Митохондријске болести: шта је то, примери, симптоми, лечење, прогноза

Шта су митохондријске болести?

Митохондријалне болести Група је болести узрокованих дисфункционалним митохондријама, органелима који стварају енергију за ћелије. Митохондрије се налазе у свим ћелијама људског тела осим црвених крвних зрнаца (еритроцита) и претвара енергију молекула хране у аденозин трифосфат (АТП), који пружа већину функција ћелије.

Митохондријске болести попримају јединствене карактеристике и зато што су болести често наследне и зато што су митохондрије толико важне за функцију ћелија. Подразред ових болести које имају неуромишићне симптоме понекад се назива и митохондријске миопатије.

Знаци и симптоми

Симптоми митохондријске болести укључују:

• слаб раст;
• губитак координације мишића;
• слабост мишића;
• проблеми са видом
• проблеми са слухом;
• немогућност учења;
• срчана обољења;
• обољење јетре;
• обољење бубрега;
• гастроинтестиналне болести;
• респираторни поремећаји;
• неуролошки проблеми;
• аутономна дисфункција;
• деменција.

Стечена стања у која је имплицирана митохондријска дисфункција укључују:

• дијабетес;
• Хантингтонова болест;
• рак;
• Алцхајмерова болест;
• Паркинсонова болест;
• биполарни поремећај, схизофренија, анксиозни поремећаји;
• кардиоваскуларне болести;
• саркопенија;
• синдром хроничног умора.

Тело и свака мутација су модулиране другим варијантама генома; мутација која може изазвати обољење јетре код једне особе може изазвати поремећај мозга код друге особе. Озбиљност одређеног дефекта такође може бити висока или ниска. Неки поремећаји укључују нетолеранцију на вежбе. Дефекти често снажније утичу на митохондрије и више ткива, што доводи до више системских болести.

Обично су митохондријске болести горе ако су дефектне митохондрије присутне у мишићима, мозга или живаца, јер ове ћелије троше више енергије од већине других ћелија Тело.

Иако се митохондријске болести у великој мери разликују по манифестацији од особе до особе, идентификовано је неколико главних клиничких категорија. стања заснована на најчешћим фенотипским особинама, симптомима и знацима повезаним са специфичним мутацијама, које су обично зови их.

Узроци

Митохондријски поремећаји могу бити узроковани мутацијама (стеченим или наслеђеним) у митохондријској ДНК (мтДНК) или нуклеарним генима који кодирају митохондријске компоненте. Они такође могу бити резултат стечене митохондријске дисфункције услед нежељених ефеката лекова, инфекција или других фактора околине.

Нуклеарна ДНК има две копије по ћелији (осим сперме и јаја), једна копија је наслеђена од оца, а друга од мајке. Међутим, митохондријска ДНК је наслеђена само од мајке (уз неколико изузетака), а свака митохондријска органела обично садржи 2 до 10 копија мтДНК. Током ћелијске деобе, митохондрије се насумично деле између две нове ћелије. Ове митохондрије праве више копија, типично достижући 500 митохондрија по ћелији. Пошто се мтДНА копира када се митохондрије размножавају, оне могу акумулирати насумичне мутације - феномен који се назива хетероплазма. Ако је само неколико копија мтДНА наслеђене од мајке неисправно, митохондријска деоба може довести до чињенице да ће већина неисправних копија бити у само једној од нових митохондрија. Митохондријална болест може постати клинички очигледна када број захваћених митохондрија достигне одређени ниво; ова појава се назива „праг изражавања“.

Митохондрије поседују многе исте путеве поправљања ДНК као језгра, али не све; стога се мутације чешће јављају у митохондријској ДНК него у нуклеарној ДНК. То значи да се абнормалности митохондријске ДНК могу јавити спонтано и релативно често. Дефекти ензима који контролишу репликацију митохондријске ДНК (сви су кодирани нуклеарним генима ДНК) такође могу изазвати мутације у митохондријској ДНК.

Велики део митохондријске функције и биогенезе контролише нуклеарна ДНК. Људска митохондријска ДНК кодира 13 протеина у респираторном ланцу, док је већина од приближно 1.500 протеина и компоненти које циљају на митохондрије кодирана језгром. Дефекти нуклеарно кодираних митохондријских гена повезани су са стотинама клиничких фенотипа болести, укључујући анемија, деменција, артеријска хипертензија, лимфом, ретинопатија, епилепсија и развојни поремећаји нервног система.

У студији научника са Универзитета Јејл (објављеној 12. фебруара 2004. у издању Нев Енгланд Јоурнал оф Медицине) проучавао је улогу митохондрија у отпорности на инсулин код потомака пацијената са дијабетес типа 2. Друге студије су показале да овај механизам може укључивати прекидање митохондријске сигнализације у ћелијама тела (интрамиоцелуларни липиди). Студија у Пеннингтон центру за биомедицинска истраживања у Батон Роугеу у Луизијани открила је да то заузврат делимично онемогућава гене који стварају митохондрије.

Примери митохондријалних болести

Примери митохондријалних болести укључују:

• Митохондријска миопатија.
• Синдром шећерна болест и глувоћа:
  • ова комбинација у раном добу може бити повезана са митохондријском болешћу;
  • дијабетес мелитус и глувоћа могу се појавити истовремено из других разлога.
• Леберова наследна оптичка неуропатија:
  • губитак вида почевши од младости;
  • очна болест коју карактерише прогресивни губитак централног вида услед дегенерације оптичких нерава и ретине;
  • погађа 1 од 50.000 људи у Финској.
• Леигх -ов синдром, субакутна склерозирајућа енцефалопатија:
  • након нормалног развоја детета, болест обично почиње крајем прве године живота, иако се почетак може јавити у одраслој доби;
  • долази до брзог смањења функције, што је праћено конвулзивним нападима, промењеним стањем свести, деменцијом и респираторном инсуфицијенцијом.
• Неуропатија, атаксија, ретинитис пигментоса и птосис (са енглеског. Неуропатија, атаксија и пигментозни ретинитис [НАРП синдром]):
  • прогресивни симптоми описани у акрониму
  • деменција.
• Синдром митохондријалне неурогастроинтестиналне енцефалопатије (МНГИЕ):
  • цревна псеудо-опструкција;
  • неуропатија.
• Миоклонска епилепсија са подераним црвеним мишићним влакнима (МЕРРФ синдром) Миоклонична епилепсија са искрзаним црвеним влакнима):
  • прогресивна миоклонична епилепсија;
  • "Истргана црвена влакна" су акумулације оштећених митохондрија које се накупљају у суб-сарколемална регија мишићног влакна и појављују се када је мишић обојен модификованом трихромијом Гомори бојење;
  • низак раст;
  • губитак слуха;
  • млечна ацидоза;
  • нетолеранција према физичкој активности.
• МЕЛАС синдром (од енглеског. Митохондријска енцефаломиопатија, лактацидоза и епизоде ​​сличне можданом удару);
• Синдром исцрпљивања митохондријске ДНК.

Услови као што су Фридрихова атаксија, могу утицати на митохондрије, али нису повезане са митохондријским протеинима.

Епидемиологија

Око 1 од 4.000 деце ће развити митохондријалну болест до 10. године. Годишње се роди до 4.000 беба са неком врстом митохондријске болести. Будући да митохондријски поремећаји садрже многе варијације и подскупове, неке специфичне митохондријске болести су врло ретке.

Дијагностика

Митохондријске болести се обично откривају анализом узорака мишића у којима је присуство ових органела веће. Најчешћи тестови за ове болести су:

1. Соутхерн блоттинг за специфичну секвенцу ДНК у узорку.
2. Полимеразе Ланчана реакција и тестирање на специфичне мутације.
3. Секвенционирање.

Лечење

Иако су истраживања у току, могућности лечења су тренутно ограничене; витамини се често прописују, иако су докази о њиховој ефикасности ограничени. Пируват је предложен 2007. године као опција лечења. Н-ацетилцистеин поништава многе обрасце дисфункције митохондрија. У случају поремећаја расположења, посебно биполарног поремећаја, претпоставља се да Н-ацетилцистеин, ацетил-Л-карнитин, С-аденозилметионин, коензим К10, алфа липоична киселина, креатин монохидрат и мелатонин могу бити потенцијалне опције лечење.

- Генска терапија пре зачећа.

Пренос вретена, у којем се нуклеарна ДНК преноси у друго здраво јаје, остављајући неисправан митохондријска ДНК је потенцијални третман који је успешно спроведен мајмуни. Користећи сличну технику преношења пронуклеуса, истраживачи са Универзитета у Невцастлеу, предвођени Доугласом Турнбуллом, успешно су пресађена здрава ДНК из људских јаја жена са митохондријским болестима у неоштећена јаја жене донаторке. У таквим случајевима постављају се етичка питања у вези биолошког мајчинства, јер дијете прима гене и молекуле регулатора гена од двије различите жене. Употреба генетског инжењеринга у покушају да се деца ослободе митохондријалних болести контроверзна је у неким деловима и поставља важна етичка питања. У 2016. години у Мексику је рођено мушко дете од мајке са Леигх -овим синдромом помоћу вретенастог преноса.

У септембру 2012 у Великој Британији је покренута јавна консултација ради истраживања сродних етичких питања. Људски генетски инжењеринг је коришћен у малом обиму како би се неплодним женама са генетским митохондријским дефектима омогућило да имају децу. У јуну 2013. године, британска влада сложила се да изради нацрт закона за легализацију вантелесне оплодње користећи ДНК три особе "као третман за исправљање или уклањање митохондријалних болести које се преносе са мајка детету.

Прогноза

Генерално, митохондријске болести су прогресивне болести, а значајан број деце са митохондријским поремећајима не достиже пунолетност. Брзина прогресије може бити промјењива и непредвидива, али већина пацијената ће на крају развити вишеструко оштећење органа.