Expert medical al articolului
Noile publicații
Boli mitocondriale
Ultima examinare: 23.04.2024
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.
Afecțiunile mitocondriale sunt un grup eterogen mare de boli ereditare și afecțiuni patologice cauzate de tulburări structurale, funcții mitocondriale și respirație tisulară. Potrivit cercetătorilor străini, incidența acestor boli la nou-născuți este de 1: 5000.
Codul ICD-10
Tulburări metabolice, clasa IV, E70-E90.
Un studiu al naturii acestor afecțiuni patologice a fost inițiat în 1962, când un grup de cercetători a descris un pacient de 30 de ani cu hipermetabolism non-tiroidian, slăbiciune musculară și un nivel ridicat de metabolism bazal. Sa sugerat că aceste modificări sunt legate de o perturbare a proceselor de fosforilare oxidativă în mitocondriile țesutului muscular. În 1988, alți oameni de știință au raportat pentru prima dată detectarea unei mutații în ADN mitocondrial (mtDNA) la pacienții cu miopatie și neuropatie optică. După 10 ani, s-au găsit mutații ale genelor nucleare care codifică complexe ale lanțului respirator la copiii mici. Astfel, sa format o nouă direcție în structura bolilor copilariei: patologia mitocondrială, miopatiile mitocondriale, encefalomiopatiile mitocondriale.
Mitochondria sunt organele intracelulare prezente sub formă de câteva sute de copii în toate celulele (cu excepția eritrocitelor) și producând ATP. Lungimea mitocondrială este de 1,5 μm, lățimea este de 0,5 μm. Reînnoirea lor survine continuu pe toată durata ciclului celular. Organellum are 2 membrane - interne și externe. Din pliurile interioare ale membranei interioare, numite cristae. Spațiul interior umple matricea - principala substanță omogenă sau granulară a celulei. Acesta conține o moleculă de ADN circulară, ARN specific, granule de săruri de calciu și magneziu. Pe membrana interioară, enzimele implicate în fosforilarea oxidativă (complexul citocrom b, c, a și a3) și transferul de electroni sunt fixe. Această membrană de energie de conversie care transformă chimic oxidarea substratului energetic în energie, care se acumulează sub formă de ATP, fosfocreatina, și altele. Cele concentrate enzimele membranei externe implicate în transportul și acizii grași oxidarea acidului. Mitochondria este capabilă de auto-reproducere.
Funcția principală a mitocondriilor este oxidarea aerobă biologică (respirația tisulară folosind o celulă de oxigen) - un sistem de utilizare a energiei substanțelor organice cu eliberarea fazică într-o celulă. În procesul respirației tisulare, ionii de hidrogen (protoni) și electronii sunt transferați secvențial prin diferiți compuși (acceptori și donatori) la oxigen.
În procesul de catabolism de aminoacizi, carbohidrați, grăsimi, dioxid de carbon sub formă de glicerol, apă, acetil-CoA, piruvatul, oxaloacetat, cetoglutarat, care apoi intră în ciclul Krebs. Ionii de hidrogen formați sunt acceptați de nucleotidele de adenină nucleotide-adenină (NAD + ) și flavin (FAD + ). Coenzimele restaurate NADH și FADH sunt oxidate în lanțul respirator, care este reprezentat de 5 complexe respiratorii.
În timpul transferului de electroni, energia este stocată sub formă de ATP, creatină-fosfat și alți compuși macroergici.
Lanțul respirator este reprezentat de 5 complexe proteice, care efectuează întregul proces complex de oxidare biologică (Tabelul 10-1):
- Primul complex este NADH-ubichinone reductaza (acest complex este format din 25 de polipeptide, sinteza a 6 din care este codificată de mtADN);
- Al doilea complex - succinat-ubiquinone-oxidoreductază (constând din 5-6 polipeptide, inclusiv succinat dehidrogenază, este codificată numai de mTNA);
- Al treilea complex - citocrom C-oxidoreductaza (transferă electroni de la coenzima Q la complexul 4, constă din 9-10 proteine, sinteza unuia dintre ele este codificată de mtDNA);
- Al patrulea complex - citocrom oxidază [constă din 2 citocromi (a și a3), codificați de mtDNA];
- Cel de-al 5-lea complex este H + -ATPaza mitocondrială (constă din 12-14 subunități, efectuează sinteza ATP).
În plus, electronii a 4 acizi grași supuși beta-oxidării transferă o proteină care transportă electroni.
Un alt proces important în mitocondrii este beta-oxidarea acizilor grași, care conduce la formarea acelor-CoA și a esterilor de carnitină. În fiecare ciclu de oxidare a acizilor grași apar 4 reacții enzimatice.
Prima etapă este furnizată de acil-CoA dehidrogenaze (lanț scurt, mediu și lung) și 2 purtători de electroni.
În 1963, sa stabilit că mitocondriile au propriul genom unic, moștenit de la linia maternă. Acesta este reprezentat de doar o circulară mică lungime cromozomului 16569 bp, care codifică 2 ARN ribozomal, ARN de transfer 22 și 13 subunități enzimă lanț de electroni de transport complecși (șapte dintre ele se referă la un complex de 1, unu - la complex 3, trei - la complex 4, două - la complexul 5). Cele mai multe proteine mitocondriale implicate in procesele oxidative fosforilare (70), codificate de ADN-ul nuclear, și numai 2% (13 polipeptide) sunt sintetizate în matricea mitocondrială sub controlul genelor structurale.
Structura și funcția ADNmt este diferită de genomul nuclear. În primul rând, nu conține introni, ceea ce oferă o densitate mare de gene în comparație cu ADN-ul nuclear. În al doilea rând, majoritatea mRNA nu conține secvențe 5'-3'-netranslate. În al treilea rând, mtDNA are o buclă D, care este regiunea sa de reglementare. Replicarea este un proces în două etape. Diferențele în codul genetic al mtADN din nucleare au fost, de asemenea, dezvăluite. În special, trebuie remarcat faptul 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 avea sute și mii de mitocondrii în compoziția lor, sunt posibile până la 10.000 de copii ale mTNA. Este foarte sensibil la mutatii si sunt acum identificate trei tipuri de modificări: mutații punctiforme care codifică proteine gene mtDNA (mit- mutații) mutații punctiforme ale genelor ADNmt ARNt (sy / 7-mutație) și mtDNA modificări majore (p mutații).
În mod normal, întregul genotip celular al genomului mitocondrial este identic (homoplasm), totuși, atunci când apare o mutație, o parte a genomului rămâne identică, iar cealaltă este schimbată. Acest fenomen se numește heteroplasmie. Manifestarea genei mutante apare atunci când numărul de mutații atinge un anumit nivel critic (prag), după care există o încălcare a proceselor bioenergetice celulare. Aceasta explică faptul că, cu încălcările minime, cele mai multe organe și țesuturi dependente de energie (sistemul nervos, creierul, ochii, mușchii) vor suferi în primul rând.
Simptome ale bolilor mitocondriale
Afecțiunile mitocondriale se caracterizează printr-o varietate pronunțată de manifestări clinice. Deoarece sistemele cele mai volatile - sistemele musculare și nervoase, ele sunt afectate în primul rând, astfel încât se produc cele mai caracteristice semne.
Clasificare
O clasificare unică a bolilor mitocondriale nu există datorită incertitudinii contribuției mutațiilor genomului nuclear la etiologia și patogeneza lor. Clasificările existente se bazează pe două principii: participarea unei proteine mutante la reacțiile de fosforilare oxidativă și dacă proteina mutantă este codificată prin ADN mitocondrial sau nuclear.
[Diagnosticul bolilor mitocondriale
Studiile morfologice în diagnosticul patologiei mitocondriale au o importanță deosebită. Datorită importanței importante a informației, este adesea necesar să se efectueze biopsie musculară și examinarea histochimică a probelor de biopsie obținute. Informații importante pot fi obținute prin examinarea simultană a materialului prin lumină și microscopie electronică.
Ce trebuie să examinăm?
Ce teste sunt necesare?
Tratamentul bolilor mitocondriale
Până în prezent, tratamentul eficient al bolilor mitocondriale rămâne o problemă nerezolvată. Acest lucru se datorează mai multor factori: dificultatea diagnosticului precoce, slaba cunoaștere a patogeneza anumitor boli, unele forme rare de boală, severitatea stării de pacienți din cauza implicării multisistemicã care face dificilă estimarea tratamentului, lipsa unei viziuni comune privind criteriile de eficacitatea terapiei. Modalitățile de corecție a medicamentelor se bazează pe cunoștințele acumulate asupra patogenezei formelor individuale de boli mitocondriale.
Использованная литература