Mga sakit na Mitochondrial

Ang mga sakit sa mitochondrial ay isang malaking heterogeneous na grupo ng mga namamana sakit at pathological kondisyon na dulot ng mga istruktura disorder, mitochondrial function at tissue respiration. Ayon sa mga dayuhang mananaliksik, ang insidente ng mga sakit na ito sa mga bagong silang ay 1: 5000.

ICD-10 code

Metabolic disorders, class IV, E70-E90.

Ang pag-aaral ng likas na katangian ng mga pathological kondisyon ay nagsimula noong 1962 kapag ang isang pangkat ng mga mananaliksik na inilarawan sa ailing 30-taon netireoidnym hypermetabolism, kalamnan kahinaan, at ang isang mataas na antas ng saligan metabolismo. Iminungkahi na ang mga pagbabagong ito ay may kaugnayan sa isang kaguluhan sa mga proseso ng oxidative phosphorylation sa mitochondria ng tissue ng kalamnan. Noong 1988, iniulat ng iba pang mga siyentipiko sa unang pagkakataon ang pagkakita ng isang mutation sa mitochondrial DNA (mtDNA) sa mga pasyente na may myopathy at optical neuropathy. Pagkalipas ng 10 taon, natagpuan ang mga mutasyon ng mga nukleyar na gene na nagpapaikot ng mga complex sa paghinga sa mga bata sa mga bata. Sa gayon, isang bagong direksyon ang nabuo sa istruktura ng mga sakit sa pagkabata: mitochondrial patolohiya, mitochondrial myopathies, mitochondrial encephalomyopathies.

Ang mitochondria ay intracellular organelles na nasa anyo ng ilang daang mga kopya sa lahat ng mga cell (maliban sa erythrocytes) at gumagawa ng ATP. Ang haba ng mitochondrial ay 1.5 μm, ang lapad ay 0.5 μm. Ang kanilang pag-renew ay patuloy na nangyayari sa buong cycle ng cell. Ang organellum ay may 2 membranes - panlabas at panloob. Mula sa panloob na lamad sa loob ng folds, na tinatawag na cristae. Ang panloob na espasyo ay pumupuno sa matrix - ang pangunahing homogeneous o pinong substansiya ng selula. Naglalaman ito ng isang pabilog na titing ng DNA, partikular na RNA, granules ng kaltsyum at magnesium salt. Sa panloob na lamad, ang mga enzyme na kasangkot sa oxidative phosphorylation (cytochrome b, c, a at a3 complex) at elektron transfer ay naayos na. Ito enerhiya lamad ng conversion na nagpalit ng kemikal enerhiya substrate oksihenasyon sa enerhiya, na kung saan ay naipon sa anyo ng ATP, phosphocreatine at iba pa. Ang puro panlabas na lamad enzymes kasangkot sa transportasyon at mataba acid oksihenasyon. Ang mitochondria ay may kakayahang pagpaparami ng sarili.

Ang pangunahing pag-andar ng mitochondria ay aerobic biological oxidation (tissue respiration gamit ang oxygen cell) - isang sistema para sa paggamit ng enerhiya ng organikong sangkap na may phased release sa isang cell. Sa proseso ng paghinga ng tisyu, ang mga hydrogen ion (proton) at mga electron ay sunud-sunod na inililipat sa pamamagitan ng iba't ibang mga compound (mga tagatanggap at donor) sa oxygen.

Sa proseso ng catabolism ng amino acids, carbohydrates, taba, gliserol anyo carbon dioxide, tubig, acetyl-CoA, pyruvate, oxaloacetate, ketoglutarate, na kung saan pagkatapos ay ipasok ang Krebs cycle. Ang nabuo haydrodyen ions ay tinanggap adenine - adenine (NAD ⁺ ) at flavin (FAD ⁺ ) nucleotides. Nabawasan coenzymes NADH at Fadh oxidized sa paghinga chain, na kung saan ay kinakatawan ng 5 respiratory complexes.

Sa panahon ng paglipat ng mga elektron, ang enerhiya ay naka-imbak sa anyo ng ATP, creatine-phosphate at iba pang mga macroergic compound.

Ang respiratory chain ay kinakatawan ng 5 protina complexes, na isinasagawa ang buong kumplikadong proseso ng biological oksidasyon (Table 10-1):

• Ang unang kumplikado ay NADH-ubiquinone reductase (complex na ito ay binubuo ng 25 polypeptides, ang synthesis ng 6 na kung saan ay naka-encode sa pamamagitan ng mtDNA);
• 2nd complex - succinate-ubiquinone-oxidoreductase (binubuo ng 5-6 polypeptides, kabilang ang succinate dehydrogenase, ay naka-encode lamang ng mtDNA);
• 3rd complex - cytochrome C-oxidoreductase (paglilipat ng mga electron mula sa coenzyme Q hanggang complex 4, binubuo ng 9-10 na protina, ang synthesis ng isa sa kanila ay naka-encode ng mtDNA);
• Ang ika-apat na kumplikadong - cytochrome oxidase [binubuo ng 2 cytochromes (a at a3), na naka-encode ng mtDNA];
• Ang 5th complex ay mitochondrial H ⁺ -ATPase (binubuo ng 12-14 na mga subunit, ay nagdadala ng synthesis ng ATP).

Bilang karagdagan, ang mga electron ng 4 mataba acids sumasailalim sa beta-oksihenasyon transfer ng isang elektron-dala ng protina.

Ang isa pang mahalagang proseso sa mitochondria ay ang beta-oksihenasyon ng mataba acids, na nagreresulta sa pagbuo ng acetyl-CoA at carnitine esters. Sa bawat pag-ikot ng oksihenasyon ng mga mataba acids, may 4 na reaksyon ng enzymatic.

Ang unang yugto ay ibinibigay ng acyl-CoA dehydrogenases (short-, medium- at long-chain) at 2 elektron carrier.

Noong 1963, itinatag na ang mitochondria ay may sariling natatanging genome, na minana mula sa maternal line. Ito ay kinakatawan ng lamang ng isang maliit na hugis ng bilog chromosome haba 16569 bp, pag-encode 2 ribosomal RNA, maglipat ng RNA 22 at 13 subunits enzyme complexes elektron-transport chain (pitong ng mga ito sumangguni sa isang complex ng 1, isa - upang kumplikadong 3, tatlong - sa complex 4, dalawa - sa complex 5). Karamihan sa mitochondrial protina na kasangkot sa oxidative proseso phosphorylation (70), na naka-encode sa pamamagitan ng nuclear DNA, at% 2 lang (13 polypeptides) ay synthesized sa mitochondrial matrix sa ilalim ng kontrol ng structural gene.

Ang istraktura at pag-andar ng mtDNA ay iba mula sa nuclear genome. Una, hindi ito naglalaman ng introns, na nagbibigay ng mataas na densidad ng mga gene kumpara sa nuclear DNA. Pangalawa, ang karamihan sa mRNA ay hindi naglalaman ng 5'-3'-hindi nakasalin na mga pagkakasunud-sunod. Sa ikatlo, mtDNA ay may isang D-loop, na kumakatawan sa kanyang mga regulasyon rehiyon. Ang replikasyon ay isang dalawang-hakbang na proseso. Gayundin nagsiwalat pagkakaiba ng mtDNA genetic code ng nuclear. Lalo na dapat tandaan na mayroong isang malaking bilang ng mga kopya ng una. Ang bawat mitochondria ay naglalaman ng 2 hanggang 10 kopya o higit pa. Given ang katunayan na ang mga cell ay maaaring binubuo ng daan-daan o libu-libong mga mitochondria, maaaring umiral hanggang sa 10 libo. MtDNA kopya. Ito ay napaka-sensitibo sa mutations at ngayon ay nakilala tatlong mga uri ng mga pagbabago: point mutations protina coding mtDNA gene (mit- mutations) ituro mutations ng mtDNA tRNA gene (sy / 7-pagbago) at mtDNA pangunahing pagbabago (p mutasyon).

Karaniwan, ang buong cellular genotype ng mitochondrial genome ay magkapareho (homoplasm), gayunpaman, kapag ang isang mutation ay nangyayari, bahagi ng genome ay nananatiling magkapareho, at ang iba ay binago. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na heteroplasmia. Ang manifestation ng mutant gene ay nangyayari kapag ang bilang ng mga mutation ay umabot sa isang tiyak na kritikal na antas (threshold), pagkatapos nito ay may paglabag sa mga proseso ng mga cellular bioenergetics. Ipinaliliwanag nito ang katotohanang ang pinakamaliit na paglabag, ang pinaka-nakakasing mga bahagi ng katawan at tisyu (nervous system, utak, mata, kalamnan) ay magdurusa una sa lahat.

Mga sintomas ng mga sakit sa mitochondrial

Ang mga sakit sa mitochondrial ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malinaw na iba't ibang mga klinikal na manifestation. Dahil ang pinaka-pabagu-bago ng isip system - ang maskulado at nervous system, sila ay apektado una sa lahat, kaya ang pinaka-katangian palatandaan bumuo.

Mga sintomas ng mga sakit sa mitochondrial

Pag-uuri

Ang isang solong klasipikasyon ng mga sakit na mitochondrial ay hindi umiiral dahil sa kawalan ng katiyakan ng kontribusyon ng mga mutation ng nukleyar na genome sa kanilang etiology at pathogenesis. Ang mga umiiral na klasipikasyon ay batay sa dalawang prinsipyo: ang pakikilahok ng isang mutant na protina sa mga reaksyon ng oxidative na phosphorylation at kung ang mutant na protina ay naka-encode ng mitochondrial o nuclear na DNA.

Pag-uuri ng mitochondrial diseases

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8]

Diagnosis ng mga sakit sa mitochondrial

Ang mga morpolohiya na pag-aaral sa pagsusuri ng mitochondrial patolohiya ay partikular na mahalaga. Dahil sa mahusay na kaalaman kahalagahan, ito ay madalas na kinakailangan upang maisagawa ang biopsy ng kalamnan at histochemical pagsusuri ng nakuha biopsy specimens. Ang mahalagang impormasyon ay maaaring makuha sa pamamagitan ng sabay-sabay na pagsusuri ng materyal sa pamamagitan ng liwanag at elektron mikroskopya.

Diagnosis ng mga sakit sa mitochondrial

[9], [10]

Paggamot ng mga sakit sa mitochondrial

Sa ngayon, ang epektibong paggamot sa mga sakit sa mitochondrial ay nananatiling isang hindi nalutas na problema. Ito ay dahil sa ilang mga kadahilanan: ang hirap ng maagang diagnosis, mahirap kaalaman sa pathogenesis ng ilang mga karamdaman, ang ilang mga bihirang mga anyo ng sakit, kalubhaan ng kalagayan ng pasyente dahil sa multisystem paglahok na ginagawang mas mahirap upang matantya ang paggamot, ang kakulangan ng isang karaniwang pagtingin sa mga pamantayan ng pagiging epektibo ng therapy. Ang mga paraan ng pagwawasto ng bawal na gamot ay batay sa kaalaman na nakuha sa pathogenesis ng mga indibidwal na anyo ng mga sakit sa mitochondrial.

Paggamot ng mga sakit sa mitochondrial