אבחון מחלות המיטוכונדריה

הערכת אופי של ירושה ביטוי של סימנים קליניים של מחלות המיטוכונדריה

בשל העובדה כי מחלות myotochondrial במקרים מסוימים יכול להיגרם על ידי פגיעה בגנום הגרעיני, התמסורת של המחלה תהיה תואמת את חוקי מנדליה של ירושה. באותם מקרים שבהם התפתחות המחלה נגרמת על ידי מוטציות ב- DNA המיטוכונדרי, ירושה המיטוכונדריה יתאים לסוג זה מועבר דרך קו אימהי. לבסוף, כאשר הפתולוגיה מתפתחת עם נזק סימולטני לגנים של גנומים גרעיניים ומיטוכונדריאליים, הירושה תהיה מורכבת ותיקבע על ידי גורמים שונים. בהקשר זה, ניתוח גנאלוגי מטעמים פורמליים (טבעו של ירושה על ידי אילן) ניתן לומר סוגים שונים מאוד של ירושה: אוטוזומלית דומיננטית, אוטוזומלית רצסיבית, X-linked, המיטוכונדריה.

התפתחות מחלות כגון miotohondrialnyh מטבוליזם בלתי הולם של פירובט או חומצת שומן-חמצון בטא, מעגל קרבס, קשור מוטציות בגני הגנום הגרעיניים. עבור פתולוגיות אלה מאופיינים ירושה אוטוזומלית רצסיבית הדרך, כאשר הוריו - נשאים למוטציה (heterozygotes), ואת הילד - לתמוך הן מוטציות תורשתיות נגזר אבא ואמא (הומוזיגוטי). הורים בדרך כלל נראה בריאים, ומחלות דומות או mikropriznaki צריכות להסתכל אחים ואחיות של הילד החולה (אחים של probands) וקרוביהם ידי אמא וגם אבא (ב דודים).

במקרה של רצסיבי עוסקת עם סוג הירושה צמוד X (לדוגמא: סוג aciduria בילוד טופס glutaric השני או מחסור של למקטע E1 של מורכבות פירובט, מחלת מנקס, וכו ') לעתים קרובות סובל בנים אמא בולטות נשאיות של מוטציות ולהעביר אותם לבניו. ירושה אימהית שונה X- מקושר על ידי התבוסה של אנשים משני המינים. במקרים אלה, כאשר מנתחים את אילן היוחסין, יש צורך לנתח את השכיחות אצל גברים, שכן הוא אינו מופיע אצל נשים. הגנאלוגיה אינה מתחקה אחר העברת המחלה לאורך קו האב-הבן, שכן האב יכול לתת את הבן רק לכרומוזום Y.

עם התפתחות המחלה בשל נזק של הגנום של המיטוכונדריה (לדוגמה, מספר מחלות שרשרת הנשימה, נוירופתיה אופטית, לבר תסמונות Melas, MERF, NARP et al.) נצפתה ירושה אימהי כי הילד המיטוכונדריה בירושה מהאם, והיא יכולה לשדר אליהם כאל בנים , ובנות. לכן, אנשים משני המינים מושפעים במידה שווה. בהקשר זה, אילן יוחסין צריך להיות ואחריו את העברת המחלה לאורך קו האם.

בניתוח אילן ומציאת הסימפטומים של קרובי מחלה המיטוכונדריה יש לזכור כי החומרה (האקספרסיביות המאפיין) המחלה יכולה להשתנות במידה רבה, אשר עשוי להיות קשורה עם מספר שונה של המיטוכונדריה פגום, אופי הפציעות שלהם, הפצה שונה של מוטציות בתאים וכו ' לכן, לא תמיד ניתן לזהות סימנים ברורים של המחלה. במקרים מסוימים, ניתן לגלות סימפטומים מבודדים, נמחקים או סימנים שניתן לאתר באמצעות החיפושים הממוקדים שלהם.

פיתוח של מחלת המיטוכונדריה עשויה להיות קשורה לנזק חלקים עיקריים של המיטוכונדריה, microdeletions שנקרא כך (לדוגמה, תסמונת קירנס-Sayre, תסמונת פירסון, כמה צורות של סוכרת עם חירשות, ophthalmoplegia חיצוני פרוגרסיבית, וכו '). במקרים אלה, לעתים קרובות לא מוצאים את הסימפטומים האופייניים של קרובי משפחה, מאז התפתחות של מחלות הקשורות הופעת מוטציות חדשות שחלו הזיגוטה מיד לאחר ההפריה (מוטציה דה נובו ). המחלה היא סדירה. לעיתים קרובות עם מחלות אלה של אוטוזומלית דומיננטית בירושה מספר תנאים הקשורים מוטציות רבות ב- DNA המיטוכונדרי, למשל, כמה צורות של encephalomyopathies, מיופתיה עם מחלת עיניים, למרות נוכחותם של מוטציות mtDNA (מחיקות מרובות) יש דפוס אוטוזומלית דומיננטית של ירושה.

עם זאת, בניגוד לסוג הדומיננטי האוטומוסלי המנטלי הדומיננטי של הפתולוגיה המיטוכונדריאלית מאופיין במספר רב של אנשים שנפגעו בדורות הבאים.

לבסוף, כמה מחלות המיטוכונדריה, הקשורים לעיתים קרובות עם דלדול של mtDNA mtDondria או היעדרם בתאים, יכול להיות בירושה באופן אוטוסומלי רצסיבי. אלה כוללים צורות מולדות של מיופתיה, קרדיומיופתיה, תסמונת נוירודיסטרים, חומצה לקטית, נזק לכבד וכו '.

המחקר על אופי התמסורת התורשתית של המחלה הוא בעל חשיבות רבה לפרוגנוזה רפואית-גנטית ודורש ניתוח מעמיק של סימנים קליניים עם ידיעת מנגנוני היצירה הפתולוגית של המיטוכונדריה וסוגי הירושה שלה.

הביטוי של ביטויים קליניים משתנה במידה רבה מהימים הראשונים לחיים ועד למבוגרים. כאשר מנתחים את האינדיקטור הזה, יש לקחת בחשבון צורות נוסולוגיות, שכן לכל אחד מהם יש גיל מסוים של הופעה ראשונה.

הפרעות Exchange שנצפו במחלות המיטוכונדריה, ברוב המקרים, מתקדמות. תסמינים ראשוניים הם לעתים קרובות מתון, מתקדמת לאחר מכן יכול להוביל להפרעות משמעותיות משבית. צורות נדירות של פתולוגיה, כגון מיופתיה אינפנטילית שפירה וכמה צורות של נוירופתיה אופטית של לבר, יכולות להיות חיוביות או הפוכות.

במחקר מעבדה לשים לב למאפיינים אופייניים של מחלות המיטוכונדריה:

• נוכחות של חומצה;
• רמות גבוהות של לקטט ו pyruvate בדם, עלייה במדד הלקט / pyruvate של יותר מ 15, במיוחד משופרת עם עומס גלוקוז או פעילות גופנית;
• hypertonemia;
• היפוגליקמיה;
• hyperammonemia;
• הגדלת הריכוז של acetoacetate ו 3-hydroxybutyrate;
• עלייה בשיעור של חומצה 3-hydroxybutyric / acetoacetic חומצה בדם;
• תוכן מוגבר של חומצות אמינו בדם ושתן (alanine, גלוטמין, חומצה גלוטמית, valine, leucine, isoleucine);
• רמות גבוהות של חומצות שומן בדם;
• hyperexcretion של חומצות אורגניות עם שתן;
• ירידה ברמת קרניטין בדם;
• גידול בתכולת מיוגלובין בנוזלים ביולוגיים;
• ירידה בפעילות האנזימים המיטוכונדריאליים במיוציטים ופיברובלסטים.

ערך האבחון של אינדיקטורים אלה גבוה יותר עבור עומס מזון מאשר בצום. בפועל, מבחן אבחון הוכיח את עצמו: קביעת לקטט בדם על רקע העמסת גלוקוז, מה שמאפשר לזהות בצורה ברורה יותר את חוסר העקביות של שרשרת הנשימה עם עומס נוסף של גלוקוז.

עבור אבחון מעבדה של תפקוד המיטוכונדריה וצורות nosological ספציפיים, שגרתיות, שיטות ביוכימיות שגרתיות של החקירה אינם מספיקים, בדיקות מיוחדות נדרשים. זה נוח במיוחד לנתח פעילות אנזימים בדגימות ביופסיה שלד שריר מאשר ברקמות אחרות. ניתן לקבוע את הפעילות של אנזימים שרשרת הנשימה, במיוחד סינתטיס ציטראט, succinate dehydrogenase ו ציטוכרום C-oxidase.

נתונים על מחקרים גנטיים מורפולוגיים ומולקולריים

מחקרים מורפולוגיים באבחון של הפתולוגיה של המיטוכונדריה הם בעלי חשיבות מיוחדת. בשל חשיבות אינפורמטיבי גדול, לעתים קרובות יש צורך לבצע ביופסיה שריר בדיקה היסטוכימית של דגימות ביופסיה שהתקבלו. מידע חשוב ניתן לקבל על ידי בדיקה סימולטנית של החומר על ידי מיקרוסקופ אור אלקטרונים.

אחד הסמנים החשובים של מחלות המיטוכונדריה - התופעה של סיבים אדומים "מרופטים" [תופעת RRF (סיבים אדומים מרופטים)], הוקם בשנת 1963, הוא מקושר לטופס בשל התפשטות וצבירת מוקד של המיטוכונדריה נורמלי שינה גנטי על ידי קצה הסיב השריר. תופעה זו מזוהה עם מיקרוסקופ אור באמצעות כתם Gomori מיוחד, אבל בשנים האחרונות, סמנים שונים המיטוכונדריה ושיטות החיסונית השונים שימשו את זה.

תכונות מורפולוגיות אחרות של הפתולוגיה של המיטוכונדריה כוללות:

• עלייה חדה בגודל של המיטוכונדריה;
• הצטברות של גליקוגן, שומנים ותאי סידן בסר-אקולומה;
• ירידה בפעילות האנזימים המיטוכונדריאליים;
• הפרעה של גרגרי פעילות של אנזימים succinate dehydrogenase (SDH), NADH oxidoreductase, ציטוכרום C-oxidase, וכו '

בחולים עם מחלות המיטוכונדריה עם מיקרוסקופ אור יכול לזהות מאפייני מורפולוגיים ספציפיים רקמות שרירים: נימק מקומי של סיבי שריר, מסת sarkoplazmennyh ההצטברות, נוכחות של חלקי subsarkolemmalnyh ימס sarcoplasmic basophilia sarcoplasmic, מספר גדל של גרעינים שרירים, הפעלת תהליכי התחדשות ואחרים.

חקירת תפקידו של התופעה "מרופטים" סיבים אדומים הראתה חשיבותו לאבחון של תנאים כגון תסמונת Melas, MERRF, קירנס-Sayre, ophthalmoplegia פרוגרסיבית כרוני ומוטציות mtDNA נלוות אחרות. תופעה זו עלולה להתרחש במחלות אחרות: ניוון שרירים דושן, Dermatomyositis, ניוון myotonic, תרופות קבלה (clofibrate), וכן במצבים פתולוגיים אחרים. לכן, יחד עם מחלות המיטוכונדריה העיקרית, את התופעה של RRF עשוי ללוות משני תפקודים המיטוכונדריאלי.

כיום, היסטוכימיים אלקטרונים בדיקה מיקרוסקופית של רקמת השריר כבר בשימוש נרחב כדי לזהות סימנים של חוסר מיטוכונדריה. במקרים מסוימים, הם מסייעים לאבחון, במיוחד עם תמונה מורפולוגית נורמלית של רקמת השריר על פי מיקרוסקופ אור.

סימנים מיקרוסקופים אלקטרונים - איתור של פרת התפשטות המיטוכונדריה של הצורה שלהם וגודל, חוסר ארגון ולהגדיל את cristae, הצטברות של המיטוכונדריה נורמלי תחת sarcolemma, הצטברות של שומני paracrystalline הנורמלי (שעקר חלבונים) או תכלילים osmophilic המקומיים בין ממברנות הפנימיות וחיצוניות או בתוך globose cristae, הצטברות, הממוקם בדרך המטריצה (המורכב בעיקר טריגליצרידים), ואחרים.

בחלק מהחולים, ניתן לזהות חריגות cytochemical ב leukocytes.

קומפלקס של מחקרים ביוכימיים ומורפולוגיים משלים שיטות מודרניות של אבחון מולקולרי (זיהוי של מוטציות גרעין או מיטוכונדריאלי) המתבצעות במעבדות אבחון דנ"א מיוחדות. במחלות המיטוכונדריות מזוהות סוגים שונים של מוטציות: נקודה, מחיקות, שכפול, אנומליות כמותיות של דנ"א ועוד.

בהיעדר מוטציות ב- mtDNA, אם נחשפת פתולוגיה מיטוכונדריאלית, מתבצע מחקר DNA גרעיני.

קריטריונים לאבחון

ישנן שתי קבוצות של קריטריונים לאבחון מחלות המיטוכונדריה. קריטריונים אבחוניים בסיסיים (קבוצה ראשונה).

• קלינית:
  • אבחון מבוסס: תסמונות MERRF, MELAS, NARP, MNGIE, Pearson, נוירופתיה של Leber, מחלת לאה, Alpers;
  • נוכחות 2 או שילוב של התכונות הבאות:
    • נזק רב-מערכתי פתוגונומי למחלות שרשרת הנשימה;
    • התקדמות קורס עם אפיזודות של החמרה או נוכחות של מוטציות מיטוכונדריאלי במשפחה;
    • הרחקה של מחלות מטבוליות ואחרות על ידי ביצוע בדיקות מתאימות.
• היסטולוגית - זיהוי של התופעה של RRF ביותר מ 2% של רקמת השריר.
• אנזימטי:
  • ציטוכרום C-oxidase- סיבים שליליים;
  • ירידה בפעילות האנזימים של מורכבות שרשרת הנשימה (<20% מהנורמה ברקמה, <30% בתאים או ברקמות אחדות).
• פונקציונלי - ירידה סינתזה ATP ב fibroblasts יותר מ 3 סטיות תקן.
• מולקולרית - גנטית - מוטציות משמעותיות פתוגנאטיות של גרעין או mtDNA.

קריטריונים אבחוניים נוספים (קבוצה שנייה).

• תסמינים שאינם ספציפיים המתרחשים כאשר מחלות שרשרת נשימה (לידה המתה, ירד עובר פעילות מוטורית, מוות בילוד מוקדם, הפרעות תנועה, הפרעה התפתחותית, הפרעה של טונוס שרירים בתקופה בילוד) - קליניים.
• היסטולוגית - אחוז קטן של התופעה של RRF, הצטברות subarachromolemal של המיטוכונדריה או האנומליות שלהם.
• אנזימטית - פעילות נמוכה של האנזימים של מערכת הנשימה (20-30% מהמקובל ברקמות, 30-40% - בתאים או שורות תאים).
• פונקציונלי - הפחתת סינתזה של ATP ב fibroblasts ידי 2-3 סטיות תקן או חוסר צמיחה של fibroblasts במדיום עם גלקטוז.
• מולקולרית-גנטית - זיהוי של מוטציות גרעיניות או mtDNA עם קישור פתוגנטי משוער.
• מטבולי - זיהוי של מטבוליט אחד או יותר, המציין הפרה של ביו-אנרגטיקה סלולרית.

[1], [2], [3], [4]