Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
T. Arndt und T. Stauch

Porphobilinogen

Porphobilinogen
Synonym(e)
PBG
Englischer Begriff
porphobilinogen; PBG
Definition
Mit δ-Aminolävulinsäure sog. Vorläufer der Porphyrine. Ein Monopyrrol, das durch Kondensation von zwei Molekülen δ-Aminolävulinsäure unter Wirkung der δ-Aminolävulinsäuredehydratase (syn. Porphobilinogen-Synthase) entsteht.
Struktur
Summenformel C10H14N2O4:
Molmasse
226,2 g.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Nach Übertritt der im Mitochondrium aus Succinyl-CoA und Glyzin gebildeten δ-Aminolävulinsäure in das Zytosol kondensieren unter Wirkung der δ-Aminolävulinsäure-Dehydratase 2 Moleküle δ-Aminolävulinsäure zu dem Porphyrinvorläufer Porphobilinogen, von dem anschließend unter Wirkung der Porphobilinogen-Desaminase (Porphyrine und Porphyrinbiosynthese, Enzyme in Erythrozyten) sukzessive 3 weitere Moleküle unter Abspaltung von 4 Molekülen Ammoniak und Bildung des Zwischenproduktes Hydroxymethylbilan (Porphyrinbiosynthese, Enzyme in Erythrozyten) zum Tetrapyrrol Uroporphyrinogen (Porphyrine) kondensieren.
Funktion – Pathophysiologie
Porphobilinogen ist Vorläufer der Porphyrine. In Situation mit verminderter Porphobilinogen-Desaminase-Aktivität ist die Weiterreaktion von Porphobilinogen zu Hydroxymethylbilan bzw. Uroporphyrinogen gestört. Es kommt zu einem Porphobilinogenrückstau, der zusätzlich durch eine kompensatorische Steigerung der δ-Aminolävulinsäure-Synthase-Aktivität (wird im Hepatozyten durch das Endprodukt Häm gehemmt und deshalb bei sinkender Hämkonzentration aktiviert) mit Anstieg der δ-Aminolävulinsäure-Konzentration und dadurch bedingter verstärkter Porphobilinogenbildung durch die δ-Aminolävulinsäure-Dehydratase verstärkt wird. Die Akkumulation der Porphyrinvorläufer δ-Aminolävulinsäure und Porphobilinogen in der Zelle führt schließlich zu einem verstärkten Austritt in die Zirkulation und zu bis >100-fach erhöhten Urinkonzentrationen der beiden Porphyrinvorläufer.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Spontanurin, 24-Stunden-Sammelurin; bei anurischen Patienten Serum oder Plasma (nach positivem Befund des Fluoreszenz-Scans). Urinkonservierungsmittel sind nicht erforderlich, Kühlung empfehlenswert.
Probenstabilität
PBG ist unter den Porphyrinvorläufern und -metaboliten die instabilste Substanz. Im Urin (pH 6,0–7,0) bei 4 °C etwa 14 Tage, bei −20 °C etwa 1 Monat stabil. Bei 4 °C konzentrationsabhängige Abnahme von 10–30 %, ohne dass die Enddiagnose signifikant beeinflusst wird.
Präanalytik
Phenothiazin-haltige Medikamente können die Analytik stören, ohne dass die Ursache genau bekannt ist, also ggf. vor Urinsammlung absetzen.
Analytik
Ionenaustauschchromatographie mit einer Kombinationsdoppelsäule. Die obere Anionenaustauschersäule adsorbiert PBG, die untere Kationenaustauschersäule δ-Aminolävulinsäure. PBG wird nach Elution mit Ehrlich-Reagenz umgesetzt und bei 555 (553) nm bestimmt.
Konventionelle Einheit
mg/24 h.
Internationale Einheit
μmol/24 h.
Umrechnungsfaktor zw. konv. u. int. Einheit
mg PBG × 4,42 = μmol PBG.
Referenzbereich (cut-off) – Erwachsene
Spontanurin: <1,77 mg/g bzw. <0,88 mmol/mol, Graubereich bis 4,73 mg/g bzw. 2,36 mmol/mol; 24-Stunden-Sammelurin: <1,70 mg/24 Stunden bzw. <7,5 μmol/24 Stunden (Studie Labor Karlsruhe). Niedrige Werte haben weder klinische noch diagnostische Relevanz und können allenfalls auf ein mögliches, präanalytisches Problem hindeuten. Leistungskenndaten s. unter Diagnostische Wertigkeit.
Referenzbereich (cut-off) – Kinder
Datenlage bisher unzureichend; es findet der Erwachsenen-Referenzbereich Verwendung.
Indikation
  • Ausschluss/Bestätigung insbesondere akuter hepatischer Porphyrieformen
  • Differenzialdiagnose hereditärer oder toxisch (z. B. Blei) verursachter Porphyrinstoffwechselstörungen
Interpretation
  • Bei akuter klinischer Symptomatik sind PBG-Ausscheidungen von >1000 μmol/24 Stunden nicht selten. Mengen von >100 μmol/L weisen auf eine hereditäre, autosomal dominante, akute hepatische Porphyrie hin.
  • Auch in der Latenzphase bleiben bei der akuten intermittierenden Porphyrie δ-Aminolävulinsäure und Porphobilinogen (in der Regel deutlich) erhöht, während sich bei P. variegata und Koproporphyrie deren Ausscheidung gewöhnlich normalisiert.
  • Klinische Manifestation und Höhe der Porphyrinvorläuferausscheidung verlaufen für einen Patienten simultan. Im interindividuellen Vergleich können Patienten mit hoher PBG-Ausscheidung beschwerdefrei sein, andere mit vergleichsweise geringfügig erhöhter PBG-Ausscheidung hingegen eine schwere klinische Symptomatik zeigen. Gewöhnlich treten bei PBG-Ausscheidungen zwischen 300 und 900 μmol/L klinische Symptome auf.
  • Wichtig ist die Zusammenschau von Befunden zur Porphyrinvorläufer- und Porphyrinausscheidung im Urin sowie evtl. der Stuhl- und Erythrozytenporphyrine, besonders dann, wenn nur eine geringgradige oder isoliert erhöhte PBG-Ausscheidung vorliegt.
Diagnostische Wertigkeit
Für akute hepatische Porphyrien: diagnostische Sensitivität 67,5 %, Spezifität 95,1 %, positiver prädiktiver Wert (PPV) 24,3 %, negativer prädiktiver Wert (NPV) 99,2 %.
Die Obergrenze des oben angegebenen Graubereiches entspricht der 100 %-Spezifitätsgrenze, jenseits derer statistisch keine falsch positiven Befunden erhoben werden sollten. Sofern das Porphobilinogen zusammen mit dem ersten Porphyrinvorläufer 5-Aminolävulinsäure bestimmt wird, können 80,2 % der Patienten mit akuter hepatischer Porphyrie als solche erkannt werden.
Literatur
Doss M (1998) Porphyrie. In: Thomas L (Hrsg) Labor und Diagnose, 5. Aufl. TH Books, Frankfurt am Main
Löffler G, Petrides PE (1997) Biochemie und Pathobiochemie, 5. Aufl. Springer, Berlin/Heidelberg/New YorkCrossRef