Мітохондріальні захворювання – це

Мітохондріальні захворювання— група спадкових захворювань, пов'язаних з дефектами у функціонуванні мітохондрій, що призводять до порушень енергетичних функцій у клітинах еукаріотів, зокрема людини.

Зміст

Загальні відомості

Мітохондріальні захворюванняобумовлені генетичними, структурними, біохімічними дефектами мітохондрій, що призводять до порушень тканинного дихання. Вони передаються тільки по жіночій лінії до дітей обох статей, оскільки сперматозоїди передають зиготі половину ядерного геному, а яйцеклітина постачає і другу половину геному, і мітохондрії. Патологічні порушення клітинного енергетичного обміну можуть виявлятися як дефектів різних ланок у циклі Кребса, в дихальної ланцюга, процесах бета-окислення тощо.

Не всі ферменти та інші регулятори, необхідні для ефективного функціонування мітохондрій, кодуються мітохондріальною ДНК. Більшість мітохондріальних функцій контролюється ядерною ДНК [1] .

Можна виділити 2 групи мітохондріальних захворювань:

Яскраво виражені спадкові синдроми, обумовлені мутаціямигенів, відповідальних за мітохондріальні білки (синдром Барта, синдром Кернса-Сейра, синдром Пірсона, синдром MELAS, синдром MERRF та інші).
«Вторинні мітохондріальні захворювання», що включають порушення клітинного енергообміну як важливу ланку формування патогенезу (хвороби сполучної тканини, синдром хронічної втоми, глікогеноз, кардіоміопатія, мігрень, печінкова недостатність, панцитопенія, а також гіпопаратиреоз, діабет ).

Спадкування мітохондріальних хвороб

Мітохондрії успадковуються інакше, ніж ядерні гени.Ядерні гени в кожній соматичній клітині зазвичай представлені двома алелями (за винятком більшості зчеплених зі статтю генів у гетерогаметної статі). Один аллель успадкований від батька, інший від матері. Однак мітохондрії містять власну ДНК, причому в кожній мітохондрії людини зазвичай міститься від 5 до 10 копій кільцевої молекули ДНК (див. Гетероплазмія), і всі вони успадковуються від матері. Коли мітохондрія ділиться, копії ДНК випадково розподіляються між її нащадками, а потім відбувається подвоєння ДНК. Якщо тільки одна з вихідних молекул ДНК містить мутацію, в результаті випадкового розподілу такі мутантні молекули можуть накопичитися в деяких мітохондріях. Мітохондріальна хвороба починає проявлятися в той момент, коли помітна кількість мітохондрій у багатьох клітинах цієї тканини набувають мутантних копій ДНК (порогова експресія).

Мутації в мітохондріальній ДНК відбуваються, з різних причин, набагато частіше, ніж у ядерній. Це означає, що мітохондріальні хвороби досить часто виявляються через спонтанні мутації. Іноді темп мутування збільшується через мутації в ядерних генах, що кодують ферменти, які контролюють реплікацію ДНК мітохондрій.

Дефекти та симптоми

Ефекти мітоходріальних захворювань дуже різноманітні. Через різний розподіл дефектних мітохондрій у різних органах, мутація в однієї людини може призвести до захворювання печінки, а в іншої — до захворювання мозку. Величина прояву дефекту може бути великою або малою, і вона може суттєво змінюватись, повільно наростаючи у часі. Деякі невеликі дефекти призводять лише до нездатності пацієнта витримувати фізичне навантаження, що відповідає його віку, і не супроводжуються серйозними хворобливимипроявами. Інші дефекти можуть бути небезпечнішими, призводячи до серйозної патології.

У загальному випадку, мітоходріальні захворювання виявляються сильнішими при локалізації дефектних мітохондрій у м'язах, мозку, нервовій тканині, [2] оскільки ці органи вимагають найбільше енергії для виконання відповідних функцій.

Незважаючи на те, що перебіг мітохондріальних захворювань сильно відрізняються у різних пацієнтів, на підставі загальних симптомів та конкретних мутацій, що викликають хворобу, виділено декілька основних класів цих захворювань.

Типи захворювань

Крім щодо поширеної мітохондріальної міопатії, зустрічаються:

Мітохондріальний цукровий діабет, що супроводжується глухотою (DAD, MIDD, синдром MELAS) - це поєднання, що виявляється в ранньому віці, може бути викликане мутацією мітохондріального гена MT-TL1, але цукровий діабет і глухота можуть бути спричинені як мітохондріальними захворюваннями, так і
спадкова оптична нейропатія Лебера (en: Leber's hereditary optic neuropathy (LHON)), що характеризується втратою зору у ранньому пубертатному періоді;
синдром Вольфа-Паркінсона-Уайта (en:Wolff-Parkinson-White syndrome)
розсіяний склероз та подібні до нього захворювання; [джерело не вказано 371 день]
синдром Лея (Leigh) або підгостра некротизуюча енцефаломіопатія: Після початку нормального постнатального розвитку організму хвороба зазвичай розвивається наприкінці першого року життя, але іноді проявляється у дорослих. Хвороба супроводжується швидкою втратою функцій організму та характеризується судомами, порушеним станом свідомості, деменцією, зупинкою дихання.
"Нейропатія, атаксія, retinitis pigmentos і птоз" en:Neuropathy, ataxia, retinitispigmentosa, and ptosis (NARP): прогресуючі симптоми нейропатії, атаксії, тунельний зір та втрата зору, птоз, деменція;
Мітохондріальна нейрогастроінтенстинальна енцефалопатія en:Mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy (MNGIE): гастроінтестинальна псевдообструкція та кахексія, нейропатія, енцефалопатія зі змінами білої речовини головного мозку

Діагностика

Для встановлення діагнозу мітохондріального захворювання важливий комплексний генеалогічний, клінічний, біохімічний, морфологічний та генетичний аналіз.

Епідеміологія

Спочатку мутації мтДНК вважалися вкрай рідкісними, проте дослідження 3000 здорових новонароджених на 10 найбільш відомих патогенних мутацій, проведене в 2008 році, виявило такі в однієї людини з 200. [3] «Гарячою точкою» в мтДНК , Що змінює функціонування гена MT-TL1

В даний час лікування мітохондріальних захворювань знаходиться в стадії розробки, але поширеним терапевтичним методом є симптоматична профілактика за допомогою вітамінів [4] . Також як один з методів застосовуються пірувати [5] .

Оскільки в сперматозоїді, який вносить половину хромосом майбутнього організму, міститься мало мітохондрій, мітохондріальна спадковість визначається переважно мітохондріями яйцеклітини. Зараз проводяться експериментальні роботи з екстракорпорального (in vitro) запліднення з використанням перенесення ядра заплідненої яйцеклітини в без'ядерну цитоплазму іншої яйцеклітини з мітохондріями, що нормально функціонують (заміна ядра).