Mitohondriju slimības: kas tas ir, piemēri, simptomi, ārstēšana, prognoze

Kas ir mitohondriju slimības?

Mitohondriju slimības Ir slimību grupa, ko izraisa disfunkcionāli mitohondriji, organoīdi, kas rada enerģiju šūnām. Mitohondriji ir atrodami visās cilvēka ķermeņa šūnās, izņemot sarkanās asins šūnas (eritrocītus), un pārveidot pārtikas molekulu enerģiju adenozīna trifosfātā (ATP), kas nodrošina lielāko daļu funkciju šūnas.

Mitohondriju slimības iegūst unikālas īpašības gan tāpēc, ka slimības bieži ir iedzimtas, gan tāpēc, ka mitohondriji ir tik svarīgi šūnu darbībai. Šo slimību apakšklasi, kam ir neiromuskulāri simptomi, dažreiz sauc par mitohondriju miopātijām.

pazīmes un simptomi

Mitohondriju slimības simptomi ir:

• slikta izaugsme;
• muskuļu koordinācijas zudums;
• muskuļu vājums;
• redzes problēmas
• dzirdes problēmas;
• nespēja mācīties;
• sirds slimības;
• aknu slimība;
• nieru slimība;
• kuņģa -zarnu trakta slimības;
• elpošanas traucējumi;
• neiroloģiskas problēmas;
• autonomā disfunkcija;
• demence.

Iegūtie apstākļi, kuros ir saistīta mitohondriju disfunkcija, ietver:

• diabēts;
• Hantingtona slimība;
• vēzis;
• Alcheimera slimība;
• Parkinsona slimība;
• bipolāriem traucējumiem, šizofrēnija, trauksmes traucējumi;
• sirds un asinsvadu slimības;
• sarkopēnija;
• hroniska noguruma sindroms.

Ķermeni un katru mutāciju modulē citi genoma varianti; mutācija, kas vienai personai var izraisīt aknu slimības, citai personai var izraisīt smadzeņu darbības traucējumus. Konkrēta defekta smagums var būt arī augsts vai zems. Daži traucējumi ietver vingrinājumu nepanesamību. Defekti bieži spēcīgāk ietekmē mitohondrijus un vairākus audus, izraisot daudzu sistēmu slimības.

Parasti mitohondriju slimības ir sliktākas, ja muskuļos ir bojāti mitohondriji, smadzenes vai nervus, jo šīs šūnas patērē vairāk enerģijas nekā vairums citu šūnu ķermenis.

Lai gan mitohondriju slimības izpausmes cilvēkiem ir ļoti atšķirīgas, ir identificētas vairākas galvenās klīniskās kategorijas. apstākļi, kuru pamatā ir visbiežāk sastopamās fenotipiskās iezīmes, simptomi un pazīmes, kas saistītas ar specifiskām mutācijām, kuras parasti ir zvaniet viņiem.

Cēloņi

Mitohondriju traucējumus var izraisīt mutācijas (iegūtas vai iedzimtas) mitohondriju DNS (mtDNS) vai kodolgēnos, kas kodē mitohondriju komponentus. Tās var būt arī iegūtās mitohondriju disfunkcijas rezultāts zāļu, infekciju vai citu vides faktoru blakusparādību dēļ.

Kodola DNS ir divas kopijas uz vienu šūnu (izņemot spermu un olas), viena kopija tiek mantota no tēva, bet otra - no mātes. Tomēr mitohondriju DNS tiek mantota tikai no mātes (ar dažiem izņēmumiem), un katra mitohondriju organelle parasti satur 2 līdz 10 mtDNS kopijas. Šūnu dalīšanās laikā mitohondriji tiek nejauši sadalīti starp divām jaunām šūnām. Šie mitohondriji veido vairāk kopiju, parasti sasniedzot 500 mitohondrijus vienā šūnā. Tā kā mtDNS tiek kopēts, izplatoties mitohondrijiem, mitohondriji var uzkrāt nejaušas mutācijas - parādību, ko sauc par heteroplazmu. Ja tikai daži no mātes mantoti mtDNS eksemplāri ir bojāti, mitohondriju sadalījums var novest pie tā, ka lielākā daļa bojāto eksemplāru atradīsies tikai vienā no jaunajām mitohondrijām. Mitohondriju slimība var kļūt klīniski acīmredzama, kad skarto mitohondriju skaits sasniedz noteiktu līmeni; šo parādību sauc par "izteiksmes slieksni".

Mitohondrijiem ir daudz tādu pašu DNS atjaunošanas ceļu kā kodoliem, bet ne visiem; tāpēc mitohondriju DNS mutācijas notiek biežāk nekā kodola DNS. Tas nozīmē, ka mitohondriju DNS patoloģijas var rasties spontāni un samērā bieži. Fermentu defekti, kas kontrolē mitohondriju DNS replikāciju (tos visus kodē kodola DNS gēni), var izraisīt arī mitohondriju DNS mutācijas.

Lielu daļu mitohondriju funkciju un bioģenēzes kontrolē kodola DNS. Cilvēka mitohondriju DNS elpošanas ķēdē kodē 13 proteīnus, bet lielāko daļu no aptuveni 1500 proteīniem un komponentiem, kas vērsti uz mitohondrijiem, kodē kodols. Kodolkodētu mitohondriju gēnu defekti ir saistīti ar simtiem klīnisko slimību fenotipu, ieskaitot anēmija, demence, arteriālā hipertensija, limfoma, retinopātija, epilepsija un nervu sistēmas attīstības traucējumi.

Jēlas universitātes zinātnieku pētījumā (publicēts 2004. gada 12. februārī). izdevumā Jaunanglijas medicīnas žurnāls) pētīja mitohondriju lomu rezistencē pret insulīns pacientu pēcnācējiem ar 2. tipa cukura diabēts. Citi pētījumi ir parādījuši, ka šis mehānisms var ietvert mitohondriju signalizācijas pārtraukšanu ķermeņa šūnās (intramiocelulārie lipīdi). Pētījums Pensingtonas Biomedicīnas pētījumu centrā Batonrūžā, Luiziānā, atklāja, ka tas, savukārt, daļēji atspējo gēnus, kas veido mitohondrijus.

Mitohondriju slimību piemēri

Mitohondriju slimību piemēri ir:

• Mitohondriju miopātija.
• Sindroms cukura diabēts un kurlums:
  • šī kombinācija agrīnā vecumā var būt saistīta ar mitohondriju slimību;
  • Cukura diabēts un kurlums var rasties vienlaikus citu iemeslu dēļ.
• Lēbera iedzimta optiskā neiropātija:
  • redzes zudums jaunībā;
  • acu slimība, kurai raksturīgs progresējošs centrālās redzes zudums redzes nervu un tīklenes deģenerācijas dēļ;
  • Somijā skar 1 no 50 000 cilvēku.
• Lī sindroms, subakūta sklerozējošā encefalopātija:
  • pēc normālas bērna attīstības slimība parasti sākas pirmā dzīves gada beigās, lai gan sākums var notikt pieaugušā vecumā;
  • ir strauja funkciju samazināšanās, ko papildina konvulsīvi krampji, izmainīts apziņas stāvoklis, demence un elpošanas mazspēja.
• Neiropātija, ataksija, pigmentozes retinīts un ptoze (no angļu valodas. Neiropātija, ataksija un pigmentālais retinīts [NARP sindroms]):
  • progresējoši simptomi, kā aprakstīts akronīmā
  • demence.
• Mitohondriju neiro -kuņģa -zarnu trakta encefalopātijas sindroms (MNGIE):
  • zarnu pseido obstrukcija;
  • neiropātija.
• Miokloniskā epilepsija ar sarkanām muskuļu šķiedrām (MERRF sindroms) Miokloniskā epilepsija ar nelīdzenām sarkanām šķiedrām):
  • progresējoša miokloniskā epilepsija;
  • “Saplēstas sarkanās šķiedras” ir bojātu mitohondriju uzkrājumi, kas uzkrājas muskuļu šķiedras sub-sarkolemmālais reģions un parādās, kad muskuļi ir iekrāsoti ar modificētu trihromu Gomori krāsošana;
  • īss augums;
  • dzirdes zaudēšana;
  • pienskābes acidoze;
  • fiziskās aktivitātes nepanesamība.
• MELAS sindroms (no angļu valodas. Mitohondriju encefalomiopātija, laktātacidoze un insultam līdzīgas epizodes);
• Mitohondriju DNS izsīkuma sindroms.

Nosacījumi, piemēram,. Frīdriha ataksija, var ietekmēt mitohondrijus, bet nav saistīti ar mitohondriju proteīniem.

Epidemioloģija

Apmēram 1 no 4000 bērniem līdz 10 gadu vecumam attīstīsies mitohondriju slimība. Gadā piedzimst līdz 4000 mazuļiem ar kādu mitohondriju slimību. Tā kā mitohondriju traucējumi satur daudzas variācijas un apakškopas, dažas specifiskas mitohondriju slimības ir ļoti reti sastopamas.

Diagnostika

Mitohondriju slimības parasti nosaka, analizējot muskuļu paraugus, kuros šo organellu klātbūtne ir lielāka. Visizplatītākie šo slimību testi ir:

1. Southern blotēšana noteiktai DNS secībai paraugā.
2. Polimerāzes ķēdes reakcija un noteiktu mutāciju pārbaude.
3. Secība.

Ārstēšana

Lai gan pētījumi turpinās, ārstēšanas iespējas pašlaik ir ierobežotas; bieži tiek izrakstīti vitamīni, lai gan pierādījumi par to efektivitāti ir ierobežoti. Piruvāts tika piedāvāts 2007. gadā kā ārstēšanas iespēja. N-acetilcisteīns maina daudzus mitohondriju disfunkcijas modeļus. Garastāvokļa traucējumu, jo īpaši bipolāru traucējumu gadījumā tiek pieņemts, ka N-acetilcisteīns, acetil-L-karnitīns, S-adenozilmetionīns, koenzīms Q10, alfa liposkābe, kreatīna monohidrāts un melatonīns var būt iespējamās iespējas ārstēšana.

- Gēnu terapija pirms ieņemšanas.

Vārpstas pārnešana, kurā kodola DNS tiek pārnesta uz citu veselīgu olu, atstājot bojātu mitohondriju DNS ir potenciāla ārstēšana, kas ir veiksmīgi veikta pērtiķi. Izmantojot līdzīgu pronucleus pārnešanas paņēmienu, Ņūkāslas universitātes pētnieki Duglasa Tērnbula vadībā ir veiksmīgi pārstādīja veselīgu DNS no cilvēka olām no sievietēm ar mitohondriju slimībām neskartās olās donoru sievietes. Šādos gadījumos rodas ētiski jautājumi par bioloģisko mātes stāvokli, jo bērns saņem gēnus un gēnu regulējošās molekulas no divām dažādām sievietēm. Gēnu inženierijas izmantošana, mēģinot radīt bērnus bez mitohondriju slimībām, dažos gadījumos ir pretrunīga un rada svarīgus ētikas jautājumus. 2016. gadā vīrietis piedzima Meksikā mātei ar Lī sindromu, izmantojot vārpstas pārnesi.

2012. gada septembrī Apvienotajā Karalistē ir uzsākta sabiedriskā apspriešana, lai izpētītu saistītos ētikas jautājumus. Cilvēka gēnu inženierija ir izmantota nelielā apjomā, lai neauglīgām sievietēm ar ģenētiskiem mitohondriju defektiem varētu būt bērni. 2013. gada jūnijā Apvienotās Karalistes valdība piekrita izstrādāt tiesību aktu projektus, lai legalizētu IVF ar izmantojot DNS no trim cilvēkiem "kā ārstēšanu, lai labotu vai novērstu mitohondriju slimības, kas tiek pārnestas no māte bērnam.

Prognoze

Kopumā mitohondriju slimības ir progresējošas slimības, un ievērojams skaits bērnu ar mitohondriju traucējumiem nesasniedz pilngadību. Progresēšanas ātrums var būt mainīgs un neparedzams, taču lielākajai daļai pacientu galu galā attīstīsies vairāki orgānu bojājumi.