Mitokondriális betegségek

A mitokondriális betegségek olyan örökletes betegségek  csoportja , amelyek a mitokondriumok működési zavaraihoz kapcsolódnak, és amelyek az eukarióta sejtek energiafunkcióinak károsodásához vezetnek, különösen az emberekben . 2021-ig több mint 350 gén ismeretes, amelyek ilyen betegségekhez vezetnek [1] .

Általános információk

A mitokondriális betegségeket a mitokondriumok genetikai , szerkezeti, biokémiai hibái okozzák , amelyek szöveti légzési rendellenességekhez vezetnek . Mindkét nemhez tartozó gyermekek csak a női vonalon keresztül terjednek , mivel a spermiumok a sejtmag genomjának felét a zigótához juttatják , a petesejt pedig a genom második felét és a mitokondriumokat is ellátja . A sejtenergia-anyagcsere kóros rendellenességei a Krebs-ciklus különböző láncszemeinek , a légzési láncban , a béta-oxidációs folyamatokban stb.

Nem minden enzimet és egyéb, a hatékony mitokondriális működéshez szükséges szabályozót kódol a mitokondriális DNS . A legtöbb mitokondriális funkciót a nukleáris DNS szabályozza [2] .

A mitokondriális betegségeknek két csoportja van:

• A mitokondriális fehérjékért felelős gének mutációi által okozott kifejezett örökletes szindrómák ( Bart -szindróma , Kearns-Sayre- szindróma , Pearson -szindróma , MELAS -szindróma , MERRF-szindróma és mások).
• Másodlagos mitokondriális betegségek, beleértve a sejtek energia-anyagcseréjének megzavarását, mint a patogenezis kialakulásának fontos láncszemét ( kötőszöveti betegségek , krónikus fáradtság szindróma , glikogenózis , kardiomiopátia , migrén , májelégtelenség , pancitopénia , valamint hypoparathyreosis , cukorbetegség , angolkór és mások) .

A mitokondriális betegségek öröklődése

A mitokondriumok a nukleáris génektől eltérően öröklődnek. Az egyes szomatikus sejtekben lévő nukleáris géneket általában két allél képviseli (kivéve a legtöbb nemhez kapcsolódó gént a heterogametikus nemben ). Az egyik allél az apától, a másik az anyától öröklődik. A mitokondriumok azonban saját DNS-t tartalmaznak, minden emberi mitokondrium általában a körkörös DNS-molekula 5-10 másolatát tartalmazza (lásd heteroplazma ), és minden mitokondrium az anyától öröklődik. Amikor egy mitokondrium osztódik, a DNS másolatai véletlenszerűen oszlanak el a leszármazottai között. Ha az eredeti DNS-molekulák közül csak az egyik tartalmaz mutációt, véletlenszerű eloszlás eredményeként az ilyen mutáns molekulák felhalmozódhatnak egyes mitokondriumokban. A mitokondriális betegség abban a pillanatban kezd megnyilvánulni, amikor egy adott szövet számos sejtjében észrevehető számú mitokondrium szerzi be a DNS mutált másolatait ( expressziós küszöb ).

A mitokondriális DNS mutációi különböző okokból sokkal gyakrabban fordulnak elő, mint a nukleáris DNS-ben. Ez azt jelenti, hogy a mitokondriális betegségek gyakran spontán újonnan kialakuló mutációk következtében jelentkeznek. Néha a mutációs ráta megnő a mitokondriális DNS-replikációt szabályozó enzimeket kódoló nukleáris gének mutációi miatt.

Hibák és tünetek

A mitokondriális betegségek hatásai nagyon sokrétűek. A hibás mitokondriumok különböző szervekben való eltérő eloszlása ​​miatt a mutáció az egyik személynél májbetegséghez , a másiknál ​​pedig agybetegséghez vezethet . A hiba megnyilvánulásának mértéke lehet nagy vagy kicsi, és jelentősen változhat, idővel lassan növekszik. Egyes kisebb hibák csak azt eredményezik, hogy a beteg nem tud ellenállni az életkorának megfelelő fizikai aktivitásnak , és nem kísérik súlyos fájdalmas megnyilvánulások. Más hibák veszélyesebbek lehetnek, és súlyos patológiához vezethetnek.

Általánosságban elmondható, hogy a mitokondriális betegségek kifejezettebbek, ha a hibás mitokondriumok az izmokban , az agyban és az idegszövetben lokalizálódnak [3] , mivel ezek a szervek igényelik a legtöbb energiát saját funkcióik ellátásához.

Annak ellenére, hogy a mitokondriális megbetegedések lefolyása a különböző betegeknél nagyon eltérő, e betegségeknek több fő osztályát különítették el a gyakori tünetek és a betegséget okozó specifikus mutációk alapján.

A betegségek típusai

A viszonylag gyakori mitokondriális myopathia mellett vannak:

• süketséggel kísért mitokondriális diabetes mellitus ( DAD , MIDD , MELAS szindróma ) - ezt a korai életkorban megnyilvánuló kombinációt okozhatja a mitokondriális MT-TL1 gén mutációja , de a cukorbetegséget és a süketséget mindkettő okozhatja. mitokondriális betegségek és egyéb okok;
• Leber-féle örökletes optikai neuropátia ( LHON ), amelyet a korai pubertás látásvesztése jellemez;
• Wolff-Parkinson-White-szindróma ( en:Wolff-Parkinson-White szindróma ) A WPW-szindróma nem vonatkozik mitokondriális myopathiákra.
• Leigh-szindróma vagy szubakut necrotizáló encephalomyopathia : a kezdeti normális posztnatális fejlődés után a betegség általában az első életév végén, néha felnőttkorban jelentkezik. A betegséget a testfunkciók gyors elvesztése kíséri, görcsök, tudatzavar, demencia és légzésleállás jellemzi.
• neuropathia, ataxia, retinitis pigmentosa és ptosis hu: Neuropathia, ataxia, retinitis pigmentosa és ptosis (NARP): a neuropathia progresszív tünetei , ataxia , alagútlátás és látásvesztés , ptosis , demencia ;
• Mitokondriális neurogasztrointesztinális encephalomyopathia (MNGIE): gasztrointesztinális pszeudo-elzáródás és cachexia , neuropátia , encephalopathia fehérállomány-elváltozásokkal

Diagnosztika

Az átfogó genealógiai , klinikai, biokémiai, morfológiai és genetikai elemzések elengedhetetlenek a mitokondriális betegségek diagnózisához .

A morfológiai kutatások elsősorban a szakadt, vagy durva vörös rostok jelenségére terjednek ki – mozaikszerűen szétszórt vázizomrostok, amelyekben a szarkolemma alatt és a myofibrillumok között rendellenes mitokondriumok halmozódnak fel. A mitokondriumok nagymértékben megnagyobbodtak, a cristae szervezetlenné válik. [négy]

Epidemiológia

Kezdetben az mtDNS -mutációkat rendkívül ritkáknak tartották, de egy 2008-as, 3000 egészséges újszülöttet vizsgáló, a 10 legismertebb patogén mutációt vizsgáló vizsgálat 200 emberből egynél találta ezeket , ami megváltoztatja az MT-TL1 gén működését .

Kezelés

Jelenleg a mitokondriális betegségek kezelése fejlesztés alatt áll, de elterjedt terápiás módszer a tüneti profilaxis vitaminokkal [6] . Emellett a piruvátokat is használják egyik módszerként [7] . Jelenleg a legsikeresebb a diklór-acetát alkalmazása MELFS-ben szenvedő betegek tejsavas acidózisának csökkentésére [8] .

Diétás terápia

Az étrend a patogenezistől függően készül. A zsírsavak szállításának és oxidációjának megsértése esetén gyakori és részleges étkezés javasolt az élelmiszer kalóriatartalmának csökkentésével. Károsodott piruvát-anyagcsere esetén ketogén diétát alkalmaznak az acetil-CoA hiányának pótlására. A Krebs-ciklus enzimeinek hiánya és (vagy) aktivitásának csökkenése esetén gyakori etetést alkalmaznak. Az oxidatív foszforiláció légúti láncának hiánya esetén a szénhidrátok mennyisége csökken. [nyolc]

Redox terápia

Q10 koenzim vagy analógja, idebinon, szukcinát, K3-, B1-, B2-, C-vitamin, diklór-acetát, L-karnitin bevezetése. [nyolc]

Antioxidáns terápia

E-, C-vitamin, tiolkészítmények, spironolakton. [nyolc]

Mitokondriális permeabilitás pórusgátlók

Ciklosporin A és a benzodiazepin receptorokhoz kötődő gyógyszerek. [nyolc]

Jelenleg kísérleti munkák folynak az in vitro megtermékenyítés lehetőségének tanulmányozására kiméra petesejt segítségével , amelynek sejtmagját egy mitokondriális betegségben szenvedő beteg petesejtjéből, a citoplazmát pedig egy normálisan működő mitokondriumokkal rendelkező nő petesejtjéből nyerték. magpótlás) [9] . 2016 októberében Guadalajarában (Mexikó) megszületett három szülő első gyermeke . A műtétet az egyik New York-i klinika alkalmazottai végezték [10] . 2017 januárjában a média arról számolt be, hogy Ukrajnában három szülő gyermeke született [11] . Az ilyen klinikai kísérletek nem csak az EU-országokban, hanem Oroszországban is tilosak [8] .

Lásd még

• Az örökletes betegségek listája
• heteroplazma

Jegyzetek

1. ↑ Ng YS et al. Mitokondriális betegség felnőtteknél: közelmúltbeli fejlemények és jövőbeli ígéretek // The Lancet Neurology. - 2021. - T. 20. - Nem. 7. - S. 573-584. . Letöltve: 2022. február 8. Az eredetiből archiválva : 2022. február 8.. (határozatlan)
2. ↑ Scarpulla RC A légzési génexpresszió nukleáris szabályozása emlőssejtekben  //  J Cell Biochem. : folyóirat. - 2006. - Vol. 97 , sz. 4 . - P. 673-683 . — PMID 16329141 .
3. ↑ Finsterer J. Az elsődleges mitokondriális rendellenességek hematológiai megnyilvánulásai   // Acta Haematol . : folyóirat. - 2007. - Vol. 118. sz . 2 . - 88-98 . o . - doi : 10.1159/000105676 . — PMID 17637511 .
4. ↑ Pashkov A. N., Zuikova A. A., Popov S. S. Az öröklés nem hagyományos típusai. Betegségek. - Voronyezs: Ritmus, 2020. - P. 18. - 126 p. - ISBN 978-5-6045255-6-2 .
5. ↑ Elliott HR, Samuels DC, Eden JA, Relton CL, Chinnery PF A patogén mitokondriális DNS-mutációk gyakoriak az általános populációban  // American  Journal of Human Genetics : folyóirat. - 2008. - augusztus ( 83. évf. , 2. sz.). - P. 254-260 . - doi : 10.1016/j.ajhg.2008.07.004 . — PMID 18674747 .
6. ↑ "Amikor a sejtek nem működnek" 2006. november 5-én a Time Magazine -ban
7. ↑ Tanaka M., Nishigaki Y., Fuku N., Ibi T., Sahashi K., Koga Y. Therapeutic potencial of pyruvate therapy for mitochondrial betegségek  (angolul)  : folyóirat. - 2007. - doi : 10.1016/j.mito.2007.07.002 . — PMID 17881297 .
8. ↑ 1 2 3 4 5 6 Pashkov A. N., Zuikova A. A., Popov S. S. Az öröklés nem hagyományos típusai. Betegségek. - Voronyezs: Ritmus, 2020. - S. 37-38. — 126 p. - ISBN 978-5-6045255-6-2 .
9. ↑ Helló anyák, helló  apa . The Economist (2012. október 27.). Letöltve: 2013. december 17. Az eredetiből archiválva : 2013. október 25..
10. ↑ Apa, anya és anya . N+1 Online kiadás (2016. október 20.). Letöltve: 2022. február 1. Az eredetiből archiválva : 2022. február 1.. (határozatlan)
11. ↑ Ukrajnában három szülő gyermeke született . N+1 online kiadás (2017. január 18.). Letöltve: 2022. február 1. Az eredetiből archiválva : 2022. február 1.. (határozatlan)

Linkek

Oroszul

• Yu. A. Zozulya, A. P. Cherchenko A KÖZPONTI IDEGRENDSZER MITOCHONDRIÁLIS BETEGSÉGEI (összefoglaló)  (elérhetetlen link) , teljes szöveg ukrán nyelven

Angolul

• Mito Információk az en:Muscular Dystrophy Association honlapján
• Genetika otthoni referenciája Archiválva : 2007. október 21., a Wayback Machine NLM webhely felülvizsgálata
• Áttekintés az en:Washington Egyetemen St. Louis

Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	NKC : 893660