Mitokondrioita ovat kiehtovia pieniä organeleja, jotka asuvat lähes jokaisessa kehossa. Toisin kuin muut solun osuudet, mitokondrit ovat melkein omaa soluaan. Itse asiassa ne ovat melkein täysin erillisiä eliöitä, joiden geneettinen materiaali on täysin erilainen kuin muualla elimessä. Esimerkiksi olemme yleisesti hyväksyneet, että periimme puolet geneettisestä materiaalista äidistämme ja puolet isältämme.
Tämä ei ole aivan totta. Mitokondrio-DNA jakautuu eri tavalla ja se peruu lähes kokonaan äidiltä.
Monet tiedemiehet uskovat, että mitokondriot ovat esimerkki pitkäaikaisesta symbioottisesta suhteesta, jossa bakteerit ovat jo kauan sitten sulautuneet soluihin niin, että sekä solut että bakteerit muuttuivat riippuvaisiksi toisistaan. Tarvitsemme mitokondrioita, jotta voimme käsitellä suurimman osan energiasta, jonka solut tarvitsevat selviytyäkseen. Hapen happea polttaa prosessia, joka olisi mahdotonta ilman tätä pikku organellea.
Niin mielenkiintoisia kuin mitokondriot ovat, ne ovat alttiita vaurioille aivan kuten mikä tahansa muu kehon osa. Perinnölliset mutaatiot mitokondrio-DNA: ssa voivat johtaa monenlaisiin oireisiin. Tämä voi johtaa oireyhtälöihin, joiden katsotaan olevan epätavallisia ja äärimmäisen harvinaisia, mutta niitä pidetään nyt yleisempiä kuin aiemmin on ajateltu. Koillis-Englannin ryhmä löysi esiintyvyyden noin yhdellä 15 200 ihmisellä.
Suurempi määrä, noin 1 potilaalla 200: lla, oli mutaatio, mutta mutaatiot eivät olleet oireeton.
Hermojärjestelmä luottaa voimakkaasti happeeseen, jotta se voi tehdä tehtävänsä, ja se tarkoittaa, että hermomme tarvitsevat mitokondrioja toimimaan hyvin. Kun mitokondrioista menee pieleen, hermosto on usein ensimmäinen kärsimys.
Mitokondriotaudin oireet
Yleisin mitokondriotaudin aiheuttama oire on myopatia eli lihasten sairaus.
Muita mahdollisia oireita ovat näköhäiriöt, ajatteluongelmat tai oireiden yhdistelmä. Oireet usein klusteroituvat yhteen muodostaen yhden monista erilaisista oireyhtymistä.
Krooninen progressiivinen ulkoinen silmäluoma (CPEO) - CPEO: ssa silmän lihakset hitaasti lamaantuvat. Tämä tapahtuu yleensä, kun ihmiset ovat kolmetoista, mutta niitä voi esiintyä milloin tahansa. Kaksinäköisyys on suhteellisen harvinaista, mutta muut näköongelmat voivat olla lääkärintarkastuksessa. Joitakin muotoja, erityisesti silloin, kun niitä löytyy perheissä, liittyy kuulo-ongelmia, puhetta tai nielemisvaikeuksia, neuropatiaa tai masennusta.
Kearns-Sayre-oireyhtymä - Kearns-Sayren oireyhtymä on melkein sama kuin CPEO, mutta joitain ylimääräisiä ongelmia ja aikaisempaa alkamisikää. Ongelmat alkavat tavallisesti silloin, kun ihmiset ovat alle 20-vuotiaita. Muita ongelmia ovat pigmenttinen retinopatia, pikkuaikainen ataksia , sydänongelmat ja älylliset vajeet. Kearns-Sayren oireyhtymä on aggressiivisempi kuin CPEO ja voi johtaa kuolemaan neljännen vuosikymmenen elämässä.
Leberi Hereditary Optic Neuropatia (LHON) - LHON on perinnöllinen näköhäviön muoto, joka aiheuttaa sokeutumista nuorissa miehissä.
Leigh-oireyhtymä - Tunnetaan myös nimellä subakuutti necrotizing encephalomyelopathy, Leigh-oireyhtymä esiintyy yleensä hyvin pikkulapsissa. häiriö aiheuttaa ataksiaa, kohtauksia , heikkoutta, kehitysviiveitä, dystoniaa ja paljon muuta. Aivojen magneettikuvaus (MRI) osoittaa epänormaalia signaalia perusganglioissa. Tauti on yleensä kuolemaa kuukausien kuluessa.
Mitokondrioiden enkefalopatia maitohappoasidoosilla ja aivohalvauskuvilla (MELAS) - MELAS on yksi yleisimmistä mitokondrioiden häiriöistä. Se periytyy äidiltä. Tauti aiheuttaa samanlaisia jaksoja kuin aivohalvaukset, jotka voivat aiheuttaa heikkouksia tai näköhäviöitä. Muita oireita ovat kouristuskohtaukset, migreeni, oksentelu, kuulon heikkeneminen, lihasheikkous ja lyhyt kasvu. Häiriö alkaa yleensä lapsuudessa ja johtaa dementiaan. Veren maitohapon kohonneita tasoja voi diagnosoida, samoin kuin tyypillinen "rypistynyt punaskuitu" lihasten esiintyminen mikroskoopilla.
Myoklonaalinen epilepsia, jossa on rapeita punaisia kuituja (MERRF) - Myoklonus on erittäin nopea lihasten ääliö, samanlainen kuin monet ovat juuri ennen nukahtamista. MERKR: n myokloni on yleisempi, ja sitä seuraa kouristuskohtauksia, ataksiaa ja lihasheikkoutta. Myös kuuroutta, näköongelmia, perifeeristä neuropatiaa ja dementiaa voi esiintyä.
Äitiysperäinen perinnöllinen kuurous ja diabetes (MIDD) - Tämä mitokondriohäiriö yleensä vaikuttaa 30-40-vuotiaisiin ihmisiin. Kuulonsuojauksen ja diabeteksen lisäksi henkilöillä, joilla on MIDD, voi olla näköhäiriöitä, lihasheikkoutta, sydänongelmia, munuaissairaus, ruoansulatuskanavan sairaus ja lyhytkasvu.
Mitochondrial neurogastrointestinal encephalopathy (MNGIE) - Tämä aiheuttaa suoliston vakavan liikkumattomuuden, joka voi johtaa vatsavaivoihin ja ummetukseen. Ongelmia silmän liikkeen kanssa ovat myös yleisiä, samoin kuin neuropatiat ja valkoisen aineen muutokset aivoissa. Häiriö tulee mistä tahansa lapsuudesta 50-vuotiaisiin, mutta se on yleisin lapsilla.
Neuropatia, ataksia ja retinitis pigmentosa (NARP) - NARP voi aiheuttaa perifeeristen hermohäiriöiden ja syyttömyyden lisäksi kehitysvamman, epilepsiaa, heikkoutta ja dementiaa.
Muita mitokondriaalisia häiriöitä ovat Pearson-oireyhtymä (sideroblastinen anemia ja haimainen toimintahäiriö), Barth-oireyhtymä (X-sidottu kardiomyopatia, mitokondriaalinen myopatia ja syklinen neutropenia) ja kasvun hidastuminen, aminohappoaudit, kolestaasi, raudan ylikuormitus, maitohappoasidoosi ja varhainen kuolema (GRACILE ).
Mitokondrioiden sairauksien diagnosointi
Koska mitokondriotauti voi aiheuttaa hämmentävän oireiden valikoiman, nämä häiriöt voivat olla vaikeita jopa koulutettujen lääkäreiden tunnistamiseksi. Epätavallisessa tilanteessa, jossa kaikki oireet näyttävät klassisilta tietyille häiriöille, geneettinen testaus voidaan tehdä diagnoosin vahvistamiseksi. Muussa tapauksessa muut testit saattavat olla tarpeen.
Mitokondriot ovat vastuussa aerobisesta aineenvaihdunnasta, jota useimmat meistä käyttävät päivittäin liikkuakseen. Kun aerobinen aineenvaihdunta loppuu, kuten voimakkaassa liikunnassa, keholla on varmuusjärjestelmä, joka johtaa maitohapon muodostumiseen. Tämä on aine, joka saa lihaksemme särkyä ja polttaa, kun törmäämme niitä liian kauan. Koska mitokondrioita sairastavilla ihmisillä on vähemmän kykyä käyttää aerobista aineenvaihduntaa, maitohappo kasvaa ja tämä voidaan mitata ja sitä voidaan käyttää merkkinä siitä, että mitokondrioilla on jotain vikaa. Muut asiat voivat kuitenkin myös lisätä laktaattia. Esimerkiksi maitohappoa aivo-selkäydinnesteessä voi kohota kouristuksia tai aivohalvausta. Lisäksi jotkut mitokondriotyyppiset tyypit, kuten Leighin oireyhtymä, ovat usein laktaattipitoisuuksia, jotka ovat normaaleissa rajoissa.
Perusarviointi voi sisältää laktaattiarvot plasmassa ja aivo-selkäydinnesteessä. Sähkökardiogrammit voivat arvioida rytmihäiriöitä, jotka voivat olla hengenvaarallisia. Magneettinen resonanssikuva (MRI) voi etsiä valkoisen aineen muutoksia . Sähkömografiaa voidaan käyttää lihasten taudin tutkimiseen. Jos kouristuksia on huolestuttavaa, elektroencefalogia voidaan tilata. Riippuen oireista, audiologiasta tai silmätautien testauksesta voidaan myös suositella.
Lihasbiopsi on yksi luotettavimmista keinoista mitokondrioiden häiriöiden diagnosoimiseksi. Useimmat mitokondriaaliset sairaudet ovat myopatiaa, joskus joskin ei ole ilmeisiä oireita, kuten lihassärkyä tai heikkoutta.
Hoito mitokondriotaudissa
Tällä hetkellä mitokondrioiden häiriöitä ei ole taattu. Painopiste on oireiden hallinnassa niiden syntyessä. Hyvä diagnoosi voi kuitenkin auttaa valmistautumaan tulevaan kehitykseen ja perinnöllisen sairauden tapauksessa voi vaikuttaa perheen suunnitteluun.
Yhteenveto
Lyhyesti sanottuna mitokondriotaudin epäillään esiintyvän lihaksen, aivojen tai silmien oireiden yhdistelmää. Vaikka äitiperintö on myös viitteellinen, on mahdollista ja jopa yleistä mitokondrioiden sairauden seurauksena ydin-DNA: n mutaatioista johtuen ytimen geneettisen materiaalin ja mitokondrioiden välisistä vuorovaikutuksista. Lisäksi jotkut sairaudet ovat satunnaisia eli ne tapahtuvat ensimmäistä kertaa olematta lainkaan perittyjä. Mitokondriaaliset sairaudet ovat edelleen suhteellisen harvinaisia, ja niitä hoitaa parhaiten erikoislääkäri, jolla on vankka käsitys tästä neurologisesta sairaudesta.
Lähteet
Barth PG, Valianpour F, Bowen VM, et ai. X-kytkeytynyt sydän-luusto-myopatia ja neutropenia (Barth-oireyhtymä): päivitys. Am J Med Genet A 2004; 126A: 349
Chinnery PF, Johnson MA, Wardell TM, et ai. Patogeenisten mitokondriaalisten DNA-mutaatioiden epidemiologia. Ann Neurol 2000; 48: 188.
Chinnery PF, Turnbull DM. Epidemiologia ja mitokondrioiden häiriöiden hoito. Am J Med Genet 2001; 106: 94.
Farrar GJ, Chadderton N, Kenna PF, Millington-Ward S. Mitokondriaaliset häiriöt: etiologiat, mallijärjestelmät ja ehdokasterapiat. Trends Genet. 2013 4. kesäkuuta.
Holt IJ, Harding AE, Petty RK, Morgan-Hughes JA. Uusi mitokondriotauti, joka liittyy mitokondrioiden DNA-heteroplasmiin. Am J Hum Genet 1990; 46: 428.
Jackson MJ, Schaefer JA, Johnson MA, et ai. Mitokondrioiden hengitystiketjutaudin esittely ja kliininen tutkimus. Tutkimus 51 potilasta. Brain 1995; 118 (Pt 2): 339.
Murphy R, Turnbull DM, Walker M, Hattersley AT. Kliiniset ominaisuudet, diagnoosi ja hoito äitiysperäisestä diabeteksesta ja kuuroudesta (MIDD), jotka liittyvät 3243A> G mitokondrioiden pistemutaatioon. Diabet Med 2008; 25: 383.
Visapää I, Fellman V, Vesa J et ai. GRACILE-oireyhtymä, tappava metabolinen häiriö, jonka raudan ylikuormitus on aiheuttanut pistemutaatio BCS1L: ssä. Am J Hum Genet 2002; 71: 863.
Yu Wai Man CY, Smith T, Chinnery PF, et ai. Visuaalisen toiminnan arviointi kroonisessa progressiivisessa ulkoisessa oftalmoplegiassa. Eye (Lond) 2006; 20: 564.