митохондриални заболявания

Преглед

Митохондриални болести като отделни патологии тип, разпределени в края на ХХ век, след откриването на генни мутации, които са отговорни за синтеза на протеини. Митохондриалните

Отворен през 1960 митохондриални ДНК мутации, причинени от тези мутации и проучваното заболяване повече от заболявания, причинени от нарушения на ядрени митохондриална взаимодействия (ядрена ДНК мутации).

Според актуални данни най-малко 50 известни медицински заболявания, свързани с митохондриални заболявания. Разпространението на тези болести е 1: 5000.

Митохондриите са уникални клетъчни структури, които имат своя собствена ДНК.

Според много изследователи, на митохондриите - потомците arhebaktery превърнаха в endosymbionts (микроорганизми, които живеят в "майстор" на тялото и му донесе добро). В резултат на въвеждането в еукариотни клетки постепенно загуби или прехвърлени към ядрото на еукариотен гостоприемник, по-голямата част на генома, и това се отчита в класификацията. Също така взема предвид и дефектни протеини, участващи в биохимични реакции на окислително фосфорилиране, която ви позволява да съхранявате енергия под формата на АТФ в митохондриите.

Единична стандартна класификация не съществува.

Общата съвременната класификация на митохондриални болести акценти:

  • Заболявания, които възникват в митохондриални ДНК мутации. Дефекти може да бъде причинена от точкови мутации в протеини, тРНК или рРНК (обикновено наследствено чрез майчина линия), или структурни преустройства - спорадични (нередовни) дублиране и делеции. Тези първични митохондриални заболявания, които включват наследствена изразен синдром - синдром Kearns - Sayre, синдром на Leber, синдром на Pearson, синдром NAPR синдром MERRF и др.
  • Заболявания, които са причинени от дефекти в ядрена ДНК. Ядрени мутации могат да нарушат функциите на митохондриите - окислително фосфорилиране, верига работа електронен транспорт, унищожаване или транспорт на субстрати. Също така, ядрени ДНК мутации причиняват дефекти в ензимите, които са необходими за осигуряване на цикличен биохимичен процес - цикъла на Кребс, който е ключов етап на дишане се използва кислород клетки и преминаване на центъра на метаболитните пътища в тялото. Тази група включва стомашно митохондриална болест, Luft синдром, атаксия на Фридрих, синдром Alpers, заболяване на съединителната тъкан, диабет и други.
  • Заболявания, които са резултат от нарушения в ядрената ДНК и вторични разстройства, причинени от тези промени в митохондриалната ДНК. Средни дефекти са делеции тъканно-специфични или дублиране митохондриална ДНК и намаляване на броя на копията на митохондриална ДНК, или липсата на такава в тъканите. Тази група включва чернодробна недостатъчност, синдром на De Toni-Дебре-Fanconi и сътр.

Причини за възникване на

Митохондриални заболявания, причинени от дефекти в цитоплазмата на клетките са органели - митохондриите. Основната функция на тези органели е за производство на енергия от навлизане в цитоплазмата на клетката метаболитни продукти, което се случва чрез участието на около 80 ензими. Освободената енергия се съхранява под формата на ATP молекули, и след това се превръща в механична енергия или биоелектрична т.н.

Причини за митохондриални заболявания - поколение нарушение и натрупване на енергия поради дефект на ензим. Първият случай на хроничен недостиг на енергия страдат най-летливи части на тялото - на централната нервна система, сърдечния мускул и скелетните мускули, черния дроб, бъбреците и жлезите с вътрешна секреция. Хронична липса на енергия предизвиква патологични промени в тези органи и провокира развитието на митохондриални болести.

Етиологията на митохондриална болест има свой специфичен - повечето мутации се срещат в гени на митохондриите, защото тези органели интензивно поток редокс процеси и образуват ДНК-увреждащи свободни радикали. В митохондриална ДНК увреждане механизми за възстановяване са несъвършени, тъй като тя не защитава протеини, хистони. Като резултат от дефектни гени натрупват по-бързо от 10-20 пъти, отколкото в ядрената ДНК.

Мутирали гени са прехвърлени чрез разделяне на митохондриите, така че дори и в една и съща клетка са органели с различен вариант на генома (heteroplasmy). Когато митохондриална генна мутация се наблюдава при хора смес на мутант и нормална ДНК във всяко съотношение, обаче, дори в присъствието на същата мутация на митохондриална заболяване при хора са изразени в различна степен. Наличието на 10% от дефектни митохондрии не патологично влияние.

Мутацията може да не настъпи за дълго време, тъй като нормалните митохондрии компенсиране на началния етап на недостатъчност на дефектен митохондриалната функция. С течение на времето, дефектните органели се натрупват и патологични признаци на заболяването се появяват. С началото на манифеста на заболяването по-тежко, прогнозата може да бъде отрицателна.

Митохондриални гени се предават само от майката, като съдържащи тези органели, присъстващи в цитоплазмата на яйцеклетката и е почти отсъства в спермата.

Митохондриални заболявания, причинени от дефекти в ядрената ДНК, се предават чрез автозомно рецесивен, автозомно доминантно и Х-свързана тип наследяване.

Митохондриална геном се различава от генетичния код на ядрото, а е по-скоро като код на бактерии. При хората, митохондриална геном съдържа ДНК копия на малка кръгова молекула (броят им варира от 1 до 8). Всяка митохондриална хромозома кодира:

  • 13 протеини, които са отговорни за синтеза на АТФ;
  • рРНК и тРНК, които са замесени в това, което се случва в митохондриалната синтеза на протеин.

За 70 гени на митохондриални протеини са кодирани от гени на ядрената ДНК, като по този начин централизирана регулиране на митохондриалната функция.

Патогенезата на митохондриални заболявания, свързани с процесите, които се случват в митохондриите:

  • С транспортни субстрати (органичен кетокиселина пируват което е краен продукт на метаболизма на глюкозата, и мастни киселини). Той се провежда под влиянието на карнитин палмитоил трансфераза и карнитин.
  • Тъй като окисляването на субстрати, които възниква под влиянието на трите ензими (пируват дехидрогеназа, ацетил-lipoate и lipoamide дехидрогеназа). Процесът на окисляване също произвежда ацетил-СоА, се включва в цикъла на Кребс.
  • С цикъл трикарбоксилна киселина (цикъла на Кребс), който не само заема централно място в енергийния метаболизъм, но също така осигурява междинни съединения за синтез на аминокиселини, въглехидрати и други съединения. Половината от етап на цикъла е окислителни процеси, което води до освобождаване на енергия. Тази енергия се съхранява под формата на намалени коензими (молекули на не-протеин природата).
  • Тъй като окислително фосфорилиране. В резултат на пълно разлагане на пирувата в цикъла на Кребс се образуват коензими NAD и FAD, участва в предаването на електрони във веригата на електронен транспорт (ETC). ETC се контролира от митохондриите и ядрен геном и осигурява транспорта на електрони с четири мултиен комплекси. Пето мултиен комплекс (АТФ синтаза) катализира синтеза на АТФ.

Патологията може да се получи както в мутация на гени ядрена ДНК и митохондриални гени с мутации.

Митохондриални болестни симптоми варират в широки граници, като в патологичния процес участват различни органи и системи.

Нервната и мускулната система са най-волатилните, така че дефицитът на енергия са пострадали на първо място.

Симптомите на поражението на опорно-двигателния апарат, са:

  • намаляване или загуба на способността за извършване на моторните функции поради мускулна слабост (миопатични синдром);
  • хипотония;
  • болка и болезнени мускулни спазми (крампи).

Митохондриална болест при децата прояви в главоболие, повръщане и мускулна слабост след тренировка.

Увреждане на нервната система се изразява в:

  • психомоторно забавяне;
  • загуба на вече придобитите умения;
  • присъствието на припадъци;
  • присъствие на периодична поява на апнея и тахипнея;
  • повтаря коматозни състояния, и премества на киселинно-алкалния баланс на тялото (ацидоза);
  • нарушения в походката.

В юноши, има главоболие, периферна невропатия (изтръпване, сензорна загуба, парализа, и т.н.), удар-епизоди, абнормни неволеви движения, виене на свят.

За митохондриални заболявания също се характеризират с лезии на сетивата, които се проявяват в:

  • атрофия на зрителния нерв;
  • птоза и външна офталмоплегия;
  • катаракта, роговицата помътняване, пигментен дегенерация на ретината;
  • дефект в зрителното поле, което се случва при юноши;
  • сензорна загуба на слуха или глухота.

Признаци на митохондриални заболявания и участието на вътрешен орган:

  • кардиомиопатия и сърдечен блок;
  • анормално увеличаване на черния дроб, нарушения на функциите си, чернодробна недостатъчност;
  • лезии на проксималните бъбречните тубули, придружени от повишена екскреция на глюкоза, аминокиселини и фосфати;
  • повръщане, панкреаса дисфункция, диария, синдром tseliakopodobny.

Има и макроцитна анемия, в която увеличава среден размер на еритроцитите, и панцитопения, която се характеризира с намаляване на всички видове кръвни клетки.

Поражението на ендокринната система е придружена от:

  • забавен растеж и сексуално развитие на нарушението;
  • хипогликемия и диабет;
  • хипоталамо-хипофизната синдром хормон дефицит на растежен;
  • дисфункция на щитовидната жлеза;
  • хипотиреоидизъм, фосфор и калций метаболитни заболявания и хипералдостеронизъм.

диагностика

Диагностика на митохондриална болест се основава на:

  • Изследване на историята. Тъй като всички симптоми на митохондриални заболявания не са специфични, диагнозата се приема в комбинация от три или повече симптоми.
  • Физическа проверка, която включва тест за издръжливост и сила.
  • Неврологичен преглед, който включва проверка на зрението, рефлексите, реч, и когнитивните способности.
  • Специализирани проби, които включват най-информационен тест - мускулна биопсия и фосфорна магнитна резонансна спектроскопия и други неинвазивни методи ..
  • КТ и ЯМР които могат да откриват признаци на увреждане на мозъка.
  • ДНК диагноза, която се разкрива митохондриална болест. Не по-рано описани мутации се определят от директно секвениране на тази ДНК.

Ефективното лечение на митохондриални заболявания активно се разработва. Обърнато е внимание на:

  • Увеличаване на ефикасността на енергийния метаболизъм използване тиамин, рибофлавин, никотинамид коензим Q10 (показва добър резултат в MELAS синдром), витамин С, цитохром С, и т.н.
  • Предотвратяване на щети мембрана митохондриални свободни радикали, които се използват за а-липоева киселина и витамин Е (антиоксидант), и протектори мембраната (цитиколин, метионин, и т.н.).

Лечението включва също използването на креатин монохидрат като алтернативен източник на енергия, намаляване на нивото на млечна киселина и упражнения.

Забелязана грешка? Изберете го и натиснете Ctrl + Enter

версия за печат