Inleiding
Holocarboxylasesynthetase (HCS-)deficiëntie is een zeldzame, erfelijke
stofwisselingsziekte. Met ‘stofwisseling’ wordt het omzetten en verwerken van stoffen
in ons lichaam bedoeld. Dat is nodig voor de opbouw van weefsels, zoals spieren,
botten en organen, en voor het vrijmaken van energie. De stofwisseling vindt plaats
in alle cellen van ons lichaam, waar enzymen hun werk doen. Als er iets mis is met
een enzym, is de stofwisseling verstoord. Een bepaalde stof kan niet meer worden
omgezet en hoopt zich op in de cel, terwijl het mogelijk belangrijke product te weinig
of soms helemaal niet meer gevormd wordt. Deze situatie kan tot min of meer
ernstige klachten leiden. Dit noemen we een stofwisselingsziekte.
Achtergrond
Eiwitten en aminozuren
In onze voeding zitten verschillende soorten voedingsstoffen, waaronder vetten,
koolhydraten (suikers) en eiwitten, vitamines en mineralen. Er zijn een heleboel
verschillende soorten eiwitten. Ze zitten bijvoorbeeld in vlees, melkproducten, brood
en andere graanproducten, en peulvruchten.
Eiwitten worden op allerlei plaatsen in het lichaam gebruikt. Allereerst zijn ze een
bouwstof voor spieren en geven ze stevigheid aan de huid en de botten. Veel
eiwitten zijn betrokken bij de opname en verwerking van andere stoffen in het
lichaam. Hormonen zijn gemaakt van eiwitten, net als antistoffen, die door het
immuunsysteem worden gemaakt om virussen en bacteriën op te ruimen.
Voor al die verschillende functies zijn verschillende eiwitten nodig. Die krijgen we niet
allemaal kant en klaar binnen via de voeding. In ons lichaam worden de eiwitten die
we eten eerst afgebroken. Daarna maakt het lichaam er precies die eiwitten van die
het nodig heeft.
Alle verschillende eiwitten zijn opgebouwd uit een beperkt aantal bouwstenen, de
aminozuren. Je zou eiwitten kunnen vergelijken met kralenkettingen. Er zijn twintig
verschillende soorten kralen (de aminozuren), waarmee je bijna oneindig veel
verschillende kettingen kunt rijgen. De meeste eiwitten die het lichaam binnenkrijgt
met de voeding, worden dus eerst afgebroken tot aminozuren, waarna het lichaam er
nieuwe eiwitten van ‘rijgt’.
Vertakte keten aminozuren
De twintig verschillende aminozuren zijn heel verschillend van vorm. Sommige
bestaan zelf weer uit een vertakte keten van kleinere onderdelen. Deze aminozuren
(leucine, isoleucine en valine) noemen we vertakte keten aminozuren. Als er via de
voeding meer van deze animozuren binnenkomen dan nodig is voor een gezonde
groei of onderhoud van de weefsels, worden ze afgebroken in kleinere onderdelen.
Die worden weer gebruikt als energieleverancier voor de cel.
Die afbraak gebeurt in een tiental stappen, waarbij verschillende enzymen betrokken
zijn. Als één van die enzymen niet werkt of ontbreekt, stapelen de tussenproducten
zich op. Dat zijn allemaal zogenoemde ‘organische zuren’ die zich ophopen in de
cellen of via een alternatieve route worden afgebroken tot stoffen die schadelijk zijn,
met name voor de hersenen en het zenuwstelsel.
Multipele carboxylase deficiëntie
In 1971 werd de eerste patiënt beschreven met meerdere defecte enzymen in de
aminozuurstofwisseling en de energiestofwisseling. Al deze enzymen waren
zogenaamde ‘carboxylases’. In eerste instantie werd deze ziekte toegeschreven aan
een multipele carboxylase deficiëntie. Later bleek dat zo’n meervoudige carboxylase
deficiëntie veroorzaakt werd door een te kort aan biotinilering (koppeling/inbouw van
biotine) van biotine aan/in de biotine afhankelijke carboxylasen.
Het defecte enzym
Holocarboxylasesynthetase (HCS-)deficiëntie wordt veroorzaakt door een
onvoldoende functioneren van het enzym holocarboxylasesynthetase, waarbij de
koppeling van biotine aan de carboxylases niet goed verloopt. HCS is betrokken bij
de bouw (synthese-biotinilering) van verschillende andere enzymen (carboxylases)
die een rol spelen in de aminozuur en energiestofwisseling.
Holocarboxylasesynthetase is in feite een hulpenzym die de stof biotine via een
biotinedragereiwit aan deze enzymen (de carboxylases) verbindt, zodat ze hun werk
goed kunnen doen.
Zeldzaamheid
Holocarboxylasesynthetasedeficiëntie is een zeer zeldzame aandoening en is in de
wereldliteratuur bij 30 kinderen beschreven. In België is één patiënt bekend.
Symptomen
De meeste patiënten met HCS-deficiëntie worden meestal in de eerste dagen of
maanden van hun leven ernstig ziek. Ze kunnen gaan braken en diarree krijgen.
Hierdoor kunnen ze uitdrogen en het bewustzijn verliezen. Daarnaast kunnen ze
voedingsproblemen en ademhalingsproblemen krijgen. Als de aandoening niet
behandeld wordt, kan dit leiden tot een vertraging van de ontwikkeling, epilepsie en
coma. Als zij in het ziekenhuis worden onderzocht, vindt men typische organische
zuren in hun bloed en urine.
Twee uiterlijk opvallende kenmerken van HCS-deficiëntie kunnen de huidafwijkingen
en kaalheid zijn. De kinderen hebben dan over hun hele lichaam een rode,
beschadigde huid. De aangedane huid kan geïnfecteerd raken. Vaak gaat dat
gepaard met infecties. Daarnaast kunnen de kinderen hun hoofd- en lichaamshaar
geheel of gedeeltelijk verliezen.
Als de behandeling met de vitamine biotine tijdig wordt ingezet, verdwijnen deze
symptomen. Biotine is een onmisbare vitamine die nodig is bij veel processen in het
lichaam, onder andere bij de energieproductie in de hersenen.
Diagnose
De diagnose kan worden gesteld met laboratoriumonderzoek. Huid- of bloedcellen
kunnen ook voor het stellen van de diagnose gebruikt worden. Daarin meten
onderzoekers de activiteit van de verschillende carboxylase-enzymen, met en zonder
biotine. Ook de activiteit van het enzym holocarboxylase synthetase zelf kan worden
bepaald. Dan kijkt men naar de mate waarin de vitamine biotine wordt omgezet door
HCS. Dit evenwicht is bij HCS patiënten altijd verschoven.
Hielprik
In 2007 is de screening van pasgeborenen (de ‘hielprik’) uitgebreid. Het bloed van de
pasgeborenen wordt nu ook onderzocht op HCS. Dat kan betekenen dat de diagnose
al kan worden gesteld voordat het patiëntje ziekteverschijnselen vertoont. Daarmee
kan de behandeling zo snel mogelijk worden ingezet, zodat schade door
ontregelingen wordt voorkomen.
