Mitochondria sú fascinujúce malé organely, ktoré prebývajú takmer v každej bunke v našom tele. Na rozdiel od iných častí bunky sú mitochondrie takmer vlastnou bunkou. V skutočnosti sú to takmer úplne oddelené organizmy, s genetickým materiálom, ktorý je úplne odlišný od zvyšku tela. Napríklad všeobecne akceptujeme, že zdedí polovicu nášho genetického materiálu od našej matky a polovicu od nášho otca.
To nie je úplne pravda. Mitochondriálna DNA sa delí iným spôsobom a zdedí sa takmer úplne od matky.
Mnohí vedci sa domnievajú, že mitochondrie sú príkladom dlhotrvajúceho symbiotického vzťahu, v ktorom sa už dlhé roky baktérie spojili s našimi bunkami tak, aby sa naše bunky aj baktérie stali závislé na sebe navzájom. Potrebujeme mitochondrie, aby sme spracovali väčšinu energie, ktorú naše bunky potrebujú na prežitie. Kyslík, ktorý dýchame, poháňa proces, ktorý by nebol bez tejto malej organely.
Ako zaujímavé ako mitochondriá, sú náchylné na poškodenie rovnako ako každá iná časť nášho tela. Zdedené mutácie v mitochondriálnej DNA môžu viesť k širokému spektru rôznych symptómov. To môže viesť k syndrómom, o ktorých sa predpokladalo, že sú nezvyčajné a extrémne zriedkavé, ale teraz sú vnímané ako bežnejšie než predtým. Skupina severovýchodného Anglicka našla prevalenciu približne 1 z 15 200 ľudí.
Väčší počet, približne 1 z 200, mal mutáciu, ale mutácie neboli symptomatické.
Nervový systém silne spolieha na kyslík, aby mohol robiť svoju prácu, a to znamená, že naše nervy potrebujú mitochondriu, aby dobre fungovala. Keď sa mitochondria pokazia, nervový systém je často prvý, kto trpí.
Symptómy mitochondriálnej choroby
Najčastejším príznakom spôsobeným mitochondriálnym ochorením je myopatia, čo znamená ochorenie svalov.
Ďalšie možné príznaky zahŕňajú problémy s videním, problémy s myslením alebo kombináciu príznakov. Symptómy sa často zhromažďujú a vytvárajú jeden z niekoľkých rôznych syndrómov.
Chronická progresívna vonkajšia oftalmoplegia (CPEO) - v CPEO sa očné svaly pomaly paralyzujú. Toto sa zvyčajne vyskytuje, keď sú ľudia v tridsiatke, ale môžu sa vyskytnúť v akomkoľvek veku. Dvojité videnie je pomerne zriedkavé, iné zrakové problémy sa môžu objaviť na základe lekárskej prehliadky. Niektoré formy, najmä ak sa nachádzajú v rodinách, sú sprevádzané problémami so sluchom, ťažkosťami s rečou alebo prehĺtaním, neuropatiou alebo depresiou.
Syndróm Kearns-Sayre - syndróm Kearns-Sayre je takmer rovnaký ako CPEO, ale s niektorými ďalšími problémami a skorším vekom nástupu. Problémy zvyčajne začínajú, keď sú ľudia mladší ako 20 rokov. Ďalšie problémy zahŕňajú pigmentárnu retinopatiu, cerebelárnu ataxiu , srdcové problémy a intelektuálne deficity. Syndróm Kearns-Sayre je agresívnejší ako CPEO a môže viesť k smrti do štvrtého desaťročia života.
Leberova dedičná optická neuropatia (LHON) - LHON je dedičnou formou straty zraku, ktorá spôsobuje slepotu u mladých mužov.
Leighov syndróm - Taktiež známy ako subakútna nekrotizujúca encefalomyelopatia, Leighov syndróm sa zvyčajne vyskytuje u veľmi malých detí. porucha spôsobuje ataxiu, záchvaty , slabosť, vývojové oneskorenia, dystóniu a ďalšie. Zobrazovanie magnetickou rezonanciou (MRI) mozgu ukazuje abnormálny signál v bazálnych gangliách. Táto choroba je zvyčajne smrteľná počas niekoľkých mesiacov.
Mitochondriálna encefalopatia s laktátovou acidózou a epizódami podobné mŕtvici (MELAS) - MELAS je jedným z najbežnejších typov mitochondriálnych ochorení. Zdedí sa od matky. Choroba spôsobuje epizódy podobné úderom, ktoré môžu spôsobiť slabosť alebo stratu videnia. Medzi ďalšie príznaky patrí záchvaty, migréna, vracanie, strata sluchu, svalová slabosť a nízka postava. Porucha sa zvyčajne začína v detstve a prechádza do demencie. Môže byť diagnostikovaná zvýšenou hladinou kyseliny mliečnej v krvi, ako aj typický "srsť červených vlákien" svaloviny pod mikroskopom.
Myoklonická epilepsia so zdrvenými červenými vláknami (MERRF) - Myoklonus je veľmi rýchly svalový trhák, podobný tomu, čo mnohí majú tesne pred usnutím. Myoklonus v MERRF je častejší a nasleduje záchvaty, ataxia a svalová slabosť. Hluchota, problémy s videním, periférna neuropatia a demencia môžu tiež nastať.
Matematicky zdedená hluchota a diabetes (MIDD) - Táto mitochondriálna porucha zvyčajne postihuje ľudí vo veku od 30 do 40 rokov. Okrem straty sluchu a cukrovky môžu mať ľudia s MIDD straty zraku, svalovú slabosť, srdcové problémy, ochorenie obličiek, gastrointestinálne ochorenia a nízky vzrast.
Mitochondriálna neurogastrointestinálna encefalopatia (MNGIE) - To spôsobuje ťažkú nehybnosť čriev, čo môže viesť k bolestiam brucha a zápche. Problémy s pohybom očí sú tiež bežné, rovnako ako neuropatia a zmeny bielej hmoty v mozgu. Porucha sa objavuje kdekoľvek od detstva až do päťdesiatych rokov, ale je najčastejšie u detí.
Neuropatia, ataxia a retinitis pigmentosa (NARP) - Okrem problémov s periférnymi nervmi a nepríjemnosti môže NARP spôsobiť oneskorenie vývoja, epilepsiu, slabosť a demenciu.
Ďalšie mitochondriálne poruchy zahŕňajú Pearsonov syndróm (sideroblastickú anémiu a pankreatickú dysfunkciu), Barthov syndróm (X-viazanú kardiomyopatiu, mitochondriálnu myopatiu a cyklickú neutropéniu) a retardáciu rastu, aminokyselinú, cholestázu, preťaženie železom, laktátovú acidózu a skorú smrť ).
Diagnostika mitochondriálnych ochorení
Pretože mitochondriálne ochorenie môže spôsobiť nepríjemný rozsah symptómov, tieto ťažkosti môžu byť ťažké aj pre vyškolených lekárov, aby ich rozpoznali. V nezvyčajnej situácii, keď sa všetky príznaky zdajú klasické pre konkrétnu poruchu, možno genetické testy potvrdiť diagnózu. V opačnom prípade môžu byť potrebné ďalšie testy.
Mitochondria sú zodpovedné za aeróbny metabolizmus, ktorý väčšina z nás používa denne na to, aby sa mohla pohybovať. Keď je aeróbny metabolizmus vyčerpaný, ako pri intenzívnom cvičení, telo má záložný systém, ktorý vedie k tvorbe kyseliny mliečnej. To je látka, ktorá spôsobuje, že naše svaly bolesť a horieť, keď ich napätie príliš dlho. Pretože ľudia s mitochondriálnou chorobou majú menšiu schopnosť využívať svoj aeróbny metabolizmus, vytvára sa kyselina mliečna a toto sa môže merať a použiť ako znamenie, že niečo nie je v mitochondriách. Iné veci však môžu zvýšiť laktát. Napríklad kyselina mliečna v cerebrospinálnej tekutine môže byť zvýšená po záchvatoch alebo mŕtvici. Okrem toho niektoré typy mitochondriálnych ochorení, ako je Leighov syndróm, často majú hladiny laktátu, ktoré sú v normálnych hraniciach.
Základné hodnotenie môže zahŕňať hladiny laktátu v plazme a cerebrospinálnej tekutine. Elektrokardiogramy môžu hodnotiť arytmie, ktoré môžu byť smrteľné. Obraz magnetickej rezonancie (MRI) môže hľadať zmeny bielej hmoty . Elektromyografia sa môže použiť na vyšetrenie ochorenia svalov. V prípade záchvatov je možné objednať elektroencefalografiu. V závislosti od príznakov sa môže odporučiť aj audiológia alebo očné vyšetrenie.
Svalová biopsia je jedným z najspoľahlivejších spôsobov diagnostikovania mitochondriálnych porúch. Väčšina mitochondriálnych ochorení prichádza s myopatiou, niekedy dokonca aj vtedy, ak nie sú zjavné príznaky ako svalová bolesť alebo slabosť.
Liečba mitochondriálnych ochorení
V súčasnosti neexistuje zaručená liečba mitochondriálnych porúch. Dôraz sa kladie na zvládnutie symptómov, ktoré vzniknú. Dobrá diagnóza však môže pomôcť pri príprave na budúci vývoj av prípade zdedeného ochorenia môže ovplyvniť plánovanie rodiny.
zhrnutie
Stručne povedané, mitochondriálna choroba by mala byť podozrivá, keď existuje kombinácia príznakov zahŕňajúcich svalové srdce, mozog alebo oči. Zatiaľ čo materská dedičnosť je tiež sugestívna, je možné a dokonca bežné, že mitochondriálne ochorenia vyplývajú z mutácií jadrovej DNA v dôsledku interakcií medzi genetickým materiálom jadra a mitochondriami. Navyše niektoré choroby sú sporadické, čo znamená, že sa stali po prvýkrát bez toho, aby boli vôbec zdedené. Mitochondriálne ochorenia sú stále relatívne zriedkavé a najlepšie ich zvládne špecialista s dôkladnou znalosťou tejto triedy neurologických ochorení.
zdroje
Barth PG, Valianpour F, Bowen VM a kol. X-viazaná kardioklerálna myopatia a neutropénia (Barthov syndróm): aktualizácia. Am J Med Genet A 2004; 126A: 349
Chinnery PF, Johnson MA, Wardell TM a kol. Epidemiológia patogénnych mitochondriálnych DNA mutácií. Ann Neurol 2000; 48: 188.
Chinnery PF, Turnbull DM. Epidemiológia a liečba mitochondriálnych porúch. Am J Med Genet 2001; 106: 94.
Farrar GJ, Chadderton N, Kenna PF, Millington-Ward S. Mitochondriálne poruchy: etiológie, modelové systémy a kandidátske terapie. Trends Genet. 2013 4 júna.
Holt IJ, Harding AE, Petty RK, Morgan-Hughes JA. Nové mitochondriálne ochorenie spojené s heteroplazmou mitochondriálnej DNA. Am J Hum Genet 1990; 46: 428.
Jackson MJ, Schaefer JA, Johnson MA a kol. Prezentácia a klinické vyšetrenie mitochondriálneho ochorenia respiračného reťazca. Štúdia 51 pacientov. Brain 1995; 118 (Pt2): 339.
Murphy R, Turnbull DM, Walker M, Hattersley AT. Klinické znaky, diagnostika a manažment maternicovo zdedeného diabetu a hluchoty (MIDD) spojených s mitochondriálnou bodovou mutáciou 3243A> G. Diabet Med 2008; 25: 383.
Visapää I, Fellman V, Vesa J a kol. GRACILE syndróm, smrteľná metabolická porucha s preťažením železom, je spôsobená bodovou mutáciou v BCS1L. Am J Hum Genet 2002; 71: 863.
Yu Wai Man CY, Smith T, Chinnery PF a kol. Hodnotenie vizuálnej funkcie pri chronickej progresívnej vonkajšej oftalmoplegii. Eye (Lond) 2006; 20: 564.