Monogene Ionenkanalerkrankungen der Skelettmuskulatur

Zusammenfassung

Muskuläre Kanalopathien wie Myotonien, dyskaliämische periodische Paralysen (PP), maligne Hyperthermie (MH) und Core-Myopathien sind durch Mutationen in Na⁺-, K⁺-, Ca²⁺- und Cl⁻-Kanälen bedingt. Eine leichte Membrandepolarisation verursacht myotone Aktivität. Eine vermehrte Depolarisation kann die Über- in Untererregbarkeit umkehren und eine transiente Schwäche hervorrufen. Eine länger anhaltende Depolarisation der Plasma- und T-tubulären Membran ist für die dominanten dyskaliämischen PP die gemeinsame Basis der Schwäche. Der Kaliumspiegel im Serum beeinflusst das Ruhemembranpotenzial, weshalb Abweichungen vom physiologischen Bereich (z. B. durch Schilddrüsendysfunktion) Membrandepolarisation und Muskelschwäche begünstigen. Bei der Anlage zu MH, einer potenziell lebensbedrohlichen hypermetabolen Krise, erhöhen dominante Mutationen im zytoplasmatischen Teil des Ca²⁺-Freisetzungskanals des sarkoplasmatischen Retikulums die Empfindlichkeit für volatile Anästhetika. Dagegen führen dominante oder rezessive Mutationen im sarkoplasmatischen Teil zur Entleerung der Ca²⁺-Speicher und so zu Schwäche und Core-Myopathie.

Abstract

Muscular channelopathies such as myotonias, dyskalemic periodic paralyses (PP), malignant hyperthermia (MH), and core myopathies are caused by mutations of Na⁺, K⁺, Ca^2+, and Cl⁻ channels. Mild depolarization leads to myotonic activity. Augmented membrane depolarization can convert hyperexcitability into hypoexcitability and cause transient muscle weakness. Sustained depolarization of the plasmalemma and the t-tubular membrane is the common basis of the muscle weakness in the dominant dyskalemic PP. Serum potassium levels modulate the resting membrane potential, whereby deviations from the physiological range, e.g., by thyroid dysfunction, exacerbate membrane depolarization, and weakness. Susceptibility to MH, a potentially life-threatening hypermetabolic event, is mediated by dominant mutations which are situated in the cytoplasmic part of the Ca²⁺ release channel of the sarcoplasmic reticulum and increase the sensitivity to volatile anesthetics. Dominant or recessive mutations located in the sarcoplasmic part of the channel deplete the Ca²⁺ stores and lead to weakness and finally to a core myopathy.