Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
G. F. Hoffmann, C.-D. Langhans und A. Schulze

Fumarsäure

Fumarsäure
Synonym(e)
Fumarat
Englischer Begriff
fumaric acid
Definition
Die ungesättigte Dicarbonsäure ist ein Zwischenprodukt im Citratzyklus (Krebs-Zyklus).
Struktur
C4H4O4; Strukturformel:
Molmasse
116,07 g.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Im Citratzyklus wird aus Succinyl-Coenzym A durch die Succinyl-Coenzym A-Transferase zunächst Bernsteinsäure und aus dieser mittels einer durch die Succinat-Dehydrogenase katalysierten Dehydrierung die Fumarsäure gebildet. Im weiteren Verlauf des Citratzyklus wird Fumarsäure durch das homotetramere Enzym Fumarase in einer reversiblen Reaktion zu Äpfelsäure hydratisiert.
Funktion – Pathophysiologie
Die Pathophysiologie von Störungen im Citratzyklus, zu denen der Fumarasedefekt gehört, wird durch eine verminderte Energieproduktion sowie durch sekundäre Effekte der sich anstauenden bzw Mangel zu bildender Metabolite verursacht.
Durch den gestörten Substratfluss ist die Zahl Reduktionsäquivalente-bildender Schritte vermindert. Die verminderte Rückbildung von Oxalessigsäure verringert die Menge an einfließendem Acetyl-CoA.
Ein Defekt der Fumarase führt sekundär zu einer Inhibierung der Succinat-Dehydrogenase und der Glutamat-Dehydrogenase.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Urin, in Ausnahmefällen Liquor oder Plasma.
Analytik
  • Flüssig-Flüssig-Extraktion im sauren Medium mittels Ethylacetat oder Diethylether
  • Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) als Di-Trimethylsilylester
Retentionsindex RI: 1348
M+(m/z): 260
Quant Ion (m/z): 245
Conf. Ion (m/z): 147
Internationale Einheit
μmol/L (Plasma, Liquor).
Referenzbereich – Kinder
Normalbereich:
Pathologischer Bereich:
Indikation
Progrediente psychomotorische Retardierung.
Interpretation
Vermehrte Ausscheidung von Fumarsäure im Urin ist charakteristisch für eine Fumarazidurie bedingt durch einen Defekt der Fumarase. Im Urin können auch weitere Citratzykluszwischenprodukte wie Bernsteinsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure und 2-Oxoglutarsäure erhöht auftreten.
Diagnostische Wertigkeit
Die (relative) Höhe der Ausscheidung von Fumarsäure ist für die Wertigkeit bezüglich des Verdachts einer Fumarazidurie entscheidend. Die Bestätigung erfolgt über die enzymatische oder molekularbiologische Bestätigungsdiagnostik.
Literatur
Blau N, Duran M, Gibson KM, Dionisi-Vici C (Hrsg) (2014) Physician’s guide to the diagnosis, treatment, and follow-up of inherited metabolic diseases. Springer, Berlin/Heidelberg
Hoffmann GF, Meier-Augenstein W, Stöckler S et al (1993) Physiology and pathophysiology of organic acids in cerebrospinal fluid. J Inherit Metab Dis 16:648–669CrossRefPubMed