Mitohondrije so fascinantni majhni organeli, ki živijo v skoraj vsaki celici v našem telesu. Za razliko od drugih delov celice so mitohondrije skoraj celice lastne. Pravzaprav so skoraj povsem ločeni organizmi, z genetskim materialom, ki je povsem drugačen od preostalega dela telesa. Na splošno se na splošno strinjamo, da bomo dediščili polovico našega genskega materiala od naše matere in polovico od očeta.
To ni povsem res. Mitohondrijska DNA se deli na drugačen način in je podedovana skoraj v celoti od matere.
Mnogi znanstveniki verjamejo, da so mitohondriji primer dolgoletnega simbiotičnega odnosa, v katerem so se bakterije že zdavnaj združile z našimi celicami, tako da so se naše celice in bakterije postale odvisne drug od drugega. Potrebujemo mitohondrije, da obdelamo večino energije, ki jo naše celice potrebujejo za preživetje. Kisik, ki ga dihamo, spodbuja proces, ki bi bil brez te majhne organelle nemogoč.
Kot zanimivi so mitohondriji, so občutljivi na poškodbe tako kot kateri koli drugi del telesa. Podedovane mutacije v mitohondrijski DNK lahko privedejo do številnih različnih simptomov. To lahko privede do sindromov, za katere menite, da so nenavadne in izredno redke, vendar se zdaj obravnavajo kot bolj pogoste kot prej mislili. Skupina v severovzhodni Angliji je ugotovila, da je razširjenost približno 1 od 15.200 ljudi.
Večje število, približno 1 od 200, je imelo mutacijo, mutacije pa niso bile simptomatične.
Živčni sistem se močno opira na kisik, da bi opravil svoje delo, kar pomeni, da naši živci potrebujejo dobro delovanje mitohondrije. Ko se mitohondrije nehajo, je živčni sistem pogosto prvi trpeti.
Simptomi mitohondrijske bolezni
Najpogostejši simptom, ki ga povzroča mitohondrijska bolezen, je miopatija, kar pomeni bolezen mišic.
Drugi možni simptomi vključujejo težave s vidom, težave pri razmišljanju ali kombinacijo simptomov. Simptomi pogosto združujejo skupaj, da tvorijo enega od več različnih sindromov.
Kronična progresivna zunanja oftalmoplegija (CPEO) - v CPEO, očesne mišice počasi postanejo paralizirane. To se običajno zgodi, ko so ljudje v tridesetih letih, vendar se lahko pojavijo v kateri koli starosti. Dvojni vidik je sorazmerno redek, vendar so drugi vidni problemi lahko odkriti z zdravniškim pregledom. Nekatere oblike, zlasti če jih najdemo v družinah, spremljajo težave s sluhom, težave pri govoru ali požiranju, nevropatije ali depresije.
Kearns-Sayrejev sindrom - Kearns-Sayrejev sindrom je skoraj enak kot CPEO, vendar z dodatnimi težavami in zgodnejšo starostjo. Težave se običajno začnejo, ko so ljudje mlajši od 20 let. Druge težave vključujejo pigmentno retinopatijo, cerebelarno ataksijo , srčne težave in intelektualni primanjkljaj. Kearns-Sayreov sindrom je bolj agresiven kot CPEO in lahko vodi do smrti do četrtega desetletja življenja.
Leber dedna optična nevropatija (LHON) - LHON je podedovana oblika izgube vida, ki povzroča slepoto pri mladih moških.
Leighov sindrom - znana tudi kot subakutna nekrotizirajoča encefalomielopatija, Leighjev sindrom se običajno pojavi pri zelo majhnih otrocih. motnja povzroči ataksijo, napade , šibkost, razvojne zamude, distonijo in več. Magnetna resonanca (MRI) možganov kaže nenormalni signal v bazalnih ganglijah. Bolezen je običajno usodna v mesecih.
Mitohondrijska encefalopatija z laktacidozo in kapjo podobne epizode (MELAS) - MELAS je ena najpogostejših vrst motenj mitohondrije. Podeduje ga mati. Bolezen povzroča epizode, podobne udarcem, kar lahko povzroči šibkost ali izgubo vida. Drugi simptomi vključujejo epileptične napade, migrena, bruhanje, izgubo sluha, mišično oslabelost in kratko stopnjo. Motnja se navadno začne v otroštvu in napreduje v demenci. Lahko ga diagnosticiramo z zvišano koncentracijo mlečne kisline v krvi, kot tudi značilnim videzom mišic pod mikroskopom, ki se pojavijo v krvavih rdečih vlaknih.
Myoklonska epilepsija z raztrganimi rdečimi vlakni (MERRF) - Myoklonus je zelo hiter kreten mišic, podoben tistemu, ki ga imajo tik pred spanjem. Mioklonus v MERRF je pogostejši, sledijo mu napadi, ataksija in mišična oslabelost. Lahko se pojavijo tudi gluhost, težave z vidom, periferna nevropatija in demenca.
Materno podedovana gluhost in diabetes (MIDD) - Ta mitohondrijska motnja običajno prizadene ljudi med 30 in 40 leti starosti. Poleg izgube sluha in sladkorne bolezni lahko ljudje z MIDD izgubijo vid, šibkost mišic, težave s srcem, bolezen ledvic, prebavne bolezni in kratko stopnjo.
Mitohondrijska nevrogastrointestinalna encefalopatija (MNGIE) - To povzroča resno nepopolnost črevesja, kar lahko vodi v trebušno stisko in zaprtje. Pogosti so tudi očesni gibi, kot tudi nevropatije in spremembe belih snovi v možganih. Motnja prihaja od kadarkoli od otroštva do petdesetih let, vendar je najpogostejša pri otrocih.
Nevropatija, ataksija in pigmentoza retinitisa (NARP) - Poleg težav z perifernimi živci in nerodnosti lahko NARP povzroči zamudo pri razvoju, epilepsijo, šibkost in demenco.
Druge mitohondrijske motnje vključujejo Pearsonov sindrom (sideroblastno anemijo in pankreatično disfunkcijo), Barthov sindrom (X-vezana kardiomiopatija, mitohondrijska miopatija in ciklična nevtropenija) in upočasnitev rasti, aminokisurija, holestaza, preobremenitev z železom, laktacidoza in zgodnja smrt (GRACILE ).
Diagnosticiranje mitohondrijskih bolezni
Ker lahko mitohondrijska bolezen povzroča zmedeno vrsto simptomov, so te težave lahko celo prepuščene prepoznavnim usposobljenim zdravnikom. V nenavadni situaciji, kjer se vsi simptomi zdijo klasični za določeno motnjo, se lahko opravi gensko testiranje za potrditev diagnoze. V nasprotnem primeru so morda potrebni še drugi testi.
Mitohondrije so odgovorne za aerobno presnovo, ki jo večinoma uporabljamo vsak dan, da bi se premaknili. Ko je aerobna metabolizma izčrpana, kot pri intenzivni vadbi, ima telo rezervni sistem, ki povzroči nastanek mlečne kisline. To je snov, ki naredi naše mišice bolečine in izgorevanja, če jih predolgo napolnimo. Ker imajo ljudje z mitohondrijsko boleznijo manj možnosti za uporabo aerobnega metabolizma, se mlečna kislina gradi in to se lahko meri in uporablja kot znak, da je nekaj narobe z mitohondriji. Vendar pa lahko tudi druge stvari povečajo laktat. Na primer, mlečna kislina v cerebrospinalni tekočini se lahko pojavi po napadih ali možganski kapi. Poleg tega imajo nekatere vrste mitohondrijskih bolezni, kot je Leighov sindrom, pogosto laktatne ravni, ki so znotraj običajnih meja.
Osnovna ocena lahko vključuje laktatne ravni v plazmi in cerebrospinalni tekočini. Elektrokardiogrami lahko ocenijo aritmije, kar je lahko usodno. Slika magnetne resonance (MRI) lahko poišče spremembe bele snovi . Elektromiografijo lahko uporabite za preiskavo mišične bolezni. Če pride do napadi, se lahko naroči elektroencefalografija. Glede na simptome se lahko priporoči tudi avdiologija ali testiranje oftalmologov.
Biopsija mišic je eden najbolj zanesljivih načinov diagnosticiranja motenj mitohondrije. Večina mitohondrijskih bolezni prihaja z miopatijo, včasih tudi če ni očitnih simptomov, kot so mišična bolečina ali šibkost.
Zdravljenje pri mitohondrijskih boleznih
V tem času ni zagotovljenega zdravljenja mitohondrijskih motenj. Poudarek je na upravljanju simptomov, ko se pojavijo. Vendar pa lahko dobra diagnoza pomaga pripraviti na prihodnji razvoj in v primeru podedovane bolezni lahko vpliva na načrtovanje družine.
Povzetek
Skratka, mitohondrijsko bolezen je treba sumiti, če obstaja kombinacija simptomov, ki vključujejo mišično srce, možgane ali oči. Medtem ko je materinska dediščina tudi sugestivna, je možno, da je mitohondrijska bolezen tudi posledica mutacij jedrske DNA, zaradi interakcij med genskim materialom jedra in mitohondriji. Poleg tega so nekatere bolezni sporadične, kar pomeni, da se zgodijo prvič, ne da bi jih sploh podedovali. Mitohondrijske bolezni so še vedno relativno redke in jih najbolje obvladuje specialist s trdnim razumevanjem tega razreda nevroloških bolezni.
Viri
Barth PG, Valianpour F, Bowen VM, et al. X-povezana kardioskeletna miopatija in nevtropenija (sindrom Barth): posodobitev. Am J Med Genet A 2004; 126A: 349
Chinnery PF, Johnson MA, Wardell TM, et al. Epidemiologija mutacij patogene mitohondrijske DNA. Ann Neurol 2000; 48: 188.
Chinnery PF, Turnbull DM. Epidemiologija in zdravljenje motenj mitohondrije. Am J Med Genet 2001; 106: 94.
Farrar GJ, Chadderton N, Kenna PF, Millington-Ward S. Mitohondrijske motnje: etiologije, sistemi modelov in kandidatne terapije.Trends Genet. 2013 4. junij.
Holt IJ, Harding AE, Petty RK, Morgan-Hughes JA. Nova mitohondrijska bolezen, povezana s heteroplazmi mitohondrijske DNA. Am J Hum Genet 1990; 46: 428.
Jackson MJ, Schaefer JA, Johnson MA, et al. Predstavitev in klinična raziskava mitohondrijske bolezni dihalne verige. Študija o 51 bolnikih. Brain 1995; 118 (Pt2): 339.
Murphy R, Turnbull DM, Walker M, Hattersley AT. Klinične lastnosti, diagnosticiranje in obvladovanje materinskega dedovanja sladkorne bolezni in gluhosta (MIDD), povezanih s mutacijo 3243A> G mitohondrijske točke. Diabet Med 2008; 25: 383.
Visapää I, Fellman V, Vesa J, et al. GRACILIN sindrom, smrtonosno presnovno motnjo s preobremenitvijo z železom, povzroča točkovna mutacija v BCS1L. Am J Hum Genet 2002; 71: 863.
Yu Wai Man CY, Smith T, Chinnery PF, et al. Ocena vizualne funkcije pri kronični progresivni zunanji oftalmoplegiji. Eye (Lond) 2006; 20: 564.