скачать

Download Report

Transcript скачать

МИТОХОНДРИАЛЬНЫЕ
БОЛЕЗНИ.
ПОДГОТОВИЛ: СТУДЕНТ 5 КУРСА II МЕД. ФАКУЛЬТЕТА
201-Б ГРУППЫ 3 ДЕСЯТКА
ФИРСОВ ПАВЕЛ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Митохондриальные заболевания — группа
наследственных гетерогенных заболеваний, связанных с
дефектами в функционировании митохондрий,
приводящими к нарушениям энергетических функций в
клетках.
МИТОХОНДРИИ
Митохондрии — цитоплазматические органеллы,
присутствующие во всех эукариотических клетках. В среднем в
каждой клетке содержится около 100 митохондрий. Их число
зависит от возраста клетки и типа ткани. Больше митохондрий
содержат высокоэнергозависимые ткани: нервные клетки,
скелетные мышцы, печень и сердце.
Основная функция связана с окислением органических
соединении и использованием освобождающейся при их
распаде энергии для синтеза молекул АТФ
МИТОХОНДРИИ
Схема строения митохондрии.
МИТОХОНДРИИ
Электронномикроскопическая фотография,
показывающая митохондрии млекопитающего в
поперечном сечении
ЭТИОЛОГИЯ
Причина митохондриальных болезней лежит в мутациях митохондриальной ДНК,
которые в большинстве случаев негативно влияют на биосинтез белков,
задействованных в энергетическом метаболизме клетки.
Митохондриальная ДНК подвержена большому риску развития мутация из-за ряда
факторов:
• Большое количество окислительно-восстановительные процессов
избытком поставляющих свободные радикалы, повреждающих ДНК.
с
• Митохондриальная ДНК, в отличие от ядерной, не защищена белкамигистонами, а древние, доставшиеся от бактериеподобных предков,
механизмы репарации её повреждений несовершенны. Поэтому в
митохондриальной ДНК мутации накапливаются в 10-20 раз быстрее,
чем в ядерной ДНК
РАСПРОСТРАНЁННОСТЬ
• Изначально мутации мтДНК считались крайне редкими, однако
исследование 3000 здоровых новорожденных на 10 наиболее
известных патогенных мутаций, проведённое в 2008 году,
выявило таковые у одного человека из 200
ОСОБЕННОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ БОЛЕЗНЕЙ
1. Материнский (митохондриальный) тип наследования яйцеклетка человека содержит сотни митохондрий, в то время как
сперматозоид — только одну спирально закрученную
митохондрию у основания жгутика. При оплодотворении мтДНК
сперматозоида не попадает в яйцеклетку и плод наследует
исключительно материнскую мтДНК. Именно поэтому все
заболевания, связанные с мутациями в мтДНК, передаются по
материнской линии — от матери к детям
ОСОБЕННОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ БОЛЕЗНЕЙ
ОСОБЕННОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ БОЛЕЗНЕЙ
2. Гетероплазмия и митотическая сегрегация
Мутации мтДНК обычно поражают некоторые, но не все копии мтДНК в
клетке или ткани, создавая смесь нормальных и мутантных копий мтДНК
(гетероплазмия). В процессе клеточного деления молекулы мтДНК
случайным образом распределяются по дочерним клеткам, поэтому
возможна сегрегация как в пользу мутантных, так и нормальных мтДНК.
Этот феномен, называемый митотической сегрегацией, объясняет, почему
у некоторых пациентов с митохондриальной заболеваниями с возрастом
меняется клинический фенотип — может наблюдаться как ухудшение
состояния пациента, так и улучшение некоторых клинических симптомов.
ОСОБЕННОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ БОЛЕЗНЕЙ
3.Пороговый Эффект - Установлено, что мутации мтДНК не представляют
опасности, пока пропорция мутантных молекул не достигнет
определенного уровня (пороговый эффект). Этот порог для тканей
организма различен и зависит от их энергетических потребностей. Однако
рано или поздно наступает момент, когда дефектные формы
накапливаются в количестве, достаточном для проявления
патологических признаков.
ОСОБЕННОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ БОЛЕЗНЕЙ
Дебютировать заболевания этой группы могут в любом возрасте
— от первых дней жизни до глубокой старости — и
манифестировать нарушениями функций практически любой
системы органов . Раннее начало заболевания приводит к более
тяжелому течению и неутешительному прогнозу.
КЛАССИФИКАЦИЯ
1.Болезни, обусловленные дефектами мтДНК:
а) точечными мутациями
б) делециями
в) изолированными дупликациями или в сочетании с делениями
2. Болезни, обусловленные дефектами ядерной ДНК:
а) мутациями, нарушающими работу электрон-транспортной цепи митохондрий;
б) мутациями, нарушающими окислительное фосфорилирование;
в) мутациями, вызывающими дефекты ферментов цикла Кребса;
г) мутациями, нарушающими утилизацию субстратов;
д) мутациями, нарушающими транспорт субстратов.
3. Болезни, обусловленные дефектами мтДНК, которые вызваны нарушением ядерной
ДНК.
а) тканеспецифическими делециями или дупликациями мтДНК;
б) истощением (деплецией) мтДНК.
КЛАССИФИКАЦИЯ
• Точковые мутации мтДНК и крупные перестройки в большей степени
характерны для взрослых пациентов и детей в возрасте старше 4 лет.
Младенческие и ранние детские формы митохондриальных
заболеваний в основном обусловлены мутациями в ядерных генах и
имеют аутосомно-рецессивное или Х-сцепленное наследование. В
раннем возрасте дебютируют синдром Ли, младенческая фатальная
энцефаломиопатия, синдром NARP, синдром Альперса,
митохондриальная гепатоэнцефалопатия и синдром Пирсона. К
заболеваниям раннего детского возраста (манифестация в возрасте 4 лет
и старше) относят синдром Кирнса-Сейра, синдром MELAS и MERRF.
Перечисленные заболевания могут манифестировать и в более старшем
возрасте (около 20-40 лет). В этом же возрасте манифестируют признаки
атрофии зрительных нервов Лебера и хронической прогрессирующей
офтальмоплегии.
КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ
• Относительная потребность тканей в энергии окислительного
фосфорилирования различна и убывает в ряду ЦНС →
скелетные мышцы → сердечная мышца → почки → печень →
костный мозг → эндокринные железы. Именно поэтому чаще
всего при митохондриальных болезнях обнаруживают
поражение мышечной, нервной и эндокринной систем
КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ
К распространенным симптомам, которые возникают у большинства пациентов , относят:
•
мышечную слабость;
•
мышечную гипотрофию (атрофию);
•
миопатию лицевой мускулатуры;
•
офтальмоплегию;
•
полуптоз (птоз);
•
задержку (регресс моторного развития);
•
атаксию;
•
бульбарный синдром;
•
пирамидные симптомы;
•
экстрапирамидные нарушения;
•
нарушения сердечного ритма;
•
снижение остроты зрения
•
нейросенсорную тугоухость;
•
изменение толерантности к глюкозе;
•
лактат-ацидоз.
ЗАБОЛЕВАНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ МУТАЦИЯМИ
МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ГЕНОВ
LH0N (атрофия зрительных нервов Лебера) - Возраст начала — от 15 до 50 лет. Острая
или подострая безболезненная потеря зрения, вызванная билатеральной атрофией
зрительного нерва. В некоторых родословных атрофия зрительных нервов сочетается с
симптомами, присущими митохондриальным болезням (дистония, сахарный диабет)
ЗАБОЛЕВАНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ МУТАЦИЯМИ
МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ГЕНОВ
• MELAS (митохондриальная энцефаломиопатия, лактат-ацидоз, инсультоподобные
состояния) - Возраст начала — от 4 до 40 лет. Мигрень, инсультоподобные состояния,
которые сопровождаются гемипарезами и гемианопсией, атаксией, эпилептические
приступы, птоз, офтальмоплегия, мышечная слабость, эндокринные нарушения
Двусторонняя кальцификация
базальных ганглий, легкая
атрофия мозжечка, ишемические
изменения,
ЗАБОЛЕВАНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ МУТАЦИЯМИ
МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ГЕНОВ
• MERRF (миоклонус- эпилепсия, присутствие рваных красных волокон в мышечном
биоптате) - Возраст начала — от 4 до 40 лет. Основные симптомы: парциальные или
генерализованные тонико-клонические судороги, миоклонус-эпилепсия, атаксия,
миопатия, нейросенсорная тугоухость, периферическая полинейропатия, деменция,
атрофия зрительных нервов
Рваные (шероховатые) красные
мышечные волокна
ЗАБОЛЕВАНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ МУТАЦИЯМИ
МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ГЕНОВ
• Синдром Пирсона - Возраст начала — неонатальный, младенчество. Характеризуется
анемией, тромбоцитопенией. лактат-ацидозом и гепатомегалией. Неврологические
симптомы (у 30% пациентов): гипотония, задержка психомоторного развития,
атаксия, тремор. Течение заболеваиия стремительное; 80% пациентов умирают до
достижения возраста 3 лет.
• Во всём мире отмечено чуть меньше 100 случаев.
ЗАБОЛЕВАНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ МУТАЦИЯМИ
МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ГЕНОВ
• Синдром Кернса- Сейра - Возраст начала : от 5 до 20 лет. Основные симптомы:
офтальмоплегия, пигментная дегенерация сетчатки, предсердно-желудочковая
блокада, мозжечковые симптомы (атаксия, дизартрия). К основным симптомам
могут присоединяться деменция, нейросенсорная тугоухость, эндокринопатии
Общий вид больного В., 14 лет с синдромом
Кернса-Сейра.
ДИАГНОСТИКА
Схема обследования детей с подозрением на митохондриальную болезнь включает:
• генеалогический анализ с изучением родословной;
• оценку физического развития;
• анализ психоречевого и моторного развития;
• исследование состояния внутренних органов (включая кардиологическое обследование и др.);
• оценку неврологического статуса с использованием данных электроэнцефалографии,
эхоэнцефалоскопии и электронейромиографии
• офтальмологическое обследование и другое
ДИАГНОСТИКА
ДИАГНОСТИКА
1.Биохимические маркеры митохондриальных заболеваний
• Любые расстройства дыхательной цепи заметно изменяют окислительновосстановительный баланс в цитоплазме, нарушая функционирование
цикла Кребса вследствие избытка НАДН по отношениею к НАД+ и приводя к
вторичному увеличению концентрации лактата, увеличению молярного
соотношения лактат/ пируват и концентрации кетоновых тел в крови.
Концентрация молочной кислоты в сыворотке крови в норме 0,4—
1,4 ммоль/л, соотношение лактат/пируват 10:1,
ДИАГНОСТИКА
2.Морфологические маркеры митохондриальных заболеваний
• Обнаружение на препаратах мышечной ткани так называемых рваных
красных волокон, которые представлены скоплениями аномальных
митохондрий под сарколеммой. Тяжесть патологических изменений мышц
зависит от относительного содержания этих волокон. Их присутствие в
мышечном биоптате больного с миопатией служит показателем
митохондриальной этиологии заболевания, но рваные красные волокна не
считают высокоспецифичным признаком, и при некоторых формах и
стадиях болезни они могут отсутствовать.
ДИАГНОСТИКА
3.Измерение активности ферментов дыхательной цени
• Снижение активности ферментов обнаруживают не у всех пациентов, но в
тех случаях, когда оно присутствует, его считают основанием для
установления диагноза. Резкое снижение активности одного из комплексов
чаще всего возникает при мутациях ядерного генома.
ДИАГНОСТИКА
4.ДНК диагностика митохондриальных заболеваний
• Больным с хорошо известными митохондриальными синдромами, такими
как MELAS. MERRF, LHON, NARP, проводят тесты на типичные для каждого их
нарушения точковые мутации мтДНК. Пациентам с подозрением на
синдром Кирнса-Сейра необходимо исключить крупные делеции мтДНК,.
Кроме частых мажорных мутаций, описано множество более редких, и в
некоторых случаях для подтверждения диагноза требуется полный анализ
последовательности мтДНК. Так, по данным на 2010 г., в Международной
базе по мутациям мтДНК описано около 200 точковых мутаций и примерно
столько же крупных перестроек).
ДИАГНОСТИКА
• Эффективная диагностика митохондриальных болезней требует
мультидисциплинарного подхода. За рубежом лаборатории ДНКдиагностики митохондриальных заболеваний находятся в центрах по
изучению этих заболеваний, которые созданы на базе детских и взрослых
многопрофильных клиник. Такие лаборатории должны проводить не только
весь комплекс рутинных подтверждающих тестов, но и иметь возможность
выполнять более углубленные исследования, необходимые для
отягощенной семьи.
ЛЕЧЕНИЕ
• В настоящее время эффективные методы
патогенетического лечения митоходриальных болезней не
описаны. Как правило, проводят симптоматическое и антиоксидантное лечение. Пациентам назначают препараты,
активирующие транспорт митохондриальных субстратов и
ослабляющие лактат-ацидоз.
ЛЕЧЕНИЕ
ЛЕЧЕНИЕ
Ряд лекарственных средств оказывает влияние на
дыхательную цепь митохондрий и не рекомендован при
митохондриальных болезнях, прежде всего это
лекарственные препараты на основе вальпроевой кислоты, а
также глюкокортикостероиды, антибиотики
тетрациклинового и аминогликозидного ряда,
антиретровирусные препараты.
Благодарю за внимание
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
• 1. Наследственные болезни. Национальное руководство. Редакторы: Николай Бочков, Евгений Гинтер, Валерий
Пузырев (с.499 - 510)
• 2. Медична генетика - Гречаніна О.Я (с.38-68)
• 3. Медицинская генетика (Е. К. Гинтер) (с.126-131)
• 4. Журнал «НАМН» Украины 2012 т.18 №1 (с. 55 - 67)
• 5. Сайты
• http://ru.wikipedia.org/wiki/Митохондрия
• http://ru.wikipedia.org/wiki/Митохондриальные_заболевания
• http://ru.wikipedia.org/wiki/Синдром_MELAS
• http://ru.wikipedia.org/wiki/Синдром_MERRF
• http://www.dnalab.ru/diseases-diagnostics/leber-optic-atrophy
• http://vocabulary.ru/dictionary/891/word/kernsa-seira-sindrom
• http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1176920&uri=index2.html