Gitelman syndrom (GS) är en autosomal-recessiv renal tubulär störning som kännetecknas av hypokalemi, hypomagnesemi, hypokalciuri, metabolisk alkalos, sekundär hyperreninemisk aldosteronism och lågt blodtryck.1-3 GS-patienter diagnostiseras vanligtvis relativt sent, eftersom sjukdom, lågt blodtryck, hypokalemi, hypokalciuri och hypomagnesemi är svåra att kategorisera kliniskt. Inaktiverande mutationer i SLC12A3-genen som kodar för den tiazidkänsliga natriumkloridcotransportören (NCCT) orsakar GS.2 utredarna använde kriterierna för Bettinelli et al4 för att identifiera patienter med GS. Mer än 100 SLC12A3-mutationer har beskrivits.3 de flesta är missense-mutationer som ersätter konserverade aminosyrarester inom förmodade funktionella domäner av NCCT, medan nonsens, ramförskjutning och skarvplatsdefekter och genarrangemang är mindre frekventa. GS är kliniskt varierande (män drabbas hårdare än kvinnor), och kombinationen av mutationer som finns i varje allel kan bestämma fenotypvariabilitet.3 ett heterozygot bärartillstånd för 30 olika inaktiverande mutationer i NCCT, liksom gener som är ansvariga för Bartter syndrom, är förknippat med minskat blodtryck risk för högt blodtryck i den allmänna befolkningen.5 cirka 80% av mutationsbärarna hade systoliska blodtrycksvärden under medelvärdet av hela 5124-ämneskohorten i Framingham Heart Study. Den genomsnittliga blodtryckssänkningen hos bärare var i genomsnitt -6,3 mm Hg för systoliskt och -3,4 mm Hg för diastoliskt blodtryck, liknande värden erhållna vid kronisk tiazidbehandling. Det var en 60% minskning av risken för att utveckla högt blodtryck vid 60 års ålder. Således kan sällsynta alleler som påverkar njursalthantering och blodtryck i den allmänna befolkningen stå för en väsentlig del av blodtrycksvariationen.5 vi stötte på 2 patienter och hittade sedan andra i vår databas som illustrerar vikten av NCCT på blodtrycksvariation och därmed hypertoni.

patienterna

en 29-årig man presenterade en 14-årig historia av generaliserad svaghet, svåra muskelkramper med tetany, andfåddhet och ångest. Han hade besökt akutavdelningar vid tidigare tillfällen och fått kalium-och/eller magnesiuminfusioner för hypokalemi och hypomagnesemi. Hans symtom hade utvecklats till den punkten att han inte längre kunde köra bil eller använda kollektivtrafik. Patienten nekade illamående, kräkningar, diarre, värmeintolerans, överdriven svettning och förändringar i tarmvanor. Han intog inga laxermedel eller diuretika, inte heller missbrukade han alkohol eller gatudroger. Hans andra kliniska symtom inkluderade trötthet, hjärtklappning, yrsel, nokturi, polydipsi, polyuri och törst.

blodtrycket var 100/60 mm Hg och hjärtfrekvensen var 90 slag per minut. Det fanns inga neurologiska fynd eller proximala muskelsvagheter. Avbildningsstudier var obemärkliga, liksom EKG. Laboratorietester visade hypokalemi (3,0 mmol/L) och hypomagnesemi (0,69 mmol/L), medan serumkalcium -, natrium-och kloridnivåerna var normala. Kreatininclearance var 134 mL/min per 1,73 m2. Urinutsöndring av kalcium (1,0 mmol/24 timmar) minskade, medan urinutsöndringen av kalium och magnesium var förhöjd (106 mmol/24 timmar och 6,82 mmol/24 timmar) inför hans låga serumvärden. Plasmareninkoncentrationen var förhöjd (172 ng/mL) medan den låg och ökade (302 ng/mL) med stående. Motsvarande aldosteronnivåer i plasma var normala till lätt ökade (120 ng/mL liggande och 217 ng/mL stående). Den 24-timmars natriumutsöndringen i urinen var 141, 176 och 350 mmol/24 timmar på 3 på varandra följande dagar vid ett Ad libitum-intag. Arteriella blodgaser var pH 7,49, Pco2 41,6 mm Hg och HCO3 – 31,6 mmol/L.

föräldrarna och en äldre bror var asymptomatiska, medan hans yngre bror hade liknande, om än mindre allvarliga symtom. Vi sekvenserade exonerna och flankeringsregionerna i SLC12A3 efter skriftligt informerat samtycke gavs och hittade 3 mutationer i exoner 10, 13 och 16. Patienten och hans bror var sammansatta heterozygota, efter att ha ärvt Phe548Leu och Pro643Leu från sin mor och Gly439Ser från sin far (se tabell S1 i online-datatillägget på http://hyper.ahajournals.org). Phe548leu-mutationen har inte rapporterats tidigare och är lokaliserad i en transmembranregion (figur). Den mycket konserverade fenylalanin byts ut mot en leucin (figur S1). Gly439Ser och Pro643Leu har tidigare rapporterats hos heterozygota GS-patienter6 men inte i denna allelkombination.7 även om Gly439Ser och Pro643Leu skulle vara tillräckliga för att redogöra för symtomen hos vår patient, är närvaron av 3 mutationer (Gly439Ser och Pro643Leu/Phe548Leu) den möjliga orsaken till att hans symtom var anmärkningsvärt allvarliga.

patienten fick oral magnesium-och kaliumtillskott (18 respektive 84 mmol / d). Hans serumkalium-och magnesiumnivåer förbättrades till låga normala värden och hans kliniska symtom förbättrades. Magnesium-och kaliumtillskott i kombination med antialdosteronläkemedel, prostaglandinhämmare eller angiotensinkonverterande enzymhämmare har förespråkats.8-10 aldosteronantagonister eller epitelnatriumkanalblockerare kan övervägas om symptomatisk hypokalemi inte korrigeras genom mgcl2-administrering.11 en potentiell oro för att använda dessa läkemedel hos patienter med GS är att saltavfallet kan förvärras, särskilt om saltintaget i kosten minskas eller när salt förloras från kroppen genom en icke-renal mekanism. Även höga doser av epitelnatriumkanalblockerare amilorid kan misslyckas med att begränsa den överdrivna kaliuresen hos patienter med GS.1 låga koncentrationer av dessa läkemedel i lumen i den kortikala uppsamlingskanalen och modulering av den distala tubulära kaliumkanalen (renal yttre medullär kaliumkanal) konduktans kan vara ansvarig.12 Amilorid är som sådan problematisk, eftersom det verkar öka aldosteronproduktionen åtföljd av otillräcklig stimulering av plasmareninaktivitet. Författarna åberopar en ökning av serumkalium som en förklaring.13

spironolakton och angiotensinkonverterande enzymhämmare hade tidigare givits empiriskt till vår patient av hans husläkare. Båda läkemedlen stoppades efter 1 månad vardera på grund av yrsel, troligen till följd av episoder med lågt blodtryck. Amilorid prövades också. Patienten avbröt dock detta läkemedel på grund av oförklarlig nacksmärta. Vi försökte en kurs av aliskiren 150 mg/D för att hämma angiotensinmedierad aldosteronfrisättning; aldosteronvärdena minskade emellertid inte och den metaboliska alkalosen förbättrades inte. För närvarande kan patienten tolerera sina symtom, delvis för att han nu har en större förståelse för sin sjukdom.

en 21-årig kvinna med suddig syn, kramper, obehag i tungan och trötthet. Vid 11 års ålder observerade hon att äta bananer fick henne att må bättre. Hon hade aldrig förts till en akutavdelning, var fysiskt aktiv och anställdes. Hennes Allmänläkare var orolig för svår hypokalemi och hypomagnesemi. Hon förnekade illamående, kräkningar, diarre, värmeintolerans, överdriven svettning och förändringar i tarmvanor. Hon hade ingen historia av laxermedel eller diuretika missbruk, inte heller missbrukade hon alkohol eller gatudroger. Hon förnekade nocturia, polydipsi, polyuri och törst.

blodtrycket var 115/80 mm Hg; hjärtfrekvensen var 85 slag per minut. Den fysiska undersökningen var normal. Hon hade hypokalemi (2,8 mmol/L) och hypomagnesemi (0,48 mmol/L), medan serumkalcium, natrium, klorid, kreatininnivåer var normala. Kreatininclearance var 122 mL/min per 1,73 m2. Urinutsöndring av kalcium (0,37 mmol/24 timmar) minskade, medan urinutsöndring av kalium och magnesium (67,00 respektive 2,83 mmol/24 timmar) förhöjdes inför hennes serumvärden. Den 24-timmars urinutsöndringen av natrium var 145 mmol med ett ad libitum-intag. Hon hade också en kompenserad metabolisk alkalos (pH 7,46, Pco2 44,8 mm Hg och HCO3− 31,0 mmol/L). Hennes föräldrar var kliniskt unremarkable, medan hennes 19-åriga bror beskrev liknande generell svaghet och muskelkramper, men mindre frekventa.

med hennes godkännande sekvenserade vi igen exonerna och flankerande intronerna i SLC12A3 och hittade en mutation i exon 26 (Gln1012Arg), liksom en radering av exon 1, kodon 35 (c.104delcinst). Vår patient är sammansatt heterozygot, efter att ha ärvt c.104delcinst från sin mamma och Gln1012Arg från sin far (se tabell S1). Gln1012Arg är en ny missensmutation (figur) som påverkar en sekvensposition vid vilken glutamin bevaras i alla ryggradsdjur (tabell S1). Eftersom SLC12A3 kodar för 1021 aminosyror ligger Gln1012Arg i närheten av den C-terminala änden av proteinsekvensen. Denna variant är belägen i den mest distala delen av den C-terminala SCL12A3 cytoplasmiska domänen som hittills är känd.

analys av vår kliniskt misstänkta GS-patientdatabank avslöjade inga andra ämnen med Gln1012Arg. Vi hittade dock 6 ytterligare nya SLC12A3-genmutationer i andra ämnen (Gly841Arg, Ser987Arg, c.1927delc, Trp161Xaa, Gly770Asp och IVS25+1g>t; figur och tabell S1). I dessa ämnen hade de hänvisande nefrologerna eller genetikerna misstänkt GS på grundval av klinisk undersökning och laboratorietester. Familjehistorier och medicinska diagram granskades och visade kliniska egenskaper som överensstämmer med GS.

vi behandlade denna patient med oral magnesium-och kaliumtillskott (2, 8 och 40, 0 mmol/d). Dessutom föreskrev hennes lokala nefrologer ramipril 2,5 mg/d. serumkalium-och magnesiumnivåer nådde låga normala värden och kliniska symptom förbättrades signifikant men löste inte helt. Oral magnesiumtillskott ökade därför och kliniska symtom förbättrades. Återställandet av normala magnesium-och kaliumvärden var dock svårt och åtföljdes av illamående och diarre. Magnesiumaspartat ersattes med magnesiumklorid, vilket var mer tolerabelt.

diskussion

Nephrologists konfronteras generellt med högt blodtryck. En grundlig kunskap om hypotensiva syndrom, särskilt GS, är emellertid viktig inte bara av kliniska skäl utan också för att förstå den komplexa genetiken för blodtrycksreglering i den allmänna befolkningen. Under en rutinmässig nefrologiavdelningsrotation upptäckte vi nya SLC12A3-mutationer hos 2 symptomatiska GS-patienter (Phe548Leu, Gln1012Arg och c.104delcinst). Dessa resultat fick oss att arbeta upp vår databank av ”misstänkta” hypokalemiska hypomagnesemiska patienter, och igen var vi framgångsrika. Vi hittade 6 andra nya SLC12A3 – genmutationer (Gly841Arg, Ser987Arg, c.1927delc, Trp161Xaa, Gly770Asp och IVS25+1g>T). Vi valde att flytta genetisk analys från forskningslaboratoriet till den rutinmässiga kliniska arenan av flera skäl. För det första tillåter en exakt diagnos en mer exakt, målinriktad klinisk vård. För det andra lärde vi oss att våra patienter desperat ville veta specifikt vad som var fel och vad relevansen kunde vara för deras nuvarande och framtida familjer. Våra patienter väckte inte oro över rädsla för integritetsbrott, högre försäkringspremier eller liknande problem.

minskad reabsorption av natrium vid NCCT och efterföljande ökade kaliumförluster via den yttre medullära kaliumkanalen i njurarna, till stor del driven av sekundär aldosteronism, förklarar hypokalemi och enligt uppgift ökad saltaptit hos GS-patienter. Hypokalciuri och hypermagnesuri är svårare att förstå. Nijenhuis et al14 hävdade att förbättrad passiv kalciumtransport i den proximala tubulen, snarare än aktiv kalciumtransport i distal faltning, förklarar tiazidinducerad hypokalciuri. Deras mikropunktionsexperiment hos möss visade ökad reabsorption av natrium och kalcium i den proximala tubulen under kronisk tiazidbehandling, medan kalciumreabsorption i den distala konvolutionen verkade opåverkad. Vidare inducerade tiazidadministrering fortfarande hypokalciuri i övergående receptorpotentialkanal subfamilj V, medlem 5 gen-borttagna möss, i vilka aktiv distal kalciumreabsorption avskaffades på grund av inaktivering av epitelkalciumkanalen TRPV5. Därefter fann Nijenhuis et al14 att tiazid uppreglerade natrium / protonväxlaren, ansvarig för majoriteten av natrium och följaktligen kalciumreabsorption i den proximala tubulen, medan uttrycket av proteiner involverade i aktiv kalciumtransport var oförändrat. Författarna utförde sedan experiment som behandlade den tidsberoende effekten av en enda tiaziddos och visade att utvecklingen av hypokalciuri parallellt med en kompensatorisk ökning av natriumreabsorption sekundär till en initial natriures. Slutligen utvecklades hypomagnesemi under kronisk tiazidadministration och i ncct-gen-borttagna möss, åtföljd av nedreglering av epitelmagnesiumkanalen transient receptorpotential kanal subfamilj M, medlem 6. Övergående receptorpotential kanal subfamilj m medlem 6 nedreglering kan representera en allmän mekanism involverad i patogenesen av hypomagnesemi som åtföljer NCCT-hämning eller inaktivering.14

humanstudier har också utförts. Cheng et al15 undersökte 8 GS-patienter och 8 kontrollpersoner. Isotonisk saltlösning (3 L) under 3 timmar gavs. Frekvensen av natriumutsöndring och kreatininclearance vid Baseline var likartad hos GS-patienter och kontroller, även om kalciumutsöndringshastigheten var lägre hos GS-patienter. Hos GS-patienter orsakade saltinfusion en signifikant högre natriumutsöndringshastighet än i kontroller, men det var bara en liten ökning av kalciumutsöndringshastigheten under både de första 6 timmarna och de efterföljande 18 timmarna. Författarna drog slutsatsen att hypovolemi inte är den enda orsaken till hypokalciuri hos patienter med GS. Men deras kliniska studie hade flera underskott. Långvarig natriumbalans kontrollerades inte hos försökspersonerna, och GS-patienterna hade sannolikt en minskad extracellulär cirkulerande volym under både kontroll-och expansionsförhållanden jämfört med kontroller.

våra patienter illustrerar svårigheterna med att hantera GS. Den rörformiga defekten i GS i sig kan inte korrigeras så att adekvat tillskott av magnesium och kalium förblir hörnstenen i behandlingen. Återställande av normala magnesium-och kaliumvärden är emellertid svårt att uppnå, eftersom höga doser magnesium orsakar diarre. Biotillgängligheten för magnesiumpreparat är variabel. Magnesiumoxid och magnesiumsulfat har en signifikant lägre biotillgänglighet jämfört med magnesiumklorid, magnesiumlaktat och magnesiumaspartat.11 Vi rekommenderar administrering av magnesiumklorid oralt för att kompensera för njurmagnesium-och kloridförluster. Även om antialdosteronbehandling har rapporterats öka kalium-och magnesiumnivåerna i plasma och minska fraktionerad utsöndring av kalium och magnesium hos GS-patienter,10 rollen att hämma renin-angiotensin-aldosteronsystemet hos GS-patienter är inte tydlig. Östrogener verkar spela en roll eftersom drospirenon, ett nytt progestogen som utvecklats för användning som hormonbehandling hos postmenopausala kvinnor, i kombination med 17 kg-östradiol, har en kaliumsparande effekt som motverkar tiazidinducerad kaliumförlust.16 framtida studier på ncct-bristfälliga möss kan vara till hjälp för att förstå rollen för dessa system i GS. Ncct-bristfälliga möss på blandad bakgrund har visat sig uppvisa hypokalciuri och hypomagnesemi men inga kalium-och syrabashomeostasstörningar.17 ncct-bristande möss som korsades tillbaka på C57BL / 6-bakgrunden visade mild kompenserad alkalos med ökade nivåer av plasma aldosterone18 och en ökad känslighet för att utveckla hypokalemi när de utsattes för minskningar av kalium i kosten.19 dessa studier understryker vikten av den genetiska bakgrunden för den NCCT-bristfälliga fenotypen, som också är potentiellt relevant för att förstå fenotypisk variabilitet och utveckling av farmakologiska behandlingar i GS. Hittills finns det inga data om effektiviteten av renin och/eller angiotensinkonverterande enzymhämning i GS tillgängliga. Framtida studier på ncct-möss kan hjälpa till att klargöra denna fråga.

Slutligen lärde vi oss under vår studie att mutationer som dessa har en tydlig inverkan på den komplexa genetiken av högt blodtryck i den allmänna befolkningen. Vi kunde inte genomföra en studie om GS-prevalens. Vår patientpopulation är heterogen och i allmänhet av Tysk, Turkisk eller Mellanöstern bakgrund. Mutationerna som rapporterades här var alla i tyska vita ämnen. Hsu et al20 studerade 500 orelaterade barn från Taipei. De hittade 15 SLC12A3-mutationer hos 10 av barnen. I en japansk studie från 1852 påträffades GS-mutationer hos 3,2% av patienterna.21 litteraturen skulle föreslå att GS inte är sällsynt och GS heterozygositet verkligen inte så ovanligt. Kunskap om nya mutationer kan också vara viktigt för att bestämma alleler med hälsofördelar som ändå är under renande urval och för att definiera den genetiska arkitekturen för hypertoni.5 i detta avseende har kombinerade effekter av sällsynta oberoende mutationer föreslagits för att redogöra för en väsentlig del av blodtrycksvariationen i populationen på grundval av analys av effekten av det heterozygota bärartillståndet för ett begränsat antal inaktiverande mutationer i NCCT, natrium-kalium 2-klorid cotransportör och renal yttre medullär kaliumkanal.22 nyligen screenades medlemmar av Framingham Heart Study för variation i 3 gener, nämligen SLC12A3, SLC12A1 och KCNJ1. Utredarna använde jämförande genomik, genetik och biokemi för att identifiera ämnen med mutationer bevisade eller härledda att vara funktionella. Dessa mutationer var alla heterozygota och sällsynta men hittades i 1% till 2% av framinghampopulationen.5 de producerade kliniskt signifikanta blodtrycksminskningar och förmodligen skyddade individerna från utveckling av högt blodtryck. Dessa fynd och de mutationer vi rapporterar här har konsekvenser för de genetiska studierna på hypertoni och andra vanliga komplexa egenskaper. Bärare av mutationer som orsakar GS kompenserar för renalt saltavfall genom att öka deras saltintag, vilket visas i en stor Amish-släkt.23 enligt överenskommelse fann vi att urin 24-timmars natriumutsöndring var hög hos den första patienten troligen på grund av ökad saltaptit. Den ökade natriumutsöndringen i urin hos bärare av mutationerna som orsakade GS kontra vilda släktingar återspeglades emellertid inte av signifikanta blodtrycksförändringar hos vuxna av ovan nämnda stora Amish-släkt med GS.23 däremot visade en annan studie att bärare av mutationer som orsakade GS hade lägre blodtrycksvärden än kontroller, men med liknande urin natriumutsöndring.24 noterbart visade vår andra patient normal urin 24-timmars natriumutsöndring; men hon var en liten, liten kvinna. För hennes storlek var hennes saltintag generöst. Ncct-bristfälliga möss har ingen saltförlorande fenotyp på en vanlig diet, 17 och kompensationsmekanismer för förlust av NCCT har dokumenterats i olika musmodeller.25 slutligen framstår NCCT som ett mål för reglering med No-lysinkinas (WNK), som diskuterades nyligen i en vetenskaplig granskning.26 spegelbilden av GS är pseudohypoaldosteronism typ II (PHAII), som också kallas Gordons syndrom. PHAII har högt blodtryck, hyperkalemi och metabolisk acidos. Alla metaboliska avvikelser i PHAII korrigeras av tiaziddiuretika, som sammanfattar funktionerna i GS. Wnk4-och WNK1-mutationer orsakar PHAII. WNK4 hämmar NCCT, en effekt som går förlorad när WNK4 muteras. Wnk1 fosforylerar WNK4, vilket minskar wnk4-hämningen av NCCT. En vinst-av-funktion wnk1 mutation orsakar PHAII. WNKs påverkar också den renala yttre medullära kaliumkanalen och epitelnatriumkanalen. Resultaten som förändrade nivåer av wnk1 och WNK4-funktion påverkar blodtrycket hos människor är relevanta eftersom WNK4 bara ligger 1 Mb från locus D17S1299, platsen som visar den starkaste kopplingen till blodtrycksvariationen i Framingham Heart Study population. Varianter som förändrar WNK-funktionen skulle naturligtvis också påverka GS-fenotypen hos personer som har ncct-mutationer.

fotnoter