Mitokondriális betegségek: mi ez, példák, tünetek, kezelés, prognózis

Mik a mitokondriális betegségek?

Mitokondriális betegségek Olyan betegségek csoportja, amelyeket a diszfunkcionális mitokondriumok, az organellák okoznak, amelyek energiát termelnek a sejtek számára. A mitokondriumok az emberi test minden sejtjében megtalálhatók, kivéve a vörösvértesteket (eritrocitákat), és az élelmiszermolekulák energiáját átalakítják adenozin -trifoszfáttá (ATP), amely a legtöbb funkciót biztosítja sejtek.

A mitokondriális betegségek egyedülálló tulajdonságokat öltenek, mert a betegségek gyakran öröklődnek, és mert a mitokondriumok nagyon fontosak a sejtek működésében. Ezeknek a neuromuscularis tünetekkel járó betegségeknek egy alosztályát néha mitokondriális myopathiáknak nevezik.

jelek és tünetek

A mitokondriális betegség tünetei a következők:

• gyenge növekedés;
• az izomkoordináció elvesztése;
• izomgyengeség;
• látási problémák
• hallási problémák;
instagram viewer
• képtelenség tanulni;
• szívbetegségek;
• májbetegség;
• vesebetegség;
• emésztőrendszeri betegségek;
• légzési rendellenességek;
• neurológiai problémák;
• autonóm diszfunkció;
• elmebaj.

A szerzett állapotok, amelyekben a mitokondriális diszfunkció áll fenn, a következők:

• cukorbetegség;
• Huntington-kór;
• rák;
• Alzheimer kór;
• Parkinson kór;
• bipoláris zavar, skizofrénia, szorongásos zavarok;
• szív-és érrendszeri betegségek;
• szarkopénia;
• krónikus fáradtság szindróma.

A testet és az egyes mutációkat a genom más változatai modulálják; az egyik személynél májbetegséget okozó mutáció agyi rendellenességet okozhat egy másik személynél. Egy adott hiba súlyossága magas vagy alacsony is lehet. Néhány rendellenesség a testmozgás intoleranciája. A hibák gyakran erősebben érintik a mitokondriumokat és több szövetet, ami multi-szisztémás betegségekhez vezet.

A mitokondriális betegségek általában rosszabbak, ha hibás mitokondriumok vannak az izmokban, az agy vagy az idegek, mivel ezek a sejtek több energiát használnak fel, mint a legtöbb más sejt a test.

Bár a mitokondriális betegségek megnyilvánulása személyenként nagymértékben eltér, számos fő klinikai kategóriát azonosítottak. a leggyakoribb fenotípusos tulajdonságokon, tüneteken és jeleken alapuló állapotok, amelyek specifikus mutációkhoz kapcsolódnak, amelyek általában hívd őket.

Okoz

A mitokondriális rendellenességeket a mitokondriális DNS (mtDNS) (szerzett vagy öröklött) mutációi vagy a mitokondriális komponenseket kódoló nukleáris gének okozhatják. Ezek a gyógyszerek, fertőzések vagy egyéb környezeti tényezők mellékhatásai miatt szerzett mitokondriális diszfunkció következményei is lehetnek.

A nukleáris DNS -nek két példánya van sejtenként (kivéve a spermát és a tojást), az egyik példány az apától, a másik az anyától öröklődik. A mitokondriális DNS azonban csak az anyától öröklődik (néhány kivételtől eltekintve), és minden egyes mitokondriális organella általában 2-10 mtDNS -kópiát tartalmaz. A sejtosztódás során a mitokondriumokat véletlenszerűen osztják fel két új sejt között. Ezek a mitokondriumok több másolatot készítenek, jellemzően eléri az 500 mitokondriumot sejtenként. Mivel az mtDNS másolódik, amikor a mitokondriumok szaporodnak, véletlenszerű mutációkat halmozhatnak fel - ezt a jelenséget heteroplazmának hívják. Ha az anyától örökölt mtDNS csak néhány példánya hibás, mitokondriális osztódás ahhoz vezethet, hogy a hibás példányok többsége csak az egyik új mitokondriumban lesz. A mitokondriális betegség klinikailag nyilvánvalóvá válhat, amikor az érintett mitokondriumok száma eléri a bizonyos szintet; ezt a jelenséget "kifejezési küszöbnek" nevezik.

A mitokondriumoknak sok ugyanaz a DNS -javító útja van, mint a magoknak, de nem mindegyik; ezért a mitokondriális DNS -ben gyakrabban fordulnak elő mutációk, mint a nukleáris DNS -ben. Ez azt jelenti, hogy a mitokondriális DNS -rendellenességek spontán és viszonylag gyakran előfordulhatnak. A mitokondriális DNS -replikációt szabályozó enzimek hibái (amelyek mindegyikét nukleáris DNS -gének kódolják) szintén mutációt okozhatnak a mitokondriális DNS -ben.

A mitokondriális funkció és a biogenezis nagy részét a nukleáris DNS szabályozza. Az emberi mitokondriális DNS 13 fehérjét kódol a légzőláncban, míg a körülbelül 1500 fehérjét és komponenst, amelyek a mitokondriumokat célozzák, a mag kódolja. A nukleáris kódolású mitokondriális gének hibái több száz klinikai betegség-fenotípussal járnak, beleértve anémia, elmebaj, artériás hipertónia, limfóma, retinopátia, epilepszia és az idegrendszer fejlődési zavarai.

A Yale Egyetem tudósainak tanulmányában (2004. február 12. kérdésben New England Journal of Medicine) tanulmányozta a mitokondriumok szerepét az ellenállásban inzulin betegek utódaiban 2-es típusú diabétesz. Más tanulmányok kimutatták, hogy ez a mechanizmus magában foglalhatja a mitokondriális jelátvitel megszakítását a szervezet sejtjeiben (intramyocelluláris lipidek). A Louisiana állambeli Baton Rouge -i Pennington Biomedical Research Centerben végzett tanulmány megállapította, hogy ez viszont részben letiltja a mitokondriumokat előállító géneket.

Példák a mitokondriális betegségekre

Példák a mitokondriális betegségekre:

• Mitokondriális myopathia.
• Szindróma diabetes mellitus és süketség:
  • ez a kombináció korai életkorban összefüggésbe hozható a mitokondriális betegséggel;
  • cukorbetegség és süketség egyidejűleg más okok miatt is előfordulhat.
• Leber örökletes optikai neuropátiája:
  • látásvesztés fiatal korban;
  • szembetegség, amelyet a látásidegek és a retina degenerációja miatti fokozatos látásvesztés jellemez;
  • Finnországban 50 000 emberből 1 -et érint.
• Leigh -szindróma, szubakut szklerotizáló encephalopathia:
  • a gyermek normális fejlődése után a betegség általában az első életév végén kezdődik, bár a megjelenés felnőttkorban is előfordulhat;
  • a funkció gyors csökkenése következik be, amelyet görcsrohamok, megváltozott tudatállapot, demencia és légzési elégtelenség kísér.
• Neuropathia, ataxia, retinitis pigmentosa és ptosis (angolból. Neuropathia, ataxia és retinitis pigmentosa [NARP -szindróma]):
  • progresszív tünetek a rövidítésben leírtak szerint
  • elmebaj.
• Mitokondriális neurogastrointesztinális encephalopathia szindróma (MNGIE):
  • bél pszeudo-elzáródás;
  • neuropátia.
• Mioklonikus epilepszia szakadt vörös izomrostokkal (MERRF szindróma) Mioklonikus epilepszia rongyos vörös szálakkal):
  • progresszív myoclonic epilepszia;
  • A „szakadt vörös szálak” a sérült mitokondriumok felhalmozódása, amelyek felhalmozódnak az izomrost szubarkolemmális régiója, és akkor jelennek meg, amikor az izom módosított trichromic festéssel rendelkezik Gomori festés;
  • alacsony termetű;
  • halláskárosodás;
  • tejsavas acidózis;
  • fizikai aktivitás intoleranciája.
• MELAS -szindróma (angolból. Mitokondriális encephalomyopathia, tejsavas acidózis és stroke-szerű epizódok);
• Mitokondriális DNS -kimerülési szindróma.

Feltételek, mint pl Friedreich ataxiája, befolyásolhatják a mitokondriumokat, de nem kapcsolódnak a mitokondriális fehérjékhez.

Járványtan

Körülbelül minden 4000 gyermekből alakul ki mitokondriális betegség 10 éves koráig. Évente legfeljebb 4000 csecsemő születik egyfajta mitokondriális betegségben. Mivel a mitokondriális rendellenességek számos variációt és részhalmazot tartalmaznak, bizonyos specifikus mitokondriális betegségek nagyon ritkák.

Diagnosztika

A mitokondriális betegségeket általában olyan izomminták elemzésével lehet kimutatni, amelyekben ezen organellák jelenléte magasabb. Ezen betegségek leggyakoribb vizsgálatai a következők:

1. Southern -blotolás egy adott DNS -szekvencia esetében a mintában.
2. Polimeráz láncreakció és specifikus mutációk vizsgálata.
3. Szekvenálás.

Kezelés

Bár a kutatás folyamatban van, a kezelési lehetőségek jelenleg korlátozottak; vitaminokat gyakran írnak fel, bár hatékonyságuk bizonyítéka korlátozott. A piruvátot 2007 -ben javasolták kezelési lehetőségként. Az N-acetilcisztein megfordítja a mitokondriális diszfunkció számos mintáját. Hangulati zavarok, különösen bipoláris zavarok esetén feltételezzük, hogy az N-acetilcisztein, acetil-L-karnitin, Az S-adenozil-metionin, a Q10 koenzim, az alfa-liponsav, a kreatin-monohidrát és a melatonin lehetséges lehetőségek kezelés.

- Génterápia a fogantatás előtt.

Orsóátvitel, amelynek során a nukleáris DNS átkerül egy másik egészséges tojásba, hibás marad A mitokondriális DNS egy lehetséges kezelés, amelyet sikeresen végrehajtottak majmok. Hasonló pronucleus transzfer technikát alkalmazva a Newcastle -i Egyetem kutatói Douglas Turnbull vezetésével sikeresen egészséges DNS -t ültettek át mitokondriális betegségben szenvedő nők emberi tojásaiból érintetlen tojásokba donor nők. Ilyen esetekben etikai kérdések merülnek fel a biológiai anyasággal kapcsolatban, mivel a gyermek két különböző nőtől kap géneket és génszabályozó molekulákat. A géntechnológia felhasználása arra, hogy mitokondriális betegségektől mentes gyermekeket szüljön, bizonyos területeken ellentmondásos, és fontos etikai kérdéseket vet fel. 2016 -ban egy férfi gyermek született Mexikóban egy Leigh -szindrómás anyának, orsótranszfer segítségével.

2012 szeptemberében nyilvános konzultációt indítottak az Egyesült Királyságban a kapcsolódó etikai kérdések feltárására. Az emberi géntechnológiát kis léptékben alkalmazták annak érdekében, hogy genetikai mitokondriális hibákkal küzdő meddő nők gyermekeket szülhessenek. 2013 júniusában az Egyesült Királyság kormánya elfogadta az IVF legalizálására vonatkozó jogszabálytervezetet három ember DNS -ének felhasználásával "kezelésként a fertőzött mitokondriális betegségek korrigálására vagy kiküszöbölésére anya a gyermeknek.

Előrejelzés

A mitokondriális betegségek általában progresszív betegségek, és a mitokondriális rendellenességekben szenvedő gyermekek jelentős része nem éri el a felnőttkort. A progresszió üteme változó és kiszámíthatatlan lehet, de a legtöbb betegnél végül több szervkárosodás alakul ki.