^

Sănătate

A
A
A

Boli mitocondriale

 
, Editorul medical
Ultima examinare: 12.07.2025
 
Fact-checked
х

Tot conținutul iLive este revizuit din punct de vedere medical sau verificat pentru a vă asigura cât mai multă precizie de fapt.

Avem linii directoare de aprovizionare stricte și legătura numai cu site-uri cu reputație media, instituții de cercetare academică și, ori de câte ori este posibil, studii medicale revizuite de experți. Rețineți că numerele din paranteze ([1], [2], etc.) sunt link-uri clickabile la aceste studii.

Dacă considerați că oricare dintre conținuturile noastre este inexactă, depășită sau îndoielnică, selectați-o și apăsați pe Ctrl + Enter.

Bolile mitocondriale reprezintă un grup eterogen mare de boli ereditare și afecțiuni patologice cauzate de perturbări ale structurii, funcțiilor mitocondriilor și respirației tisulare. Conform cercetătorilor străini, frecvența acestor boli la nou-născuți este de 1:5000.

Codul ICD-10

Tulburări metabolice, clasa IV, E70-E90.

Studiul naturii acestor afecțiuni patologice a început în 1962, când un grup de cercetători a descris un pacient în vârstă de 30 de ani cu hipermetabolism non-tiroidian, slăbiciune musculară și rată metabolică bazală ridicată. S-a sugerat că aceste modificări au fost asociate cu procese de fosforilare oxidativă afectate în mitocondriile țesutului muscular. În 1988, alți oameni de știință au raportat pentru prima dată descoperirea unei mutații în ADN-ul mitocondrial (ADNmt) la pacienții cu miopatie și neuropatie optică. Zece ani mai târziu, mutații în genele nucleare care codifică complexele lanțului respirator au fost descoperite la copiii mici. Astfel, s-a format o nouă direcție în structura bolilor copilăriei - patologia mitocondrială, miopatiile mitocondriale, encefalomiopatiile mitocondriale.

Mitocondriile sunt organite intracelulare prezente sub formă de câteva sute de copii în toate celulele (cu excepția eritrocitelor) și produc ATP. Lungimea mitocondriilor este de 1,5 μm, lățimea de 0,5 μm. Acestea se reînnoiesc continuu pe tot parcursul ciclului celular. Organela are 2 membrane - externă și internă. Din membrana internă pornesc spre interior pliuri numite criste. Spațiul intern este umplut cu o matrice - principala substanță omogenă sau cu granulație fină a celulei. Aceasta conține o moleculă inelară de ADN, ARN specific, granule de săruri de calciu și magneziu. Enzimele implicate în fosforilarea oxidativă (un complex de citocromi b, c, a și a3) și transferul de electroni sunt fixate pe membrana internă. Aceasta este o membrană de conversie a energiei care transformă energia chimică a oxidării substratului în energie care se acumulează sub formă de ATP, creatină fosfat etc. Membrana externă conține enzime implicate în transportul și oxidarea acizilor grași. Mitocondriile sunt capabile de autoreproducere.

Funcția principală a mitocondriilor este oxidarea biologică aerobă (respirația tisulară cu utilizarea oxigenului de către celulă) - un sistem de utilizare a energiei substanțelor organice cu eliberarea treptată a acesteia în celulă. În procesul de respirație tisulară, are loc un transfer secvențial de ioni de hidrogen (protoni) și electroni prin diverși compuși (acceptori și donori) către oxigen.

În procesul de catabolism al aminoacizilor se formează carbohidrați, grăsimi, glicerol, dioxid de carbon, apă, acetil coenzima A, piruvat, oxaloacetat, ketoglutarat, care apoi intră în ciclul Krebs. Ionii de hidrogen rezultați sunt acceptați de nucleotidele de adenină - nucleotidele de adenină (NAD + ) și flavină (FAD + ). Coenzimele reduse NADH și FADH sunt oxidate în lanțul respirator, care este reprezentat de 5 complexe respiratorii.

În timpul procesului de transfer de electroni, energia este acumulată sub formă de ATP, creatină fosfat și alți compuși macroergici.

Lanțul respirator este reprezentat de 5 complexe proteice care realizează întregul proces complex de oxidare biologică (Tabelul 10-1):

  • Primul complex - NADH-ubiquinonă reductază (acest complex este format din 25 de polipeptide, dintre care sinteza a 6 este codificată de ADNmt);
  • Al doilea complex - succinat-ubichinonă oxidoreductază (constă din 5-6 polipeptide, inclusiv succinat dehidrogenază, codificată doar de ADNmt);
  • Al 3-lea complex - citocrom C oxidoreductază (transferă electroni de la coenzima Q la complexul 4, constă din 9-10 proteine, sinteza uneia dintre ele fiind codificată de ADNmt);
  • Al 4-lea complex - citocrom oxidază [constă din 2 citocromi (a și a3), codificați de ADNmt];
  • Al 5-lea complex - H + -ATPaza mitocondrială (constă din 12-14 subunități, realizează sinteza ATP).

În plus, electronii de la 4 acizi grași care suferă beta-oxidare sunt transferați de o proteină de transport al electronilor.

Un alt proces important are loc în mitocondrii - beta-oxidarea acizilor grași, care are ca rezultat formarea de acetil-CoA și esteri de carnitină. În fiecare ciclu de oxidare a acizilor grași, au loc 4 reacții enzimatice.

Prima etapă este asigurată de acil-CoA dehidrogenaze (cu lanț scurt, mediu și lung) și 2 purtători de electroni.

În 1963, s-a stabilit că mitocondriile au propriul lor genom unic, moștenit pe linie maternă. Acesta este reprezentat de un singur cromozom inelar mic, lung de 16.569 pb, care codifică 2 ARN ribozomal, 22 ARN de transfer și 13 subunități ale complexelor enzimatice ale lanțului de transport al electronilor (șapte dintre ele aparțin complexului 1, una complexului 3, trei complexului 4, două complexului 5). Majoritatea proteinelor mitocondriale implicate în procesele de fosforilare oxidativă (aproximativ 70) sunt codificate de ADN-ul nuclear și doar 2% (13 polipeptide) sunt sintetizate în matricea mitocondrială sub controlul genelor structurale.

Structura și funcționarea ADN-ului mt diferă de genomul nuclear. În primul rând, acesta nu conține introni, ceea ce îi conferă o densitate genetică mare în comparație cu ADN-ul nuclear. În al doilea rând, majoritatea ARNm-ului nu conține secvențe netraduse 5'-3'. În al treilea rând, ADN-ul mt are o buclă D, care este regiunea sa de reglare. Replicarea este un proces în doi pași. Au fost identificate și diferențe în codul genetic al ADN-ului mt față de ADN-ul nuclear. Trebuie menționat în special că există un număr mare de copii ale primului. Fiecare mitocondrie conține de la 2 la 10 copii sau mai mult. Având în vedere faptul că celulele pot conține sute și mii de mitocondrii, este posibilă existența a până la 10 mii de copii de ADN mt. Acesta este foarte sensibil la mutații și în prezent au fost identificate 3 tipuri de astfel de modificări: mutații punctuale ale proteinelor care codifică genele ADN mt (mutații mit), mutații punctuale ale genelor ADN mt-ARNt (mutații sy/7) și rearanjări mari ale ADN-ului mt (mutații p).

În mod normal, întregul genotip celular al genomului mitocondrial este identic (homoplasmie), dar atunci când apar mutații, o parte a genomului rămâne identică, în timp ce cealaltă parte este alterată. Acest fenomen se numește heteroplasmie. Manifestarea unei gene mutante are loc atunci când numărul de mutații atinge un anumit nivel critic (prag), după care are loc o încălcare a proceselor bioenergetice celulare. Aceasta explică faptul că, în cazul unor încălcări minime, organele și țesuturile cele mai dependente de energie (sistemul nervos, creierul, ochii, mușchii) vor avea de suferit primele.

Simptomele bolilor mitocondriale

Bolile mitocondriale se caracterizează printr-o diversitate pronunțată a manifestărilor clinice. Întrucât sistemele cele mai dependente de energie sunt sistemul muscular și cel nervos, acestea sunt afectate primele, prin urmare se dezvoltă cele mai caracteristice semne.

Simptomele bolilor mitocondriale

Clasificare

Nu există o clasificare unificată a bolilor mitocondriale din cauza incertitudinii privind contribuția mutațiilor genomului nuclear la etiologia și patogeneza lor. Clasificările existente se bazează pe două principii: participarea proteinei mutante la reacțiile de fosforilare oxidativă și dacă proteina mutantă este codificată de ADN-ul mitocondrial sau nuclear.

Clasificarea bolilor mitocondriale

trusted-source[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Diagnosticul bolilor mitocondriale

Studiile morfologice au o importanță deosebită în diagnosticul patologiei mitocondriale. Datorită valorii lor informative deosebite, sunt adesea necesare biopsia țesutului muscular și examinarea histochimică a biopsiilor obținute. Informații importante pot fi obținute prin examinarea simultană a materialului folosind microscopia optică și electronică.

Diagnosticul bolilor mitocondriale

trusted-source[ 9 ], [ 10 ]

Tratamentul bolilor mitocondriale

Până în prezent, tratamentul eficient al bolilor mitocondriale rămâne o problemă nerezolvată. Acest lucru se datorează mai multor factori: dificultăți în diagnosticarea precoce, studiul deficitar al legăturilor individuale în patogeneza bolilor, raritatea unor forme de patologie, severitatea stării pacientului din cauza naturii multisistemice a leziunii, care complică evaluarea tratamentului și lipsa unei perspective unitare asupra criteriilor de eficacitate a terapiei. Metodele de corecție medicamentoasă se bazează pe cunoștințele dobândite despre patogeneza formelor individuale de boli mitocondriale.

Tratamentul bolilor mitocondriale

Использованная литература

You are reporting a typo in the following text:
Simply click the "Send typo report" button to complete the report. You can also include a comment.