af, terwijl de urinaire excretie van kalium en magnesium (respectievelijk 67,00 en 2,83 mmol/24 uur) verhoogd was ten opzichte van haar serumwaarden. De 24-uurs excretie van natrium in de urine bedroeg 145 mmol bij inname van Ad libitum. Ze had ook een gecompenseerde metabole alkalose (pH 7,46, pCO2 44,8 mm Hg, en HCO3-31,0 mmol / l). Haar ouders waren klinisch onopvallend, terwijl haar 19-jarige broer vergelijkbare algemene zwakte en spierkrampen beschreef, hoewel minder frequent.

met haar goedkeuring sequentieerden we opnieuw de exons en flankerende introns van SLC12A3 en vonden een mutatie in exon 26 (Gln1012Arg), evenals een deletie van exon 1, codon 35 (C.104delCinsTT). Onze patiënt is heterozygote verbinding, die c.104delCinsTT van haar moeder en Gln1012Arg van haar vader heeft geërfd (zie tabel S1). Gln1012Arg is een nieuwe missense mutatie (figuur) die een sequentiepositie beïnvloedt waarbij de glutamine in alle gewervelde dieren wordt bewaard (tabel S1). Omdat SLC12A3 codeert voor 1021 aminozuren, wordt Gln1012Arg in de nabijheid van het C-eindeinde van de eiwitopeenvolging gevestigd. Deze variant bevindt zich in het meest distale deel van het C-terminale scl12a3 cytoplasmische domein dat tot op heden bekend is.

analyse van onze klinisch vermoede GS patiënten databank toonde geen andere proefpersonen met Gln1012Arg aan. Echter, we vonden 6 extra nieuwe slc12a3 genmutaties bij andere proefpersonen (Gly841Arg, Ser987Arg, C.1927delC, Trp161Xaa, Gly770Asp, en IVS25+1g>T; figuur en tabel S1). Bij deze proefpersonen hadden de verwijzende nefrologen of genetici GS vermoed op basis van klinisch onderzoek en laboratoriumtests. Familiegeschiedenis en medische grafieken werden beoordeeld en toonden klinische kenmerken die overeenkomen met GS.

deze patiënt werd behandeld met orale magnesium-en kaliumsuppletie (2,8 en 40,0 mmol/d). Bovendien, haar lokale nefrologen voorgeschreven ramipril 2,5 mg/ d. serum kalium en magnesium niveaus bereikt lage normale waarden, en klinische symptomen verbeterden significant, maar niet volledig verdwenen. De orale magnesiumsuppletie nam daarom toe en de klinische symptomen verbeterden. Het herstel van normale magnesium-en kaliumwaarden was echter moeilijk en ging gepaard met misselijkheid en diarree. Magnesium aspartaat werd vervangen door magnesium chloride, dat beter verdraagbaar was.

discussie

nefrologen worden over het algemeen geconfronteerd met hypertensie. Een grondige kennis van hypotensieve syndromen, in het bijzonder GS, is echter niet alleen belangrijk om klinische redenen, maar ook om de complexe genetica van bloeddrukregulatie in de algemene bevolking te begrijpen. Tijdens een routinematige rotatie van de nefrologie, ontdekten we nieuwe SLC12A3 mutaties in 2 symptomatische GS patiënten (Phe548Leu, Gln1012Arg, en c.104delCinsTT). Deze resultaten zorgden ervoor dat we onze databank van “verdachte” hypokalemische hypomagnesemische patiënten opstelden, en opnieuw waren we succesvol. We vonden 6 andere nieuwe slc12a3 genmutaties (Gly841Arg, Ser987Arg, C. 1927delC, Trp161Xaa, Gly770Asp, en IVS25+1g>T). Om verschillende redenen hebben we ervoor gekozen om genetische analyse van het onderzoekslaboratorium naar de routine klinische arena te verplaatsen. Ten eerste maakt een nauwkeurige diagnose een meer nauwkeurige, doelgerichte klinische zorg mogelijk. Ten tweede leerden we dat onze patiënten wanhopig specifiek wilden weten wat er mis was en wat de relevantie zou kunnen zijn voor hun huidige en toekomstige families. Onze patiënten maakten zich geen zorgen over de angst voor privacyschendingen, hogere verzekeringspremies of soortgelijke zorgen.

verminderde reabsorptie van natrium bij de NCCT en daaropvolgende verhoogde kaliumverliezen via het renale buitenste medullaire kaliumkanaal, grotendeels veroorzaakt door secundair aldosteronisme, verklaren de hypokaliëmie en naar verluidt verhoogde zout eetlust bij GS-patiënten. Hypocalciurie en hypermagnesurie zijn moeilijker te begrijpen. Nijenhuis et al14 argumenteerden dat versterkt passief calciumtransport in de proximale tubulus, in plaats van actief calciumtransport in distale convolutie, thiazidegeïnduceerde hypocalciurie verklaart. Hun micropunctuurexperimenten bij muizen toonden een verhoogde reabsorptie aan van natrium en calcium in de proximale tubulus tijdens een chronische behandeling met thiazidediuretica, terwijl de calciumreabsorptie in de distale convolutie onaangetast leek. Bovendien induceerde toediening van thiazidediuretica nog steeds hypocalciurie in transiënte receptorpotentiaal kanaal subfamilie V, lid 5 gendeleteerde muizen, waarbij de actieve distale calciumreabsorptie werd afgeschaft door inactivatie van het epitheliale calciumkanaal TRPV5. Vervolgens stelden Nijenhuis et al14 vast dat thiazidediuretica de natrium/protonenwisselaar opreguleerde, die verantwoordelijk is voor het grootste deel van natrium en bijgevolg voor de reabsorptie van calcium in de proximale tubulus, terwijl de expressie van eiwitten die betrokken zijn bij actief calciumtransport ongewijzigd was. De auteurs voerden vervolgens experimenten uit met betrekking tot het tijdsafhankelijke effect van een enkele thiazidedosis en toonden aan dat de ontwikkeling van hypocalciurie parallel liep met een compenserende toename van de natriumreabsorptie secundair aan een initiële natriurese. Tot slot ontwikkelde zich hypomagnesiëmie tijdens chronische toediening van thiazidediuretica en bij ncct gendeleteerde muizen, vergezeld van downregulatie van het epitheliale magnesium kanaal transiënte receptor potentieel kanaal subfamilie m, lid 6. Transient receptor potential channel subfamilie M member 6 downregulatie kan een algemeen mechanisme vertegenwoordigen dat betrokken is bij de pathogenese van hypomagnesiëmie die gepaard gaat met ncct remming of inactivatie.

Er zijn ook studies bij de mens uitgevoerd. Cheng et al15 onderzochten 8 GS-patiënten en 8 controlepersonen. Er werd gedurende 3 uur een isotone zoutoplossing (3 L) toegediend. De uitgangswaarden voor natriumexcretie en creatinineklaring waren vergelijkbaar bij GS-patiënten en controles, hoewel de calciumexcretie bij GS-patiënten lager was. Bij GS-patiënten veroorzaakte de infusie van zoutoplossing een significant hogere natriumexcretiesnelheid dan in de controlegroep, maar er was slechts een kleine toename van de calciumexcretiesnelheid in zowel de eerste 6 uur als de daaropvolgende 18 uur. De auteurs concludeerden dat hypovolemie niet de enige oorzaak is van hypocalciurie bij patiënten met GS. Echter, hun klinische studie had verschillende tekorten. De natriumbalans op lange termijn werd bij de proefpersonen niet onder controle gehouden en de GS-patiënten hadden waarschijnlijk een verminderd extracellulair circulerend volume onder zowel controle-als expansieomstandigheden in vergelijking met de controlegroep.

onze patiënten illustreren de moeilijkheden bij het behandelen van GS. Het buisvormige defect in GS zelf kan niet worden gecorrigeerd zodat adequate suppletie van magnesium en kalium de hoeksteen van de behandeling blijft. Herstel van normale magnesium – en kaliumwaarden is echter moeilijk te bereiken, omdat hoge doses magnesium diarree veroorzaken. De biologische beschikbaarheid van magnesiumpreparaten is variabel. Magnesiumoxide en magnesiumsulfaat hebben een significant lagere biologische beschikbaarheid in vergelijking met magnesiumchloride, magnesiumlactaat en magnesiumaspartaat.11 Het is raadzaam om magnesiumchloride oraal toe te dienen om de nierverliezen van magnesium en chloride te compenseren. Hoewel is gemeld dat antialdosterontherapie de plasmakalium-en magnesiumspiegels verhoogt en de fractionele excretie van kalium en magnesium bij GS-patiënten vermindert,is de rol van remming van het renine-angiotensine-aldosteronsysteem bij GS-patiënten niet duidelijk. Oestrogenen lijken een rol te spelen omdat drospirenon, een nieuw progestageen dat is ontwikkeld voor gebruik als hormoontherapie bij postmenopauzale vrouwen, in combinatie met 17β-estradiol, een kaliumsparend effect heeft dat thiazidegeïnduceerd kaliumverlies tegengaat.16 toekomstige studies op ncct-deficiënte muizen kunnen nuttig zijn om de rol van deze systemen in GS te begrijpen. Van ncct-deficiënte muizen op een gemengde achtergrond is aangetoond dat ze hypocalciurie en hypomagnesiëmie vertonen, maar geen stoornissen in de kalium-en zuur-base-homeostase.17 ncct-deficiënte muizen die terugkrozen op de c57bl / 6 achtergrond vertoonden lichte gecompenseerde alkalose met verhoogde spiegels van plasma-aldosterone18 en een verhoogde gevoeligheid voor het ontwikkelen van hypokaliëmie bij blootstelling aan verlagingen van kalium in de voeding.Deze studies onderstrepen het belang van de genetische achtergrond voor het ncct-deficiënte fenotype, dat ook potentieel relevant is voor het begrijpen van fenotypische variabiliteit en ontwikkeling van farmacologische behandelingen bij GS. Tot op heden zijn er geen gegevens beschikbaar over de werkzaamheid van renine-en/of angiotensine-converterend-enzymremming bij GS. Toekomstige studies op ncct muizen zou kunnen helpen om dit probleem te verduidelijken.

ten slotte leerden we in de loop van onze studie dat mutaties zoals deze een duidelijke invloed hebben op de complexe genetica van hypertensie in de algemene populatie. We konden geen onderzoek doen naar GS-prevalentie. Onze patiëntenpopulatie is heterogeen en heeft over het algemeen een Duitse, Turkse Of Midden-Oosterse achtergrond. De hier gerapporteerde mutaties waren allemaal bij Duitse blanke personen. Hsu et al20 bestudeerden 500 niet-verwante kinderen uit Taipei. Ze vonden 15 SLC12A3 mutaties bij 10 van de kinderen. In een Japanse studie van 1852 werden GS-mutaties aangetroffen bij 3,2% van de proefpersonen.21 de literatuur suggereert dat GS niet zeldzaam is en GS heterozygositeit zeker niet zo ongewoon. Kennis van nieuwe mutaties kan ook belangrijk zijn voor het bepalen van allelen met gezondheidsvoordelen die niettemin onder zuiverende selectie zijn en voor het definiëren van de genetische architectuur van hypertensie.5 in dit opzicht zijn gecombineerde effecten van zeldzame onafhankelijke mutaties gesuggereerd om een aanzienlijke fractie van de bloeddrukvariatie in de populatie te verklaren op basis van het analyseren van de impact van de heterozygote dragertoestand voor een beperkt aantal inactiverende mutaties in het NCCT, natrium-kalium-2-chloride cotransporter en renale buitenste medullaire kaliumkanaal.22 onlangs werden leden van de Framingham Heart Study gescreend op variatie in 3 genen, namelijk SLC12A3, SLC12A1 en KCNJ1. De onderzoekers gebruikten vergelijkende genomica, genetica, en biochemie om onderwerpen met mutaties te identificeren bewezen of afgeleid om functioneel te zijn. Deze mutaties waren allemaal heterozygoot en zeldzaam, maar werden gevonden in ≈1% tot 2% van de Framingham populatie.5 zij produceerden klinisch significante bloeddrukdalingen en beschermden vermoedelijk de individuen tegen de ontwikkeling van hypertensie. Deze bevindingen en de mutaties die we hier rapporteren hebben implicaties voor de genetische studies over hypertensie en andere veel voorkomende complexe eigenschappen. Dragers van mutaties die GS veroorzaken compenseren voor renale zoutverspilling door hun zoutinname te verhogen, zoals blijkt uit een grote Amish-verwante.23 in overeenstemming, vonden we dat urinaire 24-uurs natriumexcretie hoog was bij de eerste patiënt waarschijnlijk als gevolg van verhoogde zout eetlust. De verhoogde urinaire natriumexcretie bij dragers van de mutaties die GS veroorzaken versus wild-type verwanten werd echter niet weerspiegeld door significante bloeddrukveranderingen bij volwassenen van de hierboven genoemde grote Amish-verwante met GS.Daarentegen bleek uit een ander onderzoek dat dragers van mutaties die GS veroorzaken lagere bloeddrukwaarden hadden dan de controlegroepen, echter met een vergelijkbare urinaire natriumexcretie.24 in het bijzonder, onze tweede patiënt vertoonde normale urinaire 24-uurs natrium excretie; echter, ze was een kleine, lichte vrouw. Voor haar grootte was haar zoutinname royaal. NCCT-deficiënte muizen hebben geen zoutverliezend fenotype op een regelmatig dieet, 17 en compenserende mechanismen voor het verlies van NCCT zijn gedocumenteerd in verschillende muismodellen.25 ten slotte onderscheidt NCCT zich als een doel van met-no-lysine kinase (WNK) Regulatie, zoals onlangs besproken in een wetenschappelijke review.Het spiegelbeeld van GS is pseudohypoaldosteronisme type II (PHAII), dat ook Gordon syndroom wordt genoemd. PHAII kenmerkt hoge bloeddruk, hyperkalemia, en metabole acidose. Alle metabole afwijkingen in PHAII worden gecorrigeerd door thiazidediuretica, die de kenmerken van GS samenvatten. Wnk4 en wnk1 mutaties veroorzaken PHAII. WNK4 remt NCCT, een effect dat verloren gaat wanneer WNK4 wordt gemuteerd. Wnk1 fosforylaten WNK4, wat de remming van WNK4 van NCCT vermindert. Een gain-of-function wnk1 mutatie veroorzaakt PHAII. De WNK ‘ s beïnvloeden ook het renale buitenste medullaire kaliumkanaal en het epitheliale natriumkanaal. De bevindingen dat veranderde niveaus van de wnk1-en wnk4-functie de bloeddruk bij mensen beïnvloeden, zijn relevant omdat WNK4 slechts 1 Mb verwijderd ligt van locus D17S1299, de plaats die de sterkste link vertoont met de bloeddrukvariatie in de Framingham Hartstudiepopulatie. Varianten die de WNK-functie veranderen, zouden natuurlijk ook het GS-fenotype beïnvloeden bij personen met ncct-mutaties.

voetnoten