מחלות מיטוכונדריות: מה זה, דוגמאות, תסמינים, טיפול, פרוגנוזה

מהן מחלות מיטוכונדריאליות?

מחלות מיטוכונדריות היא קבוצת מחלות הנגרמות על ידי מיטוכונדריה לא מתפקדת, אברונים המייצרים אנרגיה לתאים. מיטוכונדריה נמצאות בכל תא בגוף האדם למעט תאי דם אדומים (אריתרוציטים), ו להמיר את האנרגיה של מולקולות המזון לאדנוזין טריפוספט (ATP), המספק את רוב הפונקציות תאים.

מחלות מיטוכונדריות מקבלות מאפיינים ייחודיים הן משום שהמחלות לעיתים קרובות הן תורשתיות והן מכיוון שהמיטוכונדריה כה חשובה לתפקוד התא. תת -מחלקה של מחלות אלה בעלות תסמינים נוירו -שרירים מכונה לעתים מיופתיה מיטוכונדרית.

סימנים וסימפטומים

סימפטומים של מחלה מיטוכונדרית כוללים:

• צמיחה ירודה;
• אובדן תיאום השרירים;
• חולשת שרירים;
• בעיות ראייה
• בעיות שמיעה;
• חוסר יכולת ללמוד;
• מחלות לב;
• מחלת כבד;
• מחלת כליות;
• מחלות במערכת העיכול;
• הפרעות נשימה;
• בעיות נוירולוגיות;
• חוסר תפקוד אוטונומי;
• דמנציה.

התנאים הנרכשים בהם מעורבים תפקוד לקוי של המיטוכונדריה כוללים:

• סוכרת;
• מחלת הנטינגטון;
• מחלת הסרטן;
• מחלת אלצהיימר;
• מחלת פרקינסון;
• הפרעה דו קוטבית, סכִיזוֹפרֶנִיָה, הפרעת חרדה;
• מחלות לב וכלי דם;
• סרקופניה;
• תסמונת עייפות כרונית.

הגוף וכל מוטציה מאופננים על ידי גרסאות אחרות של הגנום; מוטציה שיכולה לגרום למחלת כבד אצל אדם אחד יכולה לגרום להפרעה במוח אצל אדם אחר. חומרתו של פגם מסוים יכולה להיות גם גבוהה או נמוכה. חלק מההפרעות כוללות אי סבילות לפעילות גופנית. פגמים משפיעים לעתים קרובות יותר על המיטוכונדריה ועל רקמות מרובות, מה שמוביל למחלות רב מערכתיות.

בדרך כלל, מחלות המיטוכונדריה גרועות יותר כאשר המיטוכונדריה הפגומה קיימת בשרירים, המוח, או העצבים, מכיוון שתאים אלה צורכים יותר אנרגיה מרוב התאים האחרים הגוף.

למרות שמחלות המיטוכונדריה משתנות מאוד בהתבטאות מאדם לאדם, זוהו מספר קטגוריות קליניות עיקריות. מצבים המבוססים על התכונות הפנוטיפיות הנפוצות ביותר, סימפטומים וסימנים הקשורים למוטציות ספציפיות, אשר בדרך כלל תתקשר אליהם.

גורם ל

הפרעות מיטוכונדריות יכולות להיגרם על ידי מוטציות (שנרכשות או עוברות בירושה) ב- DNA המיטוכונדריאלי (mtDNA) או בגנים גרעיניים המקודדים רכיבים מיטוכונדריאליים. הם יכולים גם להיות תוצאה של חוסר תפקוד מיטוכונדריאלי שנרכש עקב תופעות לוואי של תרופות, זיהומים או גורמים סביבתיים אחרים.

לדנ"א הגרעיני יש שני עותקים לכל תא (למעט זרע וביצים), עותק אחד יורש מהאב והשני מהאם. עם זאת, ה- DNA המיטוכונדריאלי יורש רק מהאם (למעט כמה יוצאים מן הכלל), וכל אברון מיטוכונדריאלי מכיל בדרך כלל 2 עד 10 עותקים של mtDNA. במהלך חלוקת התא, המיטוכונדריה מתחלקות באופן אקראי בין שני תאים חדשים. מיטוכונדריה אלה יוצרות יותר עותקים, בדרך כלל מגיעים ל -500 מיטוכונדריה לכל תא. מכיוון שה- mtDNA מועתק כאשר המיטוכונדריה מתרבות, הם יכולים לצבור מוטציות אקראיות - תופעה הנקראת הטרופלזמה. אם רק כמה עותקים של mtDNA שירשו מהאם הם חלוקה מיטוכונדריאלית פגומה יכול להוביל לכך שרוב ההעתקים הפגומים יהיו באחד מהמיטוכונדריה החדשות. מחלה מיטוכונדרית יכולה להתברר קלינית כאשר מספר המיטוכונדריות המושפעות מגיע לרמה מסוימת; תופעה זו נקראת "סף ביטוי".

למיטוכונדריה יש הרבה מאותם מסלולי תיקון DNA כמו גרעינים, אך לא כולם; לכן מוטציות מתרחשות בתדירות גבוהה יותר ב- DNA המיטוכונדריאלי מאשר ב- DNA גרעיני. המשמעות היא שחריגות ה- DNA המיטוכונדריאלי יכולות להתרחש באופן ספונטני ותדיר יחסית. פגמים באנזימים השולטים בשכפול ה- DNA המיטוכונדריאלי (כולם מקודדים על ידי גנים של DNA גרעיני) יכולים גם הם לגרום למוטציות ב- DNA המיטוכונדריאלי.

חלק ניכר מהתפקוד המיטוכונדריאלי והביוגנזה נשלט על ידי DNA גרעיני. DNA המיטוכונדריה האנושית מקודד 13 חלבונים בשרשרת הנשימה, בעוד שרוב כ -1,500 החלבונים והרכיבים המכוונים למיטוכונדריה מקודדים על ידי הגרעין. פגמים בגנים המיטוכונדריאליים המקודדים לגרעין קשורים למאות פנוטיפים של מחלות קליניות, כולל אֲנֶמִיָה, דמנציה, יתר לחץ דם עורקי, לימפומה, רטינופתיה, אֶפִּילֶפּסִיָה והפרעות התפתחותיות של מערכת העצבים.

במחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת ייל (פורסם ב -12 בפברואר 2004. בנושא ניו אינגלנד ג'ורנל לרפואה) למד את תפקיד המיטוכונדריה בהתנגדות אִינסוּלִין בצאצאים של חולים עם סכרת סוג 2. מחקרים אחרים הראו כי מנגנון זה עשוי לכלול הפרעה של איתות מיטוכונדריאלי בתאי הגוף (שומנים תוך -תאיים). מחקר שנערך במרכז פנינגטון למחקר ביו -רפואי בבאטון רוז ', לואיזיאנה מצא כי הדבר, בתורו, משבית באופן חלקי גנים היוצרים מיטוכונדריה.

דוגמאות למחלות מיטוכונדריאליות

דוגמאות למחלות מיטוכונדריות כוללות:

• מיופתיה מיטוכונדרית.
• תִסמוֹנֶת סוכרת וחירשות:
  • שילוב זה בגיל צעיר עשוי להיות קשור למחלות מיטוכונדריאליות;
  • סוכרת וחירשות יכולים להתרחש במקביל מסיבות אחרות.
• נוירופתיה אופטית תורשתית של לבר:
  • אובדן ראייה החל מגיל צעיר;
  • מחלות עיניים המאופיינות באובדן הדרגתי של ראייה מרכזית עקב ניוון עצבי הראייה והרשתית;
  • משפיע על 1 מכל 50,000 איש בפינלנד.
• תסמונת ליי, אנצפלופתיה טרשת חמורה:
  • לאחר התפתחות תקינה של הילד, המחלה מתחילה בדרך כלל בסוף השנה הראשונה לחייו, למרות שההתחלה עלולה להתרחש בבגרותו;
  • יש ירידה מהירה בתפקוד, המלווה בהתקפים עוויתיים, במצב תודעה שונה, דמנציה וכשל נשימתי.
• נוירופתיה, אטקסיה, רטיניטיס פיגמנטוזה ופטוזיס (מהאנגלית. נוירופתיה, אטקסיה ורטיניטיס פיגמנטוזה [תסמונת NARP]):
  • סימפטומים מתקדמים כפי שמתואר בקיצור
  • דמנציה.
• תסמונת אנצפלופתיה נוירו -גסטרואינטסטינלית מיטוכונדרית (MNGIE):
  • חסימת פסאודו במעי;
  • נוירופתיה.
• אפילפסיה מיוקלונית עם סיבי שריר אדומים קרועים (תסמונת MERRF) אפילפסיה מיוקלונית עם סיבים אדומים מרופטים):
  • אפילפסיה מיוקלונית מתקדמת;
  • "סיבים אדומים קרועים" הם הצטברות של מיטוכונדריה פגועה המצטברת פנימה האזור התת-סרקולמלי של סיב השריר ומופיעים כאשר השריר מוכתם בטריכרום שונה צביעת גומורי;
  • נמוך קומה;
  • אובדן שמיעה;
  • חומצה לקטית;
  • חוסר סובלנות לפעילות גופנית.
• תסמונת MELAS (מהאנגלית. אנצפלומיופתיה מיטוכונדריאלית, חומצה לקטית ופרקים דמויי שבץ);
• תסמונת דלדול ה- DNA המיטוכונדריאלי.

תנאים כגון האטקסיה של פרידריך, יכול להשפיע על המיטוכונדריה, אך אינם קשורים לחלבונים מיטוכונדריאליים.

אֶפִּידֶמִיוֹלוֹגִיָה

כ -1 מכל 4,000 ילדים יפתחו מחלת המיטוכונדריה עד גיל 10. עד 4,000 תינוקות בשנה נולדים עם סוג של מחלה מיטוכונדריאלית. מכיוון שהפרעות המיטוכונדריה מכילות וריאציות ותתי -קבוצות רבות, כמה מחלות מיטוכונדריאליות ספציפיות נדירות מאוד.

אבחון

מחלות מיטוכונדריות מתגלות בדרך כלל על ידי ניתוח דגימות שרירים בהן נוכחותם של אברונים אלה גבוהה יותר. הבדיקות הנפוצות ביותר למחלות אלו הן:

1. סופג דרומי לרצף DNA ספציפי במדגם.
2. תגובת שרשרת פולימראז ובדיקת מוטציות ספציפיות.
3. רצף.

יַחַס

למרות שהמחקר נמשך, אפשרויות הטיפול מוגבלות כיום; ויטמינים נקבעים לרוב, אם כי הראיות ליעילותם מוגבלות. פירובט הוצע בשנת 2007 כאופציה טיפולית. N-acetylcysteine ​​הופך דפוסים רבים של תפקוד לקוי במיטוכונדריה. במקרה של הפרעות במצב הרוח, במיוחד הפרעה דו קוטבית, ההנחה היא כי N-acetylcysteine, acetyl-L-carnitine, S-adenosylmethionine, קואנזים Q10, חומצה אלפא ליפואית, קריאטין מונוהידראט ומלטונין עשויות להיות אופציות אפשריות יַחַס.

- טיפול גנטי לפני ההתעברות.

העברת ציר, בה מועבר ה- DNA הגרעיני לביצה בריאה אחרת, ומשאיר פגם DNA מיטוכונדריאלי הוא טיפול פוטנציאלי שבוצע בהצלחה קופים. באמצעות טכניקת העברת pronucleus דומה, הצליחו חוקרים מאוניברסיטת ניוקאסל, בראשות דאגלס טרנבול הושתלה DNA בריא מביצים אנושיות מנשים עם מחלות מיטוכונדריאליות לביצים לא מושפעות נשים תורמות. במקרים כאלה עולות שאלות אתיות בנוגע לאימהות ביולוגית, שכן הילד מקבל גנים ומולקולות רגולטוריות גנטיות משתי נשים שונות. השימוש בהנדסה גנטית בכדי לנסות לייצר ילדים ללא מחלות מיטוכונדריאליות שנוי במחלוקת בכמה רמות ומעלה שאלות אתיות חשובות. בשנת 2016, ילד זכר נולד במקסיקו לאם עם תסמונת ליי באמצעות העברת צירים.

בספטמבר 2012 התייעצויות פומביות הושקו בבריטניה כדי לבחון סוגיות אתיות הקשורות לכך. הנדסה גנטית אנושית שימשה בקנה מידה קטן כדי לאפשר לנשים פוריות עם פגמים מיטוכונדריאליים גנטיים להביא ילדים לעולם. ביוני 2013 הסכימה ממשלת בריטניה לנסח חקיקה שתאפשר לגליזציה של הפריה חוץ גופית איתה שימוש ב- DNA משלושה אנשים "כטיפול לתיקון או ביטול מחלות מיטוכונדריאליות המועברות ממנה אמא לילד.

תַחֲזִית

באופן כללי, מחלות מיטוכונדריאליות הן מחלות פרוגרסיביות, ומספר לא מבוטל של ילדים הסובלים מהפרעות מיטוכונדריות אינם מגיעים לבגרות. קצב ההתקדמות יכול להיות משתנה ובלתי צפוי, אך בסופו של דבר רוב החולים יפתחו נזקים מרובים באיברים.