Mitokondrioiden sairaudet
Viimeksi tarkistettu: 23.04.2024
Kaikki iLive-sisältö tarkistetaan lääketieteellisesti tai se tarkistetaan tosiasiallisen tarkkuuden varmistamiseksi.
Meillä on tiukat hankintaohjeet ja vain linkki hyvämaineisiin mediasivustoihin, akateemisiin tutkimuslaitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan lääketieteellisesti vertaisarvioituihin tutkimuksiin. Huomaa, että suluissa ([1], [2] jne.) Olevat numerot ovat napsautettavia linkkejä näihin tutkimuksiin.
Jos sinusta tuntuu, että jokin sisältö on virheellinen, vanhentunut tai muuten kyseenalainen, valitse se ja paina Ctrl + Enter.
Mitokondriotaudit ovat suuri heterogeeninen ryhmä perinnöllisiä sairauksia ja patologisia sairauksia, jotka johtuvat rakenteellisista häiriöistä, mitokondriofunktioista ja kudoksen hengityksestä. Ulkomaisten tutkijoiden mukaan näiden tautien esiintyvyys vastasyntyneillä on 1: 5000.
ICD-10 -koodi
Metaboliset häiriöt, luokka IV, E70-E90.
Tutkimus näiden patologisten tilojen luonteesta aloitettiin vuonna 1962, jolloin tutkijaryhmä kuvaili potilaan, joka oli 30-vuotiaita, ei-kilpirauhasen hypermetabolian, lihasheikkouden ja basaalisen aineenvaihdunnan korkealla tasolla. Ehdotettiin, että nämä muutokset liittyvät häiriöön hapettuneen fosforylaation prosesseissa lihaskudoksen mitokondrioissa. Vuonna 1988 muut tutkijat ilmoittivat ensimmäistä kertaa mutaation havaitsemisen mitokondrio-DNA: ssa (mtDNA) potilailla, joilla oli myopatia ja optinen neuropatia. 10 vuoden kuluttua havaittiin pienten lasten lapsille hengitysteiden ketjun komplekseja koodaavia nukleaaristen geenien mutaatioita. Näin ollen lapsuudensukujen rakenteeseen on muodostunut uusi suunta: mitokondrioiden patologia, mitokondrioiden myopatiat, mitokondriaaliset enkefalomyopatiat.
Mitokondriat ovat solunsisäisiä organeleja, jotka ovat läsnä useissa satoja kopioita kaikissa soluissa (lukuun ottamatta punasoluja) ja tuottavat ATP: tä. Mitokondrioiden pituus on 1,5 μm, leveys 0,5 μm. Niiden uusiminen tapahtuu jatkuvasti koko solusyklin ajan. Organellumissa on kaksi kalvoa - ulkoiset ja sisäiset. Sisemmistä sisäpuolisista kalvoista, nimeltään cristae. Sisätila täyttää matriisin - solun pääasiallinen homogeeninen tai hienojakoinen aine. Se sisältää pyöreän DNA-molekyylin, spesifisen RNA: n, kalsium- ja magnesiumsuolojen rakeet. Sisämembraanissa on oksidatiivisen fosforylaation (sytokromi b, c, a ja a3 -kompleksi) ja elektronin siirtoon liittyvät entsyymit kiinteät. Tämän energian muuntaminen kalvo, joka muuntaa kemiallista energiaa substraatin hapetus energian, joka on kertynyt ATP: n muodossa, phosphocreatine, ja muut. Konsentroitu ulomman kalvon entsyymejä, jotka liittyvät kuljetukseen ja rasvahappojen hapettumista. Mitokondrit kykenevät itsestään lisääntymään.
Mitokondrioiden päätehtävä on aerobinen biologinen hapettuminen (kudoksen hengitys käyttäen happisolua) - järjestelmä, jossa käytetään orgaanisten aineiden energiaa sen vaiheittaisessa vapautumisessa solussa. Kudoksen hengityksen prosessissa vetyionit (protonit) ja elektronit siirretään peräkkäin erilaisten yhdisteiden (akseptorien ja luovuttajien) kautta happeen.
Prosessissa katabolian aminohappoja, hiilihydraatteja, rasvoja, glyseroli muodossa hiilidioksidia, vettä, asetyyli-CoA, oksaloasetaatiksi, ketoglutaraatin, joka sitten syöttää Krebsin sykli. Muodostuneet vetyionit hyväksytään adeniini - adeniini (NAD + ) ja flaviinia (FAD + ) nukleotidia. Vähennetään koentsyymejä NADH: n ja FADH hapetetaan Hengitysketjun, jota edustaa 5 hengityselinten komplekseja.
Siirron aikana elektronien kerätä tehoa ATP: n muodossa, kreatiinifosfaatti, ja muut runsaasti energiaa sisältäviä yhdisteitä.
Hengitysteitä edustaa 5 proteiinikompleksia, jotka suorittavat koko biologisen hapettumisen kompleksisen prosessin (taulukko 10-1):
- Ensimmäinen kompleksi on NADH-ubiquinone reduktaasi (tämä kompleksi koostuu 25 polypeptidistä, joiden synteesiä on 6 koodaava mtDNA);
- Toinen kompleksisukkinaatti-ubiquinonioksidoreduktaasi (koostuu 5-6 polypeptidistä, mukaan lukien sukkinaattidehydrogenaasi, koodaa vain mtDNA);
- 3. Monimutkainen - sytokromi-c oksidoreduktaasin (siirrot elektroneja koentsyymi Q kompleksi 4, koostuu 9-10 proteiinien synteesi yksi niistä on koodattu mtDNA);
- Neljäs kompleksi - sytokromioksidaasi [koostuu 2 sytokromista (a ja a3), joita koodaa mtDNA];
- Viides kompleksi on mitokondrio H + -ATPaasi (koostuu 12-14 alayksiköstä, suorittaa ATP: n synteesiä).
Lisäksi 4-rasvahappojen elektronit, jotka ovat beeta-hapetuksessa, siirtävät elektroneja kantavan proteiinin.
Toinen merkittävä mitokondrioiden prosessi on rasvahappojen beeta-hapetus, joka johtaa asetyyli-CoA: n ja karnitiiniesterien muodostumiseen. Jokaisessa rasvahapon hapetusvaiheessa esiintyy 4 entsymaattista reaktiota.
Ensimmäinen vaihe on asyyli-CoA-dehydrogenaasit (lyhyt-, keskipitkä- ja pitkäketjuiset) ja 2 elektronikantajaa.
Vuonna 1963 todettiin, että mitokondrioilla on oma ainutlaatuinen genomi, joka on periytynyt äidin linjalta. Se edustaa vain pieni rengasmainen kromosomin pituus 16569 emäsparia, joka koodaa 2 ribosomaalisen RNA: n, siirtäjä-RNA 22 ja 13 alayksiköt entsyymi kompleksit elektronin kuljetusketjun (seitsemän ne viittaavat kompleksiin, joka on 1, yksi - monimutkaisiin 3, kolme - monimutkainen 4, kaksi - kompleksille 5). Useimmat mitokondrion proteiineja, jotka liittyvät oksidatiivinen fosforylaatio prosesseissa (70), jota koodaa tuman DNA, ja vain 2% (13 polypeptidit) syntetisoidaan mitokondriomatriksiin valvonnassa rakenteellisia geenejä.
MtDNA: n rakenne ja toiminta eroavat ydingenomista. Ensinnäkin se ei sisällä introneja, jotka tarjoavat suuren tiheyden geenejä verrattuna ydin-DNA: han. Toiseksi suurin osa mRNA: sta ei sisällä 5'-3'-transloimattomia sekvenssejä. Kolmanneksi mtDNA: lla on D-silmukka, joka on sen säätelyalue. Replikaatio on kaksivaiheinen prosessi. Myös mtDNA: n geneettisestä koodista eroja ydinvoimasta paljastui. Erityisesti on syytä huomata, että ensimmäisenä on paljon jäljennöksiä. Jokainen mitokondrio sisältää 2-10 kappaletta tai enemmän. Koska solut voivat koostua satoja tai tuhansia mitokondrioita, voi olla jopa 10 tuhatta. MtDNA kappaletta. Se on hyvin herkkä mutaatioita ja ovat nyt tunnistettu kolme muutoksista: pistemutaatioiden proteiinia koodaavan mtdna geenejä (MIT- mutaatiot) pistemutaatioiden mtDNA tRNA-geenejä (sy / 7-mutaatio) ja mtdna merkittäviä muutoksia (p mutaatioita).
Normaalisti mitokondrioiden genomin koko solukohtainen genotyyppi on identtinen (homoplasma), mutta kun mutaatio tapahtuu, osa genomista pysyy samana ja toinen muuttuu. Tätä ilmiötä kutsutaan heteroplasmiaksi. Mutantti-geenin ilmentyminen tapahtuu, kun mutaatioiden määrä saavuttaa tietyn kriittisen tason (kynnys), jonka jälkeen solu-bioenergististen menetelmien rikkominen tapahtuu. Tämä selittää sen, että vähäisimpien rikkomusten vuoksi eniten energiaa säätelevät elimet ja kudokset (hermosto, aivot, silmät, lihakset) kärsivät ennen kaikkea.
Mitokondrioiden sairauksien oireet
Mitokondriotaudeille on tunnusomaista huomattava valikoima kliinisiä ilmenemismuotoja. Koska kaikkein haihtuvat järjestelmät - lihas- ja hermojärjestelmät, ne kärsivät ennen kaikkea, joten tyypillisimmät merkit kehittyvät.
Luokitus
Mitokondriaalisten sairauksien yksittäistä luokittelua ei ole, koska ydingenomin mutaatiot ovat epävarmoja niiden etiologialle ja patogeneesille. Nykyiset luokitukset perustuvat 2 periaatteeseen: mutanttiproteiinin osallistuminen oksidatiivisiin fosforylaatioreaktioihin ja siitä, onko mutanttiproteiini mitokondrio- tai ydin-DNA: n koodaama.
[Mitokondrioiden sairauksien diagnosointi
Erityisen tärkeitä ovat morfologiset tutkimukset mitokondrioiden patologian diagnoosissa. Suuren informatiivisen merkityksen vuoksi on usein tarpeen suorittaa lihasten biopsia ja histologista tutkimusta saaduista biopsianäytteistä. Tärkeää tietoa saadaan materiaalin samanaikaisella tutkimuksella valo- ja elektronimikroskopialla.
Mitä on tutkittava?
Mitä testejä tarvitaan?
Mitokondrioiden sairauksien hoito
Tähän mennessä mitokondrioiden sairauksien tehokas hoito on edelleen ratkaisematon ongelma. Tämä johtuu useista tekijöistä: vaikeus varhaisen diagnoosin, heikko tuntemus patogeneesin tiettyjen sairauksien, joitakin harvinaisia muotoja sairaus, sairauden vakavuuden potilaiden takia multisystem osallistuminen, jonka avulla on vaikea arvioida hoidon puute yhteinen näkemys kriteerit hoidon tehokkuuden. Tapoja huumeiden korjauksen perusteella saavutettu tieto patogeneesin tiettyjen muotojen mitokondriotauteja.
Использованная литература