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. 2015 Oct-Dec;13(4):604–606. doi: 10.1590/S1679-45082015RC3013
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Adult presentation of Bartter syndrome type IV with erythrocytosis

Ita Pfeferman Heilberg 1, Cláudia Tótoli 1, Joaquim Tomaz Calado 2
PMCID: PMC4878638  PMID: 26537508

Abstract

Bartter syndrome comprises a group of rare autosomal-recessive salt-losing disorders with distinct phenotypes, but one unifying pathophysiology consisting of severe reductions of sodium reabsorption caused by mutations in five genes expressed in the thick ascending limb of Henle, coupled with increased urinary excretion of potassium and hydrogen, which leads to hypokalemic alkalosis. Bartter syndrome type IV, caused by loss-of-function mutations in barttin, a subunit of chloride channel CLC-Kb expressed in the kidney and inner ear, usually occurs in the antenatal-neonatal period. We report an unusual case of late onset presentation of Bartter syndrome IV and mild phenotype in a 20 years-old man who had hypokalemia, deafness, secondary hyperparathyroidism and erythrocytosis.

Keywords: Bartter syndrome, Hypokalemia, Chloride channels, Case reports

INTRODUCTION

Antenatal Bartter syndrome (BS) type IV is characterized by polyhydramnios, premature birth, sensorineural deafness, severe salt and water loss, in the perinatal period, hypokalemic alkalosis, fever, vomiting, diarrhea, failure to thrive and chronic renal failure developing during infancy.(1) Late-onset presentation of BS with sensorineural deafness caused by a mutation of barttin has already been described in Japan,(2) Portugal(3) and Spain(4) but to the best of our knowledge, this is the first case described in Brazil.

CASE REPORT

A deaf male patient was referred to the Nephrology unit for the first time at the age of 20 years due to asthenia and severe hypokalemia (potassium − K of 2.0mEq/L; normal range: 3.5 to 5.0mEq/L), accompanied by erythrocytosis (hemoglobin − Hb of 18.7g/dL; normal range: 12 to 15.5g/dL) detected at preoperative tests preceding a knee operation. The patient was the tenth child of consanguineous parents, who born premature by cesarean-section delivery after a complicated pregnancy by polyhydramnios. The patient had other deaf brother and a stone-forming sister. His parents noticed the severe hypoacusia on his second year of life. Upon admission, the patient was normotensive (110/70mmHg), had serum creatinine of 0.9mg/dL (normal range: 0.6 to 1.2mg/dL), weight of 54kg and 1.50m height (below the fifth percentile stature for age). Intravenous potassium chloride (KCI) replacement was started with 19.1% 20mL, followed by oral KCI supplementation 6.0% 20mL t.i.d. Additional serum laboratorial determinations showed a serum bicarbonate of 23.0mmoL/L, slightly decreased serum ionized calcium (1.09mmoL/L; normal range: 1.15 to 1.32mmoL/L), low serum phosphate (2.2mg/dL; normal range: 2.5 to 4.5mg/dL) and reduced fractional tubular reabsorption of phosphate (TRP; 74.1%; normal: >80%) and high serum intact parathyroid hormone (PTH; 120ng/L; normal range: 15 to 68ng/L). Serum 25OH - vitamin D (28.2ng/mL) was slightly below the normal ranges (>30ng/mL). Plasma renin (65.0ng/mL; upper limit <6.0ng/mL) and aldosterone (55.7ng/dL; upper limit <31ng/dL) were increased. His urinary volume was 3,530mL/day but hypercalciuria was not detected. A computed helical tomography excluded nephrocalcinosis. Urinary retinol-binding protein (RBP; 41mg/L; upper limit <0.40mg/L) was markedly elevated. The etiology of erythrocytosis was investigated. Leucocytes and platelet counts were normal (and the bone marrow biopsy was mildly hypocellular except for an erythroid hyperplasia). Serum iron, ferritin and transferrin were normal. Erythropoietin (EPO) was also within normal limits (19.2mUI/mL). Oxyhemoglobin dissociation curve (P50) was normal and Janus kinase 2 (JAK-2) mutation analysis was negative, ruling out polycythemia vera. Two weeks after hospital discharge, spironolactone (100mg/day) was added to the oral KCI supplementation (30mEq/day). During follow-up the spironolactone dose was increased to 200mg/day for a better control of hypokalemia.

DISCUSSION

Although the finding of mild hypophosphatemia and elevated serum intact PTH could have initially suggested the presence of some disorder of phosphate metabolism in the present case, the association of hypokalemia and hearing impairment, even in the absence of metabolic alkalosis, led us to hypothesize about a late onset presentation of BS type IV. The diagnosis was confirmed by molecular analysis disclosing a c.139G>A allele for the BSND gene in homozygosity, resulting in glycine (Gly) to arginine (Arg) at position 47 (p.G47R).

As pointed out by Brum et al.,(3) it is possible that the co-expression of p.G47R barttin and CLC-Ka may result in a less severe reduction of chloride currents, as seen in missense mutations, enabling barttin to retain some residual function with CLC-Kb, conditioning a milder phenotype.(5) Indeed, in a recent functional study, Janssen et al.(6) have shown that the G47R was the only missense mutation tested that did not prevent the insertion of barttin into the surface membrane nor the activation of CLC-Kb/barttin channels, but that it impairs expression levels and complex glycosylation of the CLC-Kb channel so that its binding by barttin turns to be less effective. Therefore, distinct mutations of BSND cause phenotypes of varying severity.

In the present case, renal function was preserved, like in all other described patients carrying this mutation. The absence of metabolic alkalosis in the current patient although unexpected, has already been described in cases of BS type I or II(7,8) or even in other adult onset presentations of BS type IV.(2)

The most intriguing feature of the present case was the presence of a marked erythrocitosis in a non-smoking patient, in the absence of polycythemia vera, JAK-2 mutations or other causes of primary polycythemia. One case of Bartter associated with erythrocytosis had already been described in the literature in 1973 by Erkelens,(9) who hypothesized that the observed elevated erythropoietc activity of the serum could have resulted from juxtaglomerular hyperplasia leading to overproduction of both renin and EPO. However, the major source of EPO synthesis in the kidney is presently known to be the interstitial fibroblasts and not the juxtaglomerular apparatus. Besides, EPO levels showed to be within normal range in the present case. Although the erytrocitosis might have been secondary to polyuria, the 24 hours urine volume of the current patient was not so high to cause volume contraction. Therefore, the exact cause of erytrocytosis remains unclear.

Increased levels of serum PTH could have been ascribed to mild hypocalcemia but not to hypomagnesemia, which was not observed in the present case. Pseudohypoparathyroidism (PHP) has been reported in patients with BS.(10,11) However, the observed low levels of serum phosphate, due to a reduced TRP do not suggest PHP. These findings are in agreement with Vaisbich et al.,(12) who also reported hypophosphatemia in 5 out of 12 BS cases. Finally, after a 2-month course of oral cholecalciferol supplementation (50,000UI), PTH levels normalized, suggesting that high PTH might have been secondary to the mild hypocalcemia and sub-normal levels of 25OH - vitamin D.

In addition to phosphaturia, another evidence of proximal tubular dysfunction in the current case was the increased level of urinary RBP, a low molecular weight protein. Although the etiology of such dysfunction cannot be fully understood, other case has already been reported in the literature consisting of an adult onset Fanconi syndrome with kidney medullary cystic disease, non-specific aminoaciduria, lysozymuria and beta2-microglobulinuria, hyperreninemia and polycythemia with elevated serum EPO levels resembling Bartter’s syndrome.(13) Another characteristic phenotype usually described in BS cases is the hypercalciuria, associated or not to nephrocalcinosis. Our patient did not show this phenotype, which agrees with other reports(2,3) possibly because of the low serum ionized calcium that led to a lower filtered load of calcium.

CONCLUSION

Molecular diagnosis is significant for a better understanding of the pathophysiology and approach to treatment of renal tubular disorders such as Bartter due to the phenotypic heterogeneity seen in this syndrome.

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Einstein (Sao Paulo). 2015 Oct-Dec;13(4):604–606. [Article in Portuguese]

Apresentação tardia de síndrome de Bartter tipo IV com eritrocitose

Ita Pfeferman Heilberg 1, Cláudia Tótoli 1, Joaquim Tomaz Calado 2

Resumo

A síndrome de Bartter compreende um grupo raro de doenças autossômicas recessivas perdedoras de sal, decorrentes de mutações em genes expressos na porção ascendente espessa da alça de Henle, com fenótipos distintos, porém fisiopatogenia única, que consiste em redução severa da reabsorção de sódio, e aumento da excreção urinária de hidrogênio e potássio, levando à alcalose hipocalêmica. A síndrome de Bartter tipo IV, causada por mutações com perda de função da bartina, uma subunidade do canal de cloro CLC-Kb expressa no rim e ouvido interno, geralmente se apresenta nos períodos ante e neonatal. No presente relato, descreve-se um caso não usual de síndrome de Bartter tipo IV com apresentação tardia e fenótipo atenuado, diagnosticado por análise molecular, em um homem adulto de 20 anos que se apresentava com hipocalemia, surdez, hiperparatireoidismo secundário e eritrocitose.

Keywords: Síndrome de Bartter, Hipopotassemia, Canais de cloreto, Relatos de casos

INTRODUÇÃO

A síndrome de Bartter (SB) antenatal tipo IV é caracterizada por polihidrâmnio, nascimento prematuro, déficit auditivo sensório-neural e perda severa de sal e água no período perinatal, alcalose hipocalêmica, febre, vômito, diarreia, déficit de crescimento e desenvolvimento de insuficiência renal crônica na infância.(1) A apresentação de SB de início tardio com perda auditiva sensório-neural causada por mutação no gene da bartina já foi descrita no Japão,(2) em Portugal(3) e na Espanha,(4) mas trata-se do primeiro caso descrito no Brasil.

RELATO DE CASO

Paciente surdo, do sexo masculino, foi encaminhado para a enfermaria de Nefrologia pela primeira vez aos 20 anos de idade devido a quadro de astenia e hipocalemia aguda (potássio − K sérico de 2,0mEq/L; valor normal de 3,5 a 5,0mEq/L), acompanhados de eritrocitose (hemoglobina − Hb de 18,7g/dL; valor normal de 12 a 15,5g/dL) detectados em exame pré-operatórios anteriores a uma cirurgia de joelho. Tratava-se do décimo filho de pais consanguíneos, que nasceu prematuro de parto cesárea, após gestação complicada por polihidrâmnio. O paciente apresentava um outro irmão com surdez e uma irmã com cálculo renal. Seus pais notaram sua hipoacusia no segundo ano de vida. Na internação, o paciente apresentava-se normotenso (110/70mmHg), com creatinina sérica de 0,9mg/dL (valor normal de 0,6 a 1,2mg/dL), peso de 54kg e altura de 1,50m (abaixo do percentil 5 de estatura para idade). Iniciou-se reposição intravenosa com cloreto potássio (KCI) 19,1% 20mL intravenoso, seguido por suplementação de KCI via oral 6,0% 20mL três vezes ao dia. Além disso, as determinações laboratoriais séricas mostraram bicarbonato sérico de 23,0mmoL/L, redução discreta de cálcio sérico ionizado (1,09mmoL/L; valor normal de 1,15 a 1,32mmoL/L), fosfato sérico baixo (2,2mg/dL; valor normal de 2,5 a 4,5mg/dL), redução da reabsorção tubular fracional de fósforo (TRP - tubularreabsorption of phosphate; 74,1%; normal acima de 80%) e paratormônio (PTH) intacto elevado (120ng/L; valor normal de 15 a 68ng/L). Os níveis séricos de 25OH-vitamina D (28,2ng/mL) estavam discretamente abaixo do normal (>30ng/mL). Foram observadas elevações na renina plasmática (65,0ng/mL; limite normal <6,0ng/mL) e aldosterona (55,7ng/dL; limite normal <31ng/dL). O volume urinário do paciente era de 3.530mL/dia, porém não foi detectada hipercalciuria. Excluiu-se nefrocalcinose, por meio de tomografia computadorizada helicoidal. A proteína ligadora de retinol (RBP - retinol-binding protein) (41mg/L; limite normal <0,40mg/L) mostrou-se significativamente elevada. A etiologia dos eritrocitose também foi investigada. A contagem de plaquetas e leucócitos encontrava-se normal (biópsia da medula óssea revelou-se discretamente hipocelular com exceção da hiperplasia eritroide). Ferro sérico, ferritina e transferrina, bem como eritropoietina (EPO), encontravam-se dentro dos limites de normalidade (19,2mUl/mL). A curva de dissociação da oxihemoglobina (P50) estava normal, e a análise para mutação da Janus-quinase 2 (JAK-2) foi negativa, sendo descartada policitemia vera. Na alta hospitalar após 2 semanas, foi prescrita espironolactona (100mg/dia), além da suplementação com KCI por via oral (30mEq/dia). No seguimento, a dose de espironolactona foi aumentada para 200mg/dia, para melhor controle da hipocalemia.

DISCUSSÃO

No presente caso, apesar de os achados de hipofosfatemia leve com PTH intacto elevado poderem ter sugerido inicialmente a presença de algum distúrbio do metabolismo de fósforo, a associação de hipocalemia e deficiência auditiva, mesmo na ausência de alcalose metabólica, levou à hipótese de SB tipo IV com início tardio. O diagnóstico foi confirmado por meio de análise molecular, que revelou um alelo c.139G>A para o gene BSND em homozigose, resultando na troca de glicina (Gly) para arginina (Arg) na posição 47 (p.G47R).

Conforme descrito por Brum et al.,(3) é possível que a coexpressão do p.G47R de bartina, com os canais CLC-Ka, tenha resultado em uma redução menos severa das correntes de cloro, como observado em mutações missense, possibilitando que a bartina retivesse algumas funções residuais, como CLC-Kb, condicionando um fenótipo menos severo.(5) No entanto, em um estudo funcional recente, Janssen et al.(6) demonstraram que a G47R foi a única mutação missense examinada que não preveniu a inserção da bartina na superfície da membrana, nem a ativação dos canais CLC-Kb/bartina, porém tal mutação alterou os níveis de glicosilação dos canais CLC-Kb, de forma que sua ligação por meio de bartina se tornasse menos efetiva. Portanto, mutações distintas na bartina causam fenótipos com diferentes níveis de severidade.

Neste caso, a função renal do paciente estava preservada, corroborando todos os casos descritos na literatura de pacientes com a mesma mutação. A ausência de alcalose metabólica em nosso paciente, apesar de inesperada, já foi descrita em casos de SB tipos I e II,(7,8) e até nos primeiros sintomas da SB tipo IV em adultos.(2)

A característica mais intrigante de nosso caso foi a presença de uma marcada eritrocitose (poliglobulia) em um paciente não fumante, na ausência de policitemia vera, mutações na JAK-2 ou de outras causas de policitemia primária. Um caso de Bartter associado com eritrocitose já foi descrito na literatura em 1973 por Erkelens,(9) que supôs que a elevada atividade eritropoiética no soro poderia ter resultado de uma hiperplasia juxtaglomerular, levando à produção excessiva tanto de renina quanto de EPO. Porém considera-se atualmente que a maior fonte de síntese de EPO no rim sejam os fibroblastos intersticiais, e não o aparelho juxtaglomerular. Além disso, no presente caso, os níveis séricos de EPO encontravam-se dentro dos limites da normalidade. Apesar de a eritrocitose poder ter sido secundária à poliúria, o volume de urina de 24 horas nesse paciente não estava elevado a ponto de causar uma contração de volume. Assim, a causa exata da eritrocitose permanece desconhecida.

Os níveis elevados de PTH poderiam ser atribuídos à hipocalcemia leve, mas não à hipomagnesemia, não observada no presente caso. Associação com pseudo-hipoparatireoidismo (PHP) tem sido relatada em pacientes com SB.(10,11) Porém, os níveis baixos de fosfato sérico observados, devido à reduzida reabsorção tubular, não sugerem PHP. Esses achados corroboram os de Vaisbich et al.,(12) que também relataram hipofosfatemia em 5 de 12 casos com SB. Por fim, após 2 meses de suplementação com colecalciferol por via oral (50.000UI), os níveis de PTH se normalizaram, sugerindo que o PTH elevado deve ter sido secundário à hipocalcemia leve e aos níveis subnormais de 25OH-vitamina D.

Além da fosfatúria, outra evidência de disfunção tubular proximal no presente caso foi o aumento do nível urinário de proteína de baixo peso molecular, como a proteína ligadora de retinol (RBP). Apesar da etiologia dessa disfunção não estar completamente esclarecida, um outro caso de síndrome de Fanconi de início na idade adulta, associado a doença renal cística medular, aminoacidúria inespecífica, lisozimúria, perda de beta2-microglobulina, hiperreninemia e policitemia, com níveis elevados de eritropoetina sérica similares aos da SB, já foi descrito na literatura.(13) Outra característica fenotípica geralmente descrita nos casos de SB é a hipercalciúria, associada ou não a nefrocalcinose, que não foi detectada em nosso paciente, também corroborando outros relatos,(2,3) possivelmente devido ao cálcio sérico reduzido, que leva a menor carga filtrada.

CONCLUSÃO

O diagnóstico molecular foi importante para entender melhor a fisiopatogenia de distúrbios tubulares renais, tal como a síndrome de Bartter, em função da heterogeneidade fenotípica presente nessa síndrome.


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