Mitokondrioiden sairauksien diagnosointi

Mitokondriotaudin kliinisten oireiden perinnöllisyyden ja ilmentämisen luonne

Johtuen siitä, että miotohondrialnye tauti joissakin tapauksissa saattaa johtua vahinkoa tuman genomiin, tautien leviämisen mukautuu lakien Mendelin perintö. Niissä tapauksissa, joissa taudin kehitys on aiheuttanut mutaatioita mitokondrio-DNA, mitokondrio perintö täsmää tyyppi, joka läpäisee äidin linjan. Lopuksi, kun patologian kehittyy samalla vahingoittaa geenien ydin- ja mitokondrion genomien periytyminen on monimutkainen ja määräytyy useiden tekijöiden perusteella. Tältä osin sukututkimuksen analyysi muodollisista syistä (luonteen perintö by sukutaulu) voidaan todeta hyvin erilaista perintö: autosomaalinen hallitseva, peittyvästi periytyvä, X-kromosomiin liittyvä, mitokondrioiden.

Kehittämistä sellaisten sairauksien miotohondrialnyh sopimattomaksi metaboliaa palorypälehapon tai rasvahappojen beeta-hapetuksen, Krebs sykli, liittyy mutaatiot tuman genomiin geenien. Näistä sairauksista ominaista peittyvästi perintönä tiellä, kun hänen vanhempansa - mutaation kantajia (heterotsygootteja), ja lapsi - tukemaan sekä peri mutaatioita peräisin isän ja äidin (homotsygootti). Vanhemmat yleensä näyttää terveeltä, ja samankaltainen tautien tai mikropriznaki pitäisi katsoa sisarukset sairaan lapsen (sisarukset nervosaa) ja heidän omaisilleen sekä äiti ja isä (in serkut).

Kun kyseessä on resessiivinen kytketty X-kromosomiin liittyvä perintö tyyppi (esim vastasyntyneen muodossa glutaari- happovirtsaisuus tyypin II tai puute E1 alayksikköä pyruvaatin monimutkaisia, Menkes tauti jne) kärsivät usein pojat ja äiti työntyvät kantavat mutaatioita ja siirtää ne pojilleen. Äidin perimä eroaa X-sidoksesta kummankin sukupuolen henkilöiden tappion takia. Näissä tapauksissa sukupuolen määrittämisessä on tarpeen analysoida esiintyvyys miehillä, koska se ei näy naisilla. Sukututkimus ei jäljitä taudin siirtymistä isä-poikaa pitkin, koska isä voi antaa pojan vain Y-kromosomille.

Kehittämiseen taudin vaurioitumisen genomin mitokondrioiden (esim. Useita hengityselinten ketjun sairaudet, optinen neuropatia, Leberin oireyhtymät MELAS, varainhoitoasetuksen soveltamissääntöjen, NARP et ai.) Havaittu äidin perintönä koska mitokondrioita lapsi perinyt äidiltä, ja se voi lähettää niitä pojilla , ja tytöt. Siten molempien sukupuolten kansalaiset ovat yhtä alttiita. Tässä suhteessa sukutaulua olisi seurattava taudin tartuttamisella äidin linjalle.

Kantakarjaan analyysi ja löytää oireet mitokondriotautiin sukulaisten tulisi muistaa, että sairauden vakavuus (ominaisuus expressivity) voi vaihdella laajasti, joka voi liittyä eri määrä vahingoittuneiden mitokondrioiden, luonteesta vammoja, eri jakelu mutaatioiden solujen jne. Siksi ei ole aina mahdollista havaita ilmeisiä taudin oireita. Joissakin tapauksissa havaitaan joko eristettyjä, poistettuja oireita tai merkkejä, jotka voidaan havaita kohdennetulla haulla.

Kehittäminen mitokondriotautiin voi liittyä vahinkoa pääosat mitokondrioita, ns microdeletions (esim., Kearns-Sayre oireyhtymä, Pearson oireyhtymä, joitakin muotoja diabeteksen kuurous, progressiivinen silmälihasheikkoutta, jne.). Näissä tapauksissa eivät useinkaan löydä tunnusomaisia oireita sukulaisten, koska kehitys liittyvien sairauksien uusien mutaatioita, joita on tapahtunut tsygootti heti hedelmöityksen jälkeen (mutaatio de novo ). Tauti on satunnaista. Usein näiden sairauksien autosomaalinen dominantti peri useita tiloja, joihin liittyy useita mutaatioita mitokondrio-DNA, esimerkiksi joitakin muotoja encephalomyopathies, myopatian silmäsairaus, läsnäolosta huolimatta mtdna mutaatioiden (useita deleetioita) on autosomaalinen dominantti perinnöllistä kaavaa.

Päinvastoin kuin Mendelian autosomaalisen hallitsevan tyypin periytyminen mitokondrioiden patologiassa on luonteenomaista suuri määrä kärsineitä yksilöitä myöhemmissä sukupolvissa.

Lopuksi, jotkut mitokondrioiden sairauksia, joihin liittyy usein kanssa ehtyminen mitokondrion tai mtdna puute solujen, voidaan periytyy peittyvästi periytyvä tavalla. Näitä ovat synnynnäinen muodot myopatiaa, kardiomyopatiaa, neyrodistress oireyhtymä, maitohappoasidoosin, maksavaurioita, jne ..

Exploring luonteen perintö tauti on tärkeää terveyden ja ennusteen geneettinen analyysi vaatii perusteellista tietoa kliinisten oireiden mekanismeja mitokondrioiden taudin ja sen tyyppi perintö.

Kliinisten ilmenemismuotoisuuksien ilmentymät vaihtelevat suuresti elämän ensimmäisiltä päiviltä aikuisille. Tätä indikaattoria analysoitaessa on otettava huomioon nosologiset muodot, koska jokaisella on tietyn ikäinen debyytti.

Mitokondriotaudissa havaitut vaihtorajoitukset ovat useimmiten progressiivisia. Ensimmäiset oireet ovat usein lieviä, myöhemmin kehittyvät ja voivat johtaa merkittäviin vammautumishäiriöihin. Harvinaisista sairaus, kuten hyvänlaatuinen lapsuusajan myopatian ja jonkinlaista Leberin optikusneuropatia, voi olla edullinen luonne ja altistettiin käänteisfaasi-kehitystä.

Laboratoriotutkimuksessa kiinnitetään huomiota mitokondrioiden sairauksien ominaispiirteisiin:

• asidoosin esiintyminen;
• kohonneita laktaatti- ja pyruvaattipitoisuuksia veressä, yli 15-prosenttisen laktaatti / pyruvaatti-indeksin nousu, erityisesti lisääntynyt glukoosikuormituksella tai liikunnalla;
• hyperketonemyyu;
• hypoglykemia;
• hyperammonemiaa;
• lisäämällä asetoasetaatin ja 3-hydroksibutyraatin pitoisuutta;
• 3-hydroksibutyraatti / asetoetikkahapon suhde veressä;
• lisääntynyt aminohappojen pitoisuus veressä ja virtsassa (alaniini, glutamiini, glutamiinihappo, valiini, leusiini, isoleusiini);
• kohonnut veren rasvahappojen taso;
• orgaanisten happojen liiallinen ekspressio virtsaan;
• karnitiinin määrän väheneminen veressä;
• lisääntyminen myoglobiinin pitoisuudessa biologisissa nesteissä;
• mitokondriaalisten entsyymien aktiivisuuden väheneminen myosyyteissä ja fibroblasteissa.

Näiden indikaattoreiden diagnostinen arvo on suurempi ruoan kuormitukselle kuin paastolle. Käytännössä diagnostinen testi on osoittautunut itsestään: laktaatin määrittäminen veressä glukoosin kuormituksen taustalla, mikä mahdollistaa hengitysketjun epäjohdonmukaisuuden tunnistamisen selkeämmin glukoosin lisäkuormituksella.

Mitokondrion toimintahäiriön ja sen erityisten nosologisten muotojen laboratoriodynamiikka ei riitä rutiininomaisiin biokemiallisiin tutkimusmenetelmiin, tarvitaan erityisiä testejä. On erityisen sopivaa analysoida entsyymiaktiivisuutta luurankolihiilipotilaissa, kuin muissa kudoksissa. On mahdollista määrittää hengitysteiden ketjuentsyymien aktiivisuus, erityisesti sitraattisyntetaasi, sukkinaattidehydrogenaasi ja sytokromi-C-oksidaasi.

Morfologisten ja molekyylien geneettisten tutkimusten tulokset

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.

Yksi tärkeä merkkiaineiden mitokondriotauteja - ilmiö "repaleinen" punainen kuituja [ilmiö NTV (rosoinen punainen kuidut)], perustettiin vuonna 1963, hän yhdistää muodostamaan vuoksi leviämisen ja polttovälin kertyminen epänormaali mitokondrioiden muunnella geneettisesti reunan lihaksen kuitua. Tämä ilmiö havaittiin valomikroskoopilla käyttämällä Gomori erityistä värjäystä, mutta viime vuosina tätä tarkoitusta varten, eri mitokondrioiden markkereita ja erilaisia immunologisia menetelmiä.

Muita mitokondrioiden patologian morfologisia piirteitä ovat:

• mitokondrioiden koko kasvaa voimakkaasti;
• glykogeenin, lipidien ja kalsiumkonglomeraattien kertyminen subsarkkolmiin;
• mitokondriaalisten entsyymien vähentynyt aktiivisuus;
• sukkinaattidehydrogenaasin (SDH) entsyymien, NADH-oksidoreduktaasin, sytokromi-C-oksidaasin jne. Hajoamisen jakautuminen.

Potilailla, joilla on mitokondriotauteja valomikroskoopilla voidaan havaita lihaskudoksen epäspesifisen morfologiset ominaisuudet: paikallisen kuolion lihassyiden, kertyminen sarkoplazmennyh massa, läsnä lyysin subsarkolemmalnyh osien sarcoplasmic basofiliaa sarcoplasmic, lisääntynyt määrä lihasten ytimiä, aktivointi uusiutuu ja muut.

Tutkimus roolin ilmiö "repaleinen" punainen kuituja osoitti sen merkitys diagnoosia varten olosuhteet, kuten MELAS oireyhtymä, MERRF, Kearns-Sayre, krooninen etenevä silmälihashalvaus ja muut asiaan liittyvät mtDNA mutaatioita. Tämä ilmiö voi esiintyä muita tauteja: Duchennen lihasdystrofia, dermatomyosiitti, lihasdystrofia, vastaanotto lääkkeet (klofibraatti), ja muihin sairauksiin. Niinpä primaaristen mitokondrioiden sairauksien ohella RRF: n ilmiö voi liittyä toissijaisiin mitokondrioiden toimintahäiriöihin.

Tällä hetkellä lihaskudoksen histokemiallista ja elektronimikroskooppista tutkimusta on käytetty laajalti mitokondrioiden vajaatoiminnan merkkien havaitsemiseen. Joissakin tapauksissa ne auttavat diagnoosia, erityisesti normaalin morfologisen kuvan lihaskudoksesta valomikroskopian mukaan.

Elektronimikroskoopilla merkkejä - havaitseminen mitokondrioiden leviämisen rikkoo niiden muoto ja koko, epäjärjestystä ja lisätä kristat, kertyminen epänormaali mitokondrioita alle sarcolemma, lipidin kerääntymiseen ja epänormaali parakiteiset (joka koostuu pääasiassa proteiineista) tai osmofiilisiä sulkeumien paikallinen sisemmän ja ulomman kalvoja tai sisällä kristat, kertyminen pallomainen, sijaitsevat usein matriisin (koostuu pääosin triglyserideistä), ja muut.

Joillakin potilailla on mahdollista havaita leukosyyttien sytokemialliset poikkeavuudet.

Monimutkaisia biokemiallisia ja morfologisia tutkimuksia täydennetään moderni molekyyli- diagnoosi (havaitseminen ydin- tai mitokondrion mutaatioita), jotka suorittavat erikoislaboratorioissa DNA diagnostiikassa. Kun mitokondriotauteja tunnistaa erilaisia mutaatioita: pisteeltä, deleetioita, duplikaatioita, kvantitatiivinen poikkeavuuksia DNA: ta ja muita.

MtDNA: n mutaatioiden puuttuessa, jos epäillään mitokondriaalisen patologian, suoritetaan ydin-DNA-tutkimus.

Diagnoosin kriteerit

Mitokondrioiden sairauksien diagnosointiin on olemassa kaksi kriteerejä. Perusdiagnostiikkaan perustuvat kriteerit (ensimmäinen ryhmä).

• kliininen:
  • perustettu diagnoosit oireyhtymät MERRF, MELAS, NARP, MNGIE, Pearson, Neuropatia Leberin tauti Leia, Alpers;
  • Presence 2 tai seuraavien ominaisuuksien yhdistelmä:
    • monisysteemiset vauriot, patognomoniikka hengitysteiden ketjutauteille;
    • etenevä kurssi, jossa esiintyy pahenemisvaiheita tai mitokondrioiden mutaatioita perheessä;
    • aineenvaihdunnan ja muiden tautien poissulkeminen suorittamalla asianmukaisia testejä.
• Histologinen - RRF: n ilmiön havaitseminen yli 2 prosentissa lihaskudoksesta.
• entsymaattinen:
  • sytokromi-C-oksidaasi-negatiiviset kuidut;
  • hengitystiketjun kompleksin entsyymien aktiivisuuden väheneminen (<20% kudoksen normaalista, <30% soluissa tai useissa kudoksissa).
• Funktionaalinen - väheneminen ATP-synteesissä fibroblasteissa on enemmän kuin 3 keskimääräistä poikkeamaa.
• Molekyyligeneettiset - patogeenisesti merkittävät ydin- tai mtDNA-mutaatiot.

Muut diagnostiset kriteerit (toinen ryhmä).

• Kliininen - ei-spesifisiä oireita, joita esiintyy, kun hengitysteiden ketjun sairaudet (kuolleena syntyneet, vähentynyt motorinen aktiivisuus sikiö, varhainen vastasyntyneiden kuolemaan, liikehäiriöitä, kehityshäiriö, häiriöitä lihasten vastasyntyneisyyskaudella).
• Histologinen - pieni osa RRF: n ilmiöstä, mitokondrioiden subarachromolemal kertyminen tai niiden poikkeavuudet.
• Entsymaattinen - hengityskompleksin entsyymien alhainen aktiivisuus (20 - 30% normaaleista kudoksissa, 30 - 40% - soluissa tai solulinjoissa).
• Funktionaalinen - vähentää ATP: n synteesiä fibroblasteissa 2-3 standardipoikkeamaa tai fibroblastien kasvun puutetta galaktoosin väliaineessa.
• Molekyyligeneettinen - nukleaarisen tai mtDNA: n mutaatioiden havaitseminen oletetulla patogeenisella linkillä.
• Aineenvaihdunta - yhden tai useamman aineenvaihdunnan havaitseminen, mikä viittaa solujen bioenergistiseen käyttöön.

[1], [2], [3], [4]