Zaburzenia mitochondrialne w neurologii

Mitochondria to fascynujące małe organelle, które zamieszkują niemal każdą komórkę naszego ciała. W przeciwieństwie do innych części komórki, mitochondria są prawie własną komórką. W rzeczywistości są one niemal całkowicie oddzielnymi organizmami, z materiałem genetycznym, który jest całkowicie odmienny od reszty ciała. Na przykład, ogólnie akceptujemy, że dziedziczymy połowę naszego materiału genetycznego od matki, a połowę od ojca.

To nie jest do końca prawdą. Mitochondrialny DNA dzieli się w inny sposób i jest dziedziczony prawie całkowicie od matki.

Wielu naukowców uważa, że ​​mitochondria są przykładem długotrwałej symbiotycznej zależności, w której bakterie dawno temu połączyły się z naszymi komórkami, tak że zarówno nasze komórki, jak i bakterie stały się zależne od siebie nawzajem. Potrzebujemy mitochondriów, aby przetworzyć większość energii potrzebnej naszym komórkom do przeżycia. Tlen, którym oddychamy, napędza proces, który byłby niemożliwy bez tego małego organelli.

Tak intrygujące jak mitochondria są podatne na uszkodzenia, tak jak każda inna część naszego ciała. Odziedziczone mutacje w DNA mitochondrialnym mogą prowadzić do wielu różnych objawów. Może to prowadzić do syndromów, które kiedyś uważano za niezwykłe i niezwykle rzadkie, ale obecnie są postrzegane jako bardziej powszechne niż wcześniej sądzono. Grupa w północno-wschodniej Anglii stwierdziła, że ​​częstość występowania wynosi około 1 na 15 200 osób.

Większa liczba, około 1 na 200, miała mutację, ale mutacje nie były objawowe.

Układ nerwowy w dużym stopniu wykorzystuje tlen, aby wykonać swoją pracę, a to oznacza, że ​​nasze nerwy potrzebują mitochondriów do dobrego funkcjonowania. Kiedy mitochondria idą źle, system nerwowy często pierwszy cierpi.

Objawy choroby mitochondrialnej

Najczęstszym objawem powodowanym przez chorobę mitochondrialną jest miopatia, czyli choroba mięśni.

Inne potencjalne objawy to problemy ze wzrokiem, problemy z myśleniem lub połączenie objawów. Objawy często łączą się, tworząc jeden z kilku różnych zespołów.

Inne zaburzenia mitochondrialne obejmują zespół Pearsona (niedokrwistość sideroblastyczna i dysfunkcja trzustki), zespół Bhaha (kardiomiopatia związana z X, mitochondrialna miopatia i neutropenia cykliczna) i opóźnienie wzrostu, aminokwasy, cholestaza, przeładowanie żelazem, kwasica mleczanowa i wczesna śmierć (GRACILE ).

Diagnozowanie chorób mitochondrialnych

Ponieważ choroba mitochondrialna może wywoływać oszałamiający zakres objawów, zaburzenia te mogą być trudne nawet dla przeszkolonych lekarzy. W nietypowej sytuacji, w której wszystkie objawy wydają się klasyczne dla danego zaburzenia, można wykonać badanie genetyczne w celu potwierdzenia rozpoznania. W przeciwnym razie konieczne mogą być inne testy.

Mitochondria są odpowiedzialne za metabolizm tlenowy, z którego większość z nas korzysta na co dzień, aby się poruszać. Kiedy metabolizm tlenowy jest wyczerpany, tak jak przy intensywnym wysiłku fizycznym, organizm ma system zapasowy, który powoduje nagromadzenie kwasu mlekowego. Jest to substancja, która sprawia, że ​​nasze mięśnie bolą i palą się, gdy nadmiernie je obciążamy. Ponieważ osoby z chorobą mitochondrialną mają mniejszą zdolność do korzystania z tlenowego metabolizmu, kwas mlekowy gromadzi się i można to zmierzyć i wykorzystać jako znak, że coś jest nie tak z mitochondriami. Inne rzeczy mogą jednak również zwiększyć mleczan. Na przykład kwas mlekowy w płynie mózgowo-rdzeniowym może być podwyższony po napadach lub udarach. Ponadto niektóre typy chorób mitochondrialnych, takie jak zespół Leigha, często mają poziomy mleczanu w granicach normy.

Podstawowa ocena może obejmować poziomy mleczanu w osoczu i płynie mózgowo-rdzeniowym. Elektrokardiogramy mogą ocenić arytmie, które mogą być śmiertelne. Obraz rezonansu magnetycznego (MRI) może poszukiwać zmian istoty białej . Elektromiografia może być wykorzystana do badania chorób mięśni. W przypadku wystąpienia napadów drgawkowych można zamówić elektroencefalografię. W zależności od objawów zaleca się również badanie audiologiczne lub okulistyczne.

Biopsja mięśni jest jednym z najbardziej wiarygodnych sposobów diagnozowania zaburzeń mitochondrialnych. Większość chorób mitochondrialnych wiąże się z miopatią, czasami nawet jeśli nie ma wyraźnych objawów, takich jak bolesność mięśni czy osłabienie.

Leczenie w chorobach mitochondrialnych

W tej chwili nie ma zagwarantowanego leczenia zaburzeń mitochondrialnych. Nacisk kładziony jest na radzenie sobie z objawami w miarę ich pojawiania się. Jednak dobra diagnoza może pomóc w przygotowaniu się do przyszłego rozwoju, a w przypadku wrodzonej choroby może wpływać na planowanie rodziny.

Podsumowanie

W skrócie, należy podejrzewać chorobę mitochondrialną, gdy występuje połączenie objawów obejmujących serce, mózg lub oczy mięśni. Chociaż dziedziczenie matki jest również sugestywne, możliwe jest, a nawet powszechne, że choroba mitochondrialna jest wynikiem mutacji w jądrowym DNA, z powodu interakcji między materiałem genetycznym jądra a mitochondriami. Co więcej, niektóre choroby są sporadyczne, co oznacza, że ​​zdarzają się one po raz pierwszy, a nie są w ogóle dziedziczone. Choroby mitochondrialne są nadal stosunkowo rzadkie i najlepiej zarządzane przez specjalistę z solidnym zrozumieniem tej klasy chorób neurologicznych.

Źródła

Barth PG, Valianpour F, Bowen VM, i in. Związana z chromosomem miocytem krtani i neutropenia (zespół Bhaha): aktualizacja. Am J Med Genet A 2004; 126A: 349

Chinnery PF, Johnson MA, Wardell TM, i in. Epidemiologia patogennych mitochondrialnych mutacji DNA. Ann Neurol 2000; 48: 188.

Chinnery PF, Turnbull DM. Epidemiologia i leczenie zaburzeń mitochondrialnych. Am J Med Genet 2001; 106: 94.

Farrar GJ, Chadderton N, Kenna PF, Millington-Ward S. Zaburzenia mitochondrialne: etiologie, systemy modeli i terapie kandydatów. Treści Genet. 2013 4 czerwca.

Holt IJ, Harding AE, Petty RK, Morgan-Hughes JA. Nowa choroba mitochondrialna związana z heteroplazmą DNA mitochondrialnego. Am J Hum Genet 1990; 46: 428.

Jackson MJ, Schaefer JA, Johnson MA, i in. Prezentacja i badanie kliniczne choroby mitochondrialnego łańcucha oddechowego. Badanie 51 pacjentów. Brain 1995; 118 (Pt 2): 339.

Murphy R, Turnbull DM, Walker M, Hattersley AT. Cechy kliniczne, diagnostyka i postępowanie z odziedziczoną po matce cukrzycą i głuchotą (MIDD) związaną z mitochondrialną mutacją punktową 3243A> G. Diabet Med 2008; 25: 383.

Visapää I, Fellman V, Vesa J, i in. Zespół GRACILE, śmiertelne zaburzenie metaboliczne z nadmiarem żelaza, jest spowodowane mutacją punktową w BCS1L. Am J Hum Genet 2002; 71: 863.

Yu Wai Man CY, Smith T, Chinnery PF, i in. Ocena funkcji wzrokowej w przewlekłej postępującej zewnętrznej oftalmoplegii. Eye (Lond) 2006; 20: 564.