Co to jest zespół mitochondrialny? Przyczyny, objawy, terapia, prognozy

Informacje genetyczne są bardzo niestabilne. Jedna z podstawowych zasad genetyki mówi, że zmienność jest głównym czynnikiem rozwoju wszystkich żywych istot. Mutacje są niezbędne dla przetrwania gatunku. Jednak niektóre odmiany, w szczególności w mitochondriach, prowadzą do negatywnych modyfikacji natury genetycznej. To jest przyczyna choroby, zwanej zespołem mitochondrialnym.

Takie choroby nie są tak powszechne, ale wynik większości mitochondrialnych zespołów DNA jest wyjątkowo niekorzystny.

Mitochondria. Ich funkcje w komórce

Przypomnij sobie podstawy biologiczne. Mitochondria to organelle w ludzkiej komórce, które ma swój własny kod DNA. Zawsze przekazywane mitochondria od matki. Niesie jej matczyne jajo. Mitochondria niezależnie dzielą się w komórce i wielokrotnie powtarzają swój zestaw DNA, który ma około 30 kopii.

Genom mitochondrialny ma do dyspozycji 22 genów dla własnego RNA transportowego; 13 - dla polipeptydów, które są zawarte w kompleksach nadcząsteczkowych, które zapewniają oddychanie organelli; 2 geny dla osobistego RNA.

Najważniejszą wartością tego organelli jest to, że wytwarza ATP. Mówiąc najprościej, jest to "elektrownia" w naszym ciele, bez niej komórki nie mogą w pełni funkcjonować; szybko "zestarzeć się" i umrzeć.

Co to jest zespół mitochondrialny?

Kiedy rozpoczyna się działanie tych małych "jednostek mocy", zaczynają się problemy z wymianą energii w komórce. W łagodniejszych formach naruszenia osoba po prostu nie wytrzymuje obciążeń fizycznych, które powinien tolerować z wiekiem.

Jednak poważniejsze naruszenia wywołują nieodwracalne zmiany w wymianie energii, aw rezultacie poważne zakłócenia komórek.

Zespół mitochondrialny to zespół chorób związanych z różnymi wrodzonymi uszkodzeniami mitochondriów.

Przyczyny zespołu

Organelle takie jak mitochondria są podzielone inaczej. Rekombinacja genów nie jest w nich nieodłączna, ale tempo mutacji jest znacznie wyższe. Podczas podziału mitochondriów dystrybucja genów między nowymi komórkami jest całkowicie przypadkowa. Prawdopodobieństwo wystąpienia mutacji od 1 do 99%. I nie ma sposobu, żeby to przewidzieć.

A im więcej ginących genów, tym większe prawdopodobieństwo naruszenia. Ponieważ mitochondria są dziedziczone przez matkę, dzieci obu płci cierpią na mutację w jej ciele. I nie selektywnie, 1 lub 2. Istnieje możliwość, że wszystkie dzieci będą miały nieprawidłowy rozwój narządu.

Mutacje są podzielone na dwa typy. Większość białek jest "zaszyfrowanych" w jądrowym DNA, który można również zmodyfikować z niejasnych powodów. W związku z tym mają wspólne zespoły wywołane zarówno przez mutacje zwykłego mitochondrialnego kołowego DNA jak i jądrowego.

Symptomatologia

Określenie wyraźnego zestawu objawów związanych z chorobą, taką jak zespół mitochondrialny, jest dość trudne. Faktem jest, że zmutowane organelle mogą znajdować się w absolutnie dowolnej komórce dowolnego organu. A im więcej się gromadzą, tym bardziej zakłócają pracę tego ciała i całego systemu, do którego ono przynależy. W mitochondrologii zwykle rozpowszechnia się zespoły w zależności od rodzaju dotkniętej tkanki i rodzaju mutacji mitochondrialnych.

Zwykle dotyczy to narządów i układów, które najbardziej potrzebują stałego zaopatrzenia w tlen - są to mózg i centralny układ nerwowy, wątroba, serce, mięśnie. Brak energii powoduje, że mięśnie szkieletowe nie wspierają ciała w pozycji pionowej. W niektórych przypadkach pojawiają się nawet skurcze mięśni.

Zdarza się, że mitochondria są tak słabe w swojej pracy, że osoba, która otrzymała taki zestaw organelli od swojej matki jest całkowicie obłożnie chora. W niektórych syndromach, które opisujemy, osoba cierpi na mioklonie, hepatopatię, drgawki i z demencją czasu, i to w bardzo młodym wieku. Takie objawy wskazują na zespół wyczerpania mitochondrialnego.

Najbardziej prawdopodobne nieprawidłowości w mutacjach mitochondrialnych

W sumie zidentyfikowano już wiele postaci chorób, które są spowodowane mutacją mitochondriów. Na przykład, gdy struktura mięśniowa jest dotknięta, napady padaczkowe są diagnozowane na tle niedorozwoju mięśni. Co więcej, struktura mięśniowa jest nie tylko uszkodzona, ale wygląda pod mikroskopem jako słabo rozwinięte czerwone włókna. Zanik mięśni w tym przypadku nazywana jest miopatią mitochondrialną. Jest to najczęstsze zaburzenie w zaburzeniach mitochondrialnych. Jeśli dotyczy to mięśnia sercowego - kardiomiopatię, stwierdza się patologiczne procesy w mózgu - rejestruje się encefalopatię.

Co to jest zespół mitochondrialnego encefalopatii? Zespół ten diagnozowany jest w przypadku zaburzeń w genach - tRNA, MTND1, 4-6, MTCYB. To zakłóca pracę całego układu nerwowego.

Wraz z encefalopatią obserwuje się również objawy, takie jak kwasica mleczanowa lub śpiączka kwasu mlekowego. To jest komplikacja, kiedy kwas mlekowy zaczyna dostać się do krwi.

Takie stany są również niebezpieczne u pacjentów z zespołem zaburzeń mitochondrialnych, takich jak częste i złośliwe migreny, u dzieci występują opóźnienia rozwoju umysłowego i motorycznego, głuchota, ataksja (problemy z równowagą).

Objawy nie są tak dobrze zbadane, ponieważ niedawno odkryto choroby związane z mitochondriami. Ale opowiemy o znanych zespołach, których objawy kliniczne próbują leczyć.

Zespół MELAS

MELAS (MELAS) - encefalopatia (problemy z centralnym układem nerwowym), kwasica mleczanowa, a dodatkowo udary. Istnieje zespół, zarówno u niemowląt, jak iu dorosłych. Ale częściej objawy zaczynają pojawiać się gdzieś od 5 do 15 lat. Jakie są te objawy? Są one wymienione w nazwie zespołu. Pacjent nagle rozpoczyna wiele uderzeń w obszarach skroniowym i ciemieniowym mózgu. Przyłącz się do uderzeń i problemów neurologicznych. Następnie pojawia się osłabienie mięśni, utrata słuchu. Częste skurcze mięśni są możliwe.

Przyczyną tego zespołu jest zastąpienie genu mitochondrialnego na pozycji 3243. Leczenie jest możliwe tylko objawowo, to jest wspomagająco.

Mitochondrialne zespoły delecji DNA

Zacznijmy opis choroby, takiej jak zespół Kearnsa-Sayre'a, począwszy od wieku 4 lat. Syndrom manifestuje się następująco:

• postępująca oftalmoplegia;
• ataksja;
• przedsionkowo-komorowy blok serca (spowolnienie przenoszenia impulsów z jednej komory serca na drugą);
• barwnikowe zapalenie siatkówki;
• ta sama czerwona zgrywanie tkanki mięśniowej.

Następujący zespół, mający te same "korzenie" - zespół Pearsona, który przejawia się inaczej:

• niedokrwistość niedokrwienna, pierwszy i najbardziej niebezpieczny objaw;
• dysfunkcja trzustki;
• pogorszenie wzroku jest później możliwe;
• zaburzenia w szpiku kostnym;
• pojawienie się demencji.

Zespół Pearsona jest wywoływany, podobnie jak zespół Kernsa-Sayre'a, przez delecje mitochondrialnego DNA. Delecje to takie zmiany w chromosomalnym zestawie genów, w których część materiału genu została całkowicie utracona.

Te allele, które zmutowały lub utraciły części chromosomów nie powinny pojawiać się jako dominujące. Ale w mitochondrialnym DNA wszystkie procesy są chaotyczne, mutacja zachodzi zbyt szybko. Niektórzy naukowcy uważają nawet, że mitochondria nie są organellami, ale bakterie, które kiedyś dostały się do organizmu ludzkiego i całkowicie osiadły, stworzyły symbiotyczną więź z komórką i zaczęły jej służyć. Teoria ta jest zasugerowana przez fakt, że mitochondria mają swój własny, odrębny kolisty DNA.

Mutacje punktowe

Zespoły wywołane przez zmiany punktowe w matczynych mitochondriach obejmują zespół MERRF, NAPR, wspomnianą wcześniej MELAS i chorobę, taką jak atrofia nerwu wzrokowego Lebera.

Zespół mitochondrialny MERRF - jakie są jego cechy?

• Istnieje ataksja - naruszenie koordynacji, prawdopodobnie związane z problemami móżdżku. Człowiek ma niewielką kontrolę nad jego ruchami w przestrzeni.
• Objawy padaczki mioklonicznej.
• Zanik nerwu wzrokowego (ślepota od urodzenia) i głuchota.
• Kwasica mleczanowa.
• Upośledzona wrażliwość.
• Początek choroby występuje w wieku 3 lat.

Następnym rodzajem choroby, NAPR, jest neuropatia, ataksja oraz pigmentus retinitis. Wraz z tym zespołem rozwija się dziecko w rozwoju psychoruchowym i demencji.

Zespół deplecji DNA

Syndrom wyczerpania DNA mitochondrialnego jest bardzo rzadką chorobą. Dziecko z taką dziedziczną chorobą zostało wyłączone od dzieciństwa. Te zespoły są również podzielone na wiele gatunków.

Wiele dzieci umiera z powodu wielu wad rozwojowych narządów wewnętrznych, zanim osiągną wiek 3 lat. Uzyskanie takich "okaleczonych" mitochondriów od matki występuje w autosomalnym recesywnym trybie dziedziczenia. Genetyka jest przekonana, że ​​w takich przypadkach występuje wiele skreśleń.

Zespół ten nazywany jest również w kręgach naukowych - zespół depresji mitochondrialnej DNA. Choroba objawia się natychmiast u noworodka. Dziecko chore ma następujące nieprawidłowości rozwojowe:

1. Ciężka hepatopatia - naruszenie wątroby.
2. Wrodzona miopatia, wyrażona znacznym osłabieniem mięśni.
3. Kardiomiopatia - problemy w pracy mięśnia sercowego.
4. Zanik mięśni i brak odruchów ścięgnistych.

Główną przyczyną takich chorób jest defekt w związku międzygatunkowym (komunikacja).

Istnieje genetyka i coś takiego jak zespół depresji mitochondrialnego DNA. Ubytek jest synonimem wyczerpania w genetyce. Przy tak ciężkim syndromie materiał genetyczny mitochondriów jest zubożony w 70-98%. Opisane po raz pierwszy nie tak dawno temu, w 1991 roku.

Co dzieje się z dzieckiem? W okresie noworodkowym manifestuje się już kwasica mleczanowa, hipoalbuminemia (gwałtowny spadek albuminy we krwi), obrzęk i ciężka niewydolność wątroby. Niektórzy pacjenci byli obserwowani i drgawki. Objawem widocznym gołym okiem jest silne niedociśnienie mięśniowe. Wszystkie dzieci urodzone z takimi objawami nie dożyły roku.

Powód jest uważany za naruszenie odpowiedzialnego genu Replikacja DNA. Jego "niewłaściwa" praca prowadzi do tego, że prawie wszystkie mitochondria mutują i nie spełniają swoich funkcji. Typ dziedziczenia delecji mitochondrialnego DNA może być autosomalny recesywny lub autosomalny dominujący.

Nieprawidłowości w jądrach DNA

Oprócz tych zespołów mitochondrialnych, istnieją inne związane z nieprawidłowościami w jądrowym DNA. Jest ich również bardzo dużo: Menkes, Leah, Alpers, różne niedobory. Wszyscy mają progresywny kurs. Najbardziej niebezpieczny jest zespół Leii, w którym dziecko praktycznie nie jest zdolne do życia od urodzenia.

Zespół mitochondrialny u dzieci

Większość chorób rozpoczyna się we wczesnym dzieciństwie. Głównie dominuje miopatia, z powodu której dzieci nie mogą poruszać się samodzielnie i cierpią z powodu bólu mięśni. Kardiomiopatia - dysfunkcja mięśnia sercowego również jest dość powszechna.

Zespół mitochondrialny u dziecka, jeśli dolegliwości nie są zbyt poważne i nie zagrażają zdrowiu, przez całe życie powoduje lęk i zakłóca normalny rozwój. Te dzieci potrzebują działań socjalizacyjnych. Ważne jest dla nich rozwijanie mięśni szkieletowych, ale nie metodami sportowymi (ponieważ wiele z nich ma mięsień sercowy), ale dzięki pływaniu z delfinami. Dlatego utworzono specjalny fundusz dla takich dzieci, w których pieniądze są otrzymywane od organizacji charytatywnych.

Jedną z form zespołu depresji mitochondrialnego DNA jest chory chłopiec o imieniu Charlie Guard, urodzony w 2016 roku. Od urodzenia nie może połknąć, jeść, oddychać. Jego stan jest całkowicie kontrolowany przez lekarzy, a jego rodzice desperacko walczą o życie. Chociaż jest mało nadziei. Ma wrodzoną hepatopatię, jest ślepy i ma ubytek słuchu. Jego rodzice mają nadzieję na nowoczesne metody leczenia. Zespół ten otrzymał również "popularną" nazwę - syndrom mitochondrialny Charliego.

Jednak zespół mitochondrialnego niedoboru DNA jednoznacznie prowadzi do zgonu. Lekarze ostrzegają o tym rodziców natychmiast po postawieniu diagnozy. Wielokrotne zmiany narządów i układów uniemożliwiają normalne życie takim dzieciom. Dlatego niezwykle ważne jest, aby kobieta przed zajściem w ciążę poddała się analizie genetycznej mutacji w mitochondriach.

Testy diagnostyczne

Rozpoznanie takich zespołów jest trudnym zadaniem dla lekarzy. Podczas diagnozy znaczenie wszechstronnej analizy różnych wskaźników. Badanie genetyczne, biochemiczne, morfologiczne przeprowadza się oddzielnie, a następnie zebrane są wszystkie dane. Nawet genealogia dziecka jest badana.

Aby uzyskać dokładną poradę medyczną, musisz również przeprowadzić wiele testów, aby zmierzyć różne wskaźniki. Na przykład sprawdza się proporcję w osoczu krwi / mleczanu / pirogronianu. W końcu brak pirogronianu i przewaga mleczanów może oznaczać początek kwasicy mleczanowej. Bardzo ważne jest, aby znać lekarza o stosunku ciał ketonowych w osoczu. Ale najskuteczniejszą metodą diagnostyczną jest biopsja mięśnia. Formę mutacji można rozpoznać po molekularnej analizie genetycznej DNA.

Leczenie zespołu

Trudność leczenia polega na braku mechanizmów, które mogłyby odbudować zmutowane geny. Lekarze w takich przypadkach nie mogą nic zrobić, z wyjątkiem przepisywania pirogronianów i niektórych kompleksów witaminowych. Szczególnie trudno jest pomóc dzieciom z wieloma delecjami genów. A jeśli karta dziecka wskazuje na końcowy etap zespołu wyczerpywania mitochondrialnego DNA, oznacza to, że lekarze całkowicie podpisują się za swoją impotencję.

Jedyne, co może zaoferować lek, to identyfikacja mutacji mitochondrialnych u matki przed ciążą. Wtedy możesz spróbować przejść do pozaustrojowej koncepcji noszenia zdrowego dziecka.