Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Μιτοχονδριακές ασθένειες
Ιατρικός εμπειρογνώμονας του άρθρου
Τελευταία επισκόπηση: 07.07.2025
Τα μιτοχονδριακά νοσήματα αποτελούν μια μεγάλη ετερογενή ομάδα κληρονομικών ασθενειών και παθολογικών καταστάσεων που προκαλούνται από διαταραχές στη δομή, τις λειτουργίες των μιτοχονδρίων και την αναπνοή των ιστών. Σύμφωνα με ξένους ερευνητές, η συχνότητα εμφάνισης αυτών των ασθενειών στα νεογνά είναι 1:5000.
Κωδικός ICD-10
Μεταβολικές διαταραχές, κατηγορία IV, E70-E90.
Η μελέτη της φύσης αυτών των παθολογικών καταστάσεων ξεκίνησε το 1962, όταν μια ομάδα ερευνητών περιέγραψε έναν 30χρονο ασθενή με υπερμεταβολισμό που δεν οφειλόταν στον θυρεοειδή, μυϊκή αδυναμία και υψηλό βασικό μεταβολικό ρυθμό. Υποστηρίχθηκε ότι αυτές οι αλλαγές συσχετίζονταν με μειωμένες διεργασίες οξειδωτικής φωσφορυλίωσης στα μιτοχόνδρια του μυϊκού ιστού. Το 1988, άλλοι επιστήμονες ανέφεραν για πρώτη φορά την ανακάλυψη μιας μετάλλαξης στο μιτοχονδριακό DNA (mtDNA) σε ασθενείς με μυοπάθεια και οπτική νευροπάθεια. Δέκα χρόνια αργότερα, μεταλλάξεις σε πυρηνικά γονίδια που κωδικοποιούν σύμπλοκα αναπνευστικής αλυσίδας βρέθηκαν σε μικρά παιδιά. Έτσι, σχηματίστηκε μια νέα κατεύθυνση στη δομή των παιδικών ασθενειών - μιτοχονδριακή παθολογία, μιτοχονδριακές μυοπάθειες, μιτοχονδριακές εγκεφαλομυοπάθειες.
Τα μιτοχόνδρια είναι ενδοκυτταρικά οργανίδια που υπάρχουν με τη μορφή αρκετών εκατοντάδων αντιγράφων σε όλα τα κύτταρα (εκτός από τα ερυθροκύτταρα) και παράγουν ATP. Το μήκος των μιτοχονδρίων είναι 1,5 μm, το πλάτος είναι 0,5 μm. Ανανεώνονται συνεχώς καθ' όλη τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου. Το οργανίδιο έχει 2 μεμβράνες - εξωτερική και εσωτερική. Από την εσωτερική μεμβράνη, πτυχές που ονομάζονται κρυστάλλους εκτείνονται προς τα μέσα. Ο εσωτερικός χώρος είναι γεμάτος με μια μήτρα - την κύρια ομοιογενή ή λεπτόκοκκη ουσία του κυττάρου. Περιέχει ένα δακτυλιοειδές μόριο DNA, ειδικό RNA, κόκκους αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου. Ένζυμα που εμπλέκονται στην οξειδωτική φωσφορυλίωση (ένα σύμπλεγμα κυτοχρωμάτων b, c, a και a3) και τη μεταφορά ηλεκτρονίων είναι στερεωμένα στην εσωτερική μεμβράνη. Αυτή είναι μια μεμβράνη μετατροπής ενέργειας που μετατρέπει τη χημική ενέργεια της οξείδωσης του υποστρώματος σε ενέργεια που συσσωρεύεται με τη μορφή ATP, φωσφορικής κρεατίνης κ.λπ. Η εξωτερική μεμβράνη περιέχει ένζυμα που εμπλέκονται στη μεταφορά και την οξείδωση λιπαρών οξέων. Τα μιτοχόνδρια είναι ικανά για αυτοαναπαραγωγή.
Η κύρια λειτουργία των μιτοχονδρίων είναι η αερόβια βιολογική οξείδωση (αναπνοή ιστών με τη χρήση οξυγόνου από το κύτταρο) - ένα σύστημα για τη χρήση της ενέργειας των οργανικών ουσιών με τη σταδιακή απελευθέρωσή της στο κύτταρο. Στη διαδικασία της αναπνοής των ιστών, υπάρχει μια διαδοχική μεταφορά ιόντων υδρογόνου (πρωτονίων) και ηλεκτρονίων μέσω διαφόρων ενώσεων (δεκτών και δοτών) στο οξυγόνο.
Κατά τη διαδικασία του καταβολισμού των αμινοξέων, σχηματίζονται υδατάνθρακες, λίπη, γλυκερόλη, διοξείδιο του άνθρακα, νερό, ακετυλοσυνένζυμο Α, πυροσταφυλικό, οξαλοξικό, κετογλουταρικό, τα οποία στη συνέχεια εισέρχονται στον κύκλο του Krebs. Τα προκύπτοντα ιόντα υδρογόνου γίνονται δεκτά από νουκλεοτίδια αδενίνης - νουκλεοτίδια αδενίνης (NAD + ) και φλαβίνης (FAD + ). Τα αναχθέντα συνένζυμα NADH και FADH οξειδώνονται στην αναπνευστική αλυσίδα, η οποία αντιπροσωπεύεται από 5 αναπνευστικά σύμπλοκα.
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μεταφοράς ηλεκτρονίων, η ενέργεια συσσωρεύεται με τη μορφή ATP, φωσφορικής κρεατίνης και άλλων μακροενεργικών ενώσεων.
Η αναπνευστική αλυσίδα αντιπροσωπεύεται από 5 πρωτεϊνικά σύμπλοκα που εκτελούν ολόκληρη τη σύνθετη διαδικασία βιολογικής οξείδωσης (Πίνακας 10-1):
- 1ο σύμπλεγμα - NADH-ουβικινόνη αναγωγάση (αυτό το σύμπλεγμα αποτελείται από 25 πολυπεπτίδια, η σύνθεση 6 από τα οποία κωδικοποιείται από mtDNA).
- 2ο σύμπλοκο - οξειδοαναγωγάση ηλεκτρικού-ουβικινόνης (αποτελείται από 5-6 πολυπεπτίδια, συμπεριλαμβανομένης της αφυδρογονάσης ηλεκτρικού, που κωδικοποιείται μόνο από μιτοχονδριακό DNA).
- 3ο σύμπλεγμα - οξειδοαναγωγάση κυτοχρώματος C (μεταφέρει ηλεκτρόνια από το συνένζυμο Q στο σύμπλεγμα 4, αποτελείται από 9-10 πρωτεΐνες, η σύνθεση μιας από αυτές κωδικοποιείται από το mtDNA).
- 4ο σύμπλεγμα - οξειδάση κυτοχρώματος [αποτελείται από 2 κυτοχρώματα (a και a3), που κωδικοποιούνται από mtDNA].
- 5ο σύμπλεγμα - μιτοχονδριακή H + -ATPάση (αποτελείται από 12-14 υπομονάδες, πραγματοποιεί σύνθεση ATP).
Επιπλέον, ηλεκτρόνια από 4 λιπαρά οξέα που υφίστανται βήτα οξείδωση μεταφέρονται από μια πρωτεΐνη μεταφοράς ηλεκτρονίων.
Μια άλλη σημαντική διαδικασία λαμβάνει χώρα στα μιτοχόνδρια - η βήτα-οξείδωση των λιπαρών οξέων, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό εστέρων ακετυλο-CoA και καρνιτίνης. Σε κάθε κύκλο οξείδωσης λιπαρών οξέων, συμβαίνουν 4 ενζυματικές αντιδράσεις.
Το πρώτο στάδιο παρέχεται από τις ακυλο-CoA αφυδρογονάσες (βραχείας, μέσης και μακράς αλυσίδας) και 2 φορείς ηλεκτρονίων.
Το 1963, διαπιστώθηκε ότι τα μιτοχόνδρια έχουν το δικό τους μοναδικό γονιδίωμα, το οποίο κληρονομείται μέσω της μητρικής γραμμής. Αντιπροσωπεύεται από ένα μόνο μικρό δακτυλιοειδές χρωμόσωμα μήκους 16.569 bp, που κωδικοποιεί 2 ριβοσωμικά RNA, 22 RNA μεταφοράς και 13 υπομονάδες των ενζυματικών συμπλεγμάτων της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων (επτά από αυτά ανήκουν στο σύμπλεγμα 1, μία στο σύμπλεγμα 3, τρεις στο σύμπλεγμα 4, δύο στο σύμπλεγμα 5). Οι περισσότερες από τις μιτοχονδριακές πρωτεΐνες που εμπλέκονται στις διεργασίες οξειδωτικής φωσφορυλίωσης (περίπου 70) κωδικοποιούνται από το πυρηνικό DNA και μόνο το 2% (13 πολυπεπτίδια) συντίθενται στον μιτοχονδριακό πλέγμα υπό τον έλεγχο δομικών γονιδίων.
Η δομή και η λειτουργία του mtDNA διαφέρει από το πυρηνικό γονιδίωμα. Πρώτον, δεν περιέχει ιντρόνια, γεγονός που παρέχει υψηλή γονιδιακή πυκνότητα σε σύγκριση με το πυρηνικό DNA. Δεύτερον, τα περισσότερα mRNA δεν περιέχουν αμετάφραστες αλληλουχίες 5'-3'. Τρίτον, το mtDNA έχει έναν βρόχο D, που είναι η ρυθμιστική του περιοχή. Η αντιγραφή είναι μια διαδικασία δύο σταδίων. Έχουν επίσης εντοπιστεί διαφορές στον γενετικό κώδικα του mtDNA από το πυρηνικό DNA. Πρέπει να σημειωθεί ιδιαίτερα ότι υπάρχει μεγάλος αριθμός αντιγράφων του πρώτου. Κάθε μιτοχόνδριο περιέχει από 2 έως 10 αντίγραφα ή περισσότερα. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι τα κύτταρα μπορούν να περιέχουν εκατοντάδες και χιλιάδες μιτοχόνδρια, είναι πιθανή η ύπαρξη έως και 10 χιλιάδων αντιγράφων mtDNA. Είναι πολύ ευαίσθητο στις μεταλλάξεις και επί του παρόντος έχουν εντοπιστεί 3 τύποι τέτοιων αλλαγών: σημειακές μεταλλάξεις πρωτεϊνών που κωδικοποιούν γονίδια mtDNA (μεταλλαγές mit), σημειακές μεταλλάξεις γονιδίων mtDNA-tRNA (μεταλλαγές sy/7) και μεγάλες αναδιατάξεις του mtDNA (μεταλλαγές p).
Κανονικά, ολόκληρος ο κυτταρικός γονότυπος του μιτοχονδριακού γονιδιώματος είναι πανομοιότυπος (ομοιοπλασία), αλλά όταν συμβαίνουν μεταλλάξεις, ένα μέρος του γονιδιώματος παραμένει πανομοιότυπο, ενώ το άλλο μέρος τροποποιείται. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ετεροπλασμία. Η εκδήλωση ενός μεταλλαγμένου γονιδίου συμβαίνει όταν ο αριθμός των μεταλλάξεων φτάσει σε ένα ορισμένο κρίσιμο επίπεδο (κατώφλι), μετά το οποίο συμβαίνει παραβίαση των κυτταρικών βιοενεργειακών διεργασιών. Αυτό εξηγεί ότι με ελάχιστες παραβιάσεις, τα πιο ενεργειακά εξαρτώμενα όργανα και ιστοί (νευρικό σύστημα, εγκέφαλος, μάτια, μύες) θα υποφέρουν πρώτα.
Συμπτώματα μιτοχονδριακών ασθενειών
Οι μιτοχονδριακές ασθένειες χαρακτηρίζονται από έντονη ποικιλομορφία κλινικών εκδηλώσεων. Δεδομένου ότι τα πιο ενεργειακά εξαρτώμενα συστήματα είναι το μυϊκό και το νευρικό σύστημα, αυτά επηρεάζονται πρώτα, επομένως αναπτύσσονται τα πιο χαρακτηριστικά συμπτώματα.
Ταξινόμηση
Δεν υπάρχει ενιαία ταξινόμηση των μιτοχονδριακών ασθενειών λόγω της αβεβαιότητας σχετικά με τη συμβολή των μεταλλάξεων του πυρηνικού γονιδιώματος στην αιτιολογία και την παθογένεσή τους. Οι υπάρχουσες ταξινομήσεις βασίζονται σε δύο αρχές: τη συμμετοχή της μεταλλαγμένης πρωτεΐνης σε αντιδράσεις οξειδωτικής φωσφορυλίωσης και το εάν η μεταλλαγμένη πρωτεΐνη κωδικοποιείται από μιτοχονδριακό ή πυρηνικό DNA.
[ Διάγνωση μιτοχονδριακών ασθενειών
Οι μορφολογικές μελέτες έχουν ιδιαίτερη σημασία στη διάγνωση της μιτοχονδριακής παθολογίας. Λόγω της μεγάλης πληροφοριακής τους αξίας, συχνά απαιτείται βιοψία μυϊκού ιστού και ιστοχημική εξέταση των ληφθέντων βιοψιών. Σημαντικές πληροφορίες μπορούν να ληφθούν με την ταυτόχρονη εξέταση του υλικού χρησιμοποιώντας οπτική και ηλεκτρονική μικροσκοπία.
Τι χρειάζεται να εξετάσετε;
Ποιες δοκιμές χρειάζονται;
Θεραπεία μιτοχονδριακών ασθενειών
Μέχρι σήμερα, η αποτελεσματική θεραπεία των μιτοχονδριακών ασθενειών παραμένει ένα άλυτο πρόβλημα. Αυτό οφείλεται σε διάφορους παράγοντες: δυσκολίες στην έγκαιρη διάγνωση, κακή μελέτη των επιμέρους κρίκων στην παθογένεση των ασθενειών, σπανιότητα ορισμένων μορφών παθολογίας, σοβαρότητα της κατάστασης του ασθενούς λόγω της πολυσυστημικής φύσης της βλάβης, η οποία περιπλέκει την αξιολόγηση της θεραπείας, και έλλειψη ενιαίας άποψης σχετικά με τα κριτήρια για την αποτελεσματικότητα της θεραπείας. Οι μέθοδοι φαρμακευτικής διόρθωσης βασίζονται στην επιτευχθείσα γνώση της παθογένεσης των επιμέρους μορφών μιτοχονδριακών ασθενειών.