Презентація на тему:
Загальна характеристика мітохондріальної патології. Клініка, діагностика, лікування захворювання

Загальна характеристика мітохондріальної патології. Клініка, діагностика, лікування. Левенець Софія Сергіївна

Мітохондріальні захворювання Гетерогенна група спадкових захворювань, яка характеризується патологією в системі мітохондрій (порушення структури, функцій мітохондрій), що призводить до органопатій тих органів, в яких вони максимально містяться.

• Біохімічно мітохондропатії – це порушення ферментів або ферментних комплексів, безпосередньо залучених у виробництві хімічної енергії за допомогою окислюваль-ного фосфорилювання. • Існує дефіцит виробництва клітинної енергії внаслідок генетичного дефекту мітохондріальної ДНК.

АКТУАЛЬНІСТЬ значна розповсюдженість у вигляді полісиндромної патології з більш частим ураженням: • нервової системи • очей • серця • нирок • м”язової системи • ендокринних органів неефективне традиційне лікування сімейний характер патології (у випадку порушення окислювального фосфорилювання) частоту дисфункції дихального ланцюга оцінюють від 1 на 5-10 тисяч до 4-5 на 100 тисяч новонароджених мають тенденцію до росту в геометричній прогресії - виражена інвалідизація

Історична довідка 1962 рік - вперше відкриті мітохондріальні захворювання (описана хвороба Люфта у молодої жінки) 1960-1990р.р.- діагностика мітохондропатій визначалась тільки біохімічними і морфологічними критеріями 1988р. – вперше доведена роль мутації мт ДНК, закладені базисні принципи мітохондріальної патології.

Схема будови мітохондрії • Мітохондрія описана Альтманом понад 100 років тому, як бактерія – паразит. • Мітоходрії – це унікальні енергетичні фабрики клітин: забезпечують майже 90% всієї енергії для потреби організму у вигляді молекул АТФ. Будова мітохондрій : Зовнішня мембрана: висока проник-ливість, відділяє органелу від цитоплазми клітини Внутрішня мембрана: утворює крипти, містить 5 мультиферментних комплексів дихального ланцюга Матрикс : протікають більшість біохімічних процесів окислювального фосфорилювання і оновлення в дихальному ланцюзі • Мітоходрії мають свої власні ДНК, РНК і рибосоми

Мітохондріальна ДНК (мт ДНК) – це: • мікроскопічна молекула, яка включає 16569 пар нуклеотидів • Кожна клітина містить від 2 до 20 кільцевих молекул мітохондріальної ДНК (мтДНК) • складається з двох комплементарних ланцюгів протилежної орієнтації • кодує 37 генетичних продуктів: 2 гени рРНК, 22 гени тРНК і 13 структурних генів

Мітохондріальна ДНК Одночасно в клітині можуть співіснувати нормальний (дикий) і мутантний типи мтДНК, що прийнято позначати терміном гетероплазмія Обидва типи мтДНК в процесі поділу клітини розподіляються випадково між дочірними клітинами Тому в наступних поколіннях частина клітин можуть мати тільки нормальні мтДНК, частина – тільки мутантні, а третя частина - і ті і інші типи мтДНК Характерне материнське спадкування

Материнське спадкування Фізіологія материнського типу спадкування на відміну від менделівського типу полягає в тому, що під час запліднення при проникненні в яйцеклітину сперматозоїд втрачає хвіст з мітохондріями і мт ДНК. Тому в яйцеклітину попадає лише ядерна ДНК спермію. Подібний механізм зумовлює те, що патогенні мутації мт ДНК і викликані ними клінічні фенотипи передаються дітям лише від матері. Випадків батьківської передачі мітохондріальних захворювань не задокументовано.

Тип успадкування мітохондріальних захворювань Може бути: Рецесивним Домінантним Х- зчепленим (при ураженні ядерної ДНК,особливо у дітей віком до 5років) Материнським, з варіабельною експресією або пенетрантністю

Етіопатогенез мітохондріальних захворювань Порушення процесу виробництва внутріклітинного синтезу АТФ, який носить назву окислювального фосфорилювання Порушення оновлення в дихальному ланцюзі, який структурно складається з ферментних комплексів, що розміщуються у внутрішній мембрані мітохондрій Мутації 13 поліпептидних субодиниць дихального ланцюга, що кодуються генами мт ДНК

Органи і тканини характеризують-ся різною залежністю від активності системи окислю-вального фосфорилювання мітохондрій, і це зумовлює більш часте їхнє ураження при експресії патогенних мутацій мтДНК. Найбільша залежність: - ЦНС, включаючи органи зору - міокард - скелетні м”язи - нирки - ендокринні органи - печінка (подано в порядку зменшення)

Класифікація патогенних мтДНК мутацій Молекулярно-генетична класифікація: • інсерція-делеція мтДНК зовнішня офтальмопатія синдром Кернса-Сейра синдром Пірсона асиметричний птоз двобічний птоз з офтальмопарезом та міотонією м’язів нижніх кінцівок дилятаційна кардіоміопатія NARP-синдром • мутації структурних генів синдром MERF синдром MELAS • заміна основ з порушенням білкового синтезу в мітохондріях фумарова ацидемія глутарова ацидемія

Класифікація мітохондріальних захворювань (Wallace,1992) 1.Місенс-мутантні: Нейроофтальмопатія Лебера Пігментний ретиніт 2. Мутації у генах тРНК: синдром MERF синдром MELAS 3. Делеції або дуплікації мтДНК: зовнішня офтальмопатія синдром Кернса-Сейра синдром Пірсона асиметричний птоз двобічний птоз з офтальмопарезом та міотонією м’язів нижніх кінцівок дилятаційна кардіоміопатія NARP-синдром

Класифікація мітохондріальних захворювань (Wallace,1992) 4. Мутації,що знижують число копій мтДНК: летальна інфантильна дихальна недостатність синдром молочно-кислого ацидозу 5. Мутації в ядерній ДНК: фумарова ацидемія глутарова ацидемія дефіцит ацил-Ко-А-дегідрогенази жирних кислот з довгим вуглеводним ланцюгом дефіцит ацил-Ко-А-дегідрогенази жирних кислот з середнім вуглеводним ланцюгом дефіцит ацил-Ко-А-дегідрогенази жирних кислот з коротким вуглеводним ланцюгом підгостра некротизуюча енцефаломіопатія Лея прогресуюча склерозуюча полідистрофія Альперса трихополідистрофія Менкеса

Описано більш, як 100 точкових мутацій мтДНК і сотні перебудов мітохондріального геному. Захворювання основою яких є порушення функції окислювального фосфорилювання: Хвороба Альцгеймера (AD) Хвороба Лебера(LHON),хворба Лебера і дистонія (LDYT) Хвороба Паркінсона (PD) Дитяча кардіоміопатія “плюс” (FICP) Гастроінтестинальний рефлюкс (GER) Інсуліннезалежний цукровий діабет (NIDDM) Летальна дитяча мітохондріальна міопатія (LIMM) Мітохондріальна міопатія (MM) Синдром деменції і хореї (DEMCHOR) Синдром раптової дитячої смерті (SIDS) та інші.

Найбільш часті органопатії при дефектах дихального ланцюга ЦНС: пре-, перинатальна енцефалопатія, епі-еквіваленти, епілепсія, полінейропатія. Очі: птоз, амбліопія, офтальмоплегія, пігментний ретиніт, атрофія зорових нервів, ністагм, катаракта. Серце: гіпертрофічна кардіоміопатія, аритмії, порушення провідної системи. • Печінка: прогресуюча печінкова недостатність, помірна гепатомегалія • Селезінка: спленомегалія • Нирки: тубулопатія Фанконі, нефрит, ниркова недостатність • Шлунково-кишковий тракт: рецидивуюча блювота, діарея, атрофія ворсин, порушення екзокринної функції підшлункової залози.

Найбільш часті органопатії при дефектах дихального ланцюга Ендокринна система: низький ріст, цукровий діабет Кістковий мозок: панцитопенія, макроцитарна анемія Шкіра: раннє старіння, недостатній розвиток підшкірно-жирової клітковини Скелет: аномалії розвитку

Клінічні особливість мітохондріальних захворювань - Можуть проявлятися неповністю, так як в клітині 100-1000 мітохондрій, кожна з яких містить по 2-19 копій мтДНК, і якщо в деяких з них відбулися мутації, то інші компенсують функції дихання. Дефекти дихального ланцюга проявляються в будь-якому віці. Порушення внутрішньоутробного розвитку з розвитком внутрішньоутробної гіпотрофії і вад розвитку мозку Наявність у малих дітей енцефаломіопатії, у дорослих - міопатії

Методи дослідження мітохондріальних захворювань клініко-генеалогічний аналіз генетичний аналіз морфологічний аналіз (біопсія) біохімічний метод дослідження (лактат, піруват, КФК, ЛФ, аланін) додаткові методи дослідження(огляд очного дна, УЗД внутрішніх органів, ЕЕГ, РЕГ, ехо-ЕГ, КТ, МРТ)

Місенс-мутантні мітохондропатії Синдром ЛЕБЕРА “грім серед ясного неба” зміни амінокислотного складу поліпептидів І-го комплексу дихального ланцюга • Вперше описаний Теодором Лебером в 1971 році • захворювання проявляється у віці 6 - 62 роки (частіше 11- 30 р.р.), розвивається гостро або підгостро • перші прояви- різке зниження гостроти зору одного ока, а через 7-8 тижнів - іншого ока. Зниження гостроти зору швидко прогресує однак повна сліпота буває рідко • в сітківці ока відмирають і не відновлюються світлочутливі клітини • скарги: нечіткість зору при яркому світлі, кращий зір при заході сонця, що зумовлено мікроангіопатією сітківки

Синдром Лебера Пораження очей поєднується з неврологічною симптоматикою: периферична полінейропатія, тремор, атаксія, спастичні парези, розумова відсталість, мігренеподібні головні болі. Можуть бути кістково-суглобові зміни: кіфоз, кіфосколіоз,арахнодактилія,спондилоепіфізарна дисплазія • Прогресуюче протікання з можливою ремісією через 1-2 роки після початку хвороби або відновлення гостроти зору • Диференційний діагноз: ретробульбарний неврит, лейкодистрофії, оптикохізмальний арахноенцефаліт та інші.

Мутації у генах тРНК Синдром MERRF міоклонус-епілепсія,“рвані червоні волокна” Зумовлений точковими мутаціями в гені лізинової т-РНК в позиціях 8344, 8356 мтДНК Спадкується по материнській лінії з внутрісімейним поліморфізмом Початок захворювання – 3 - 65 років Ранні ознаки: швидка втомлюваність, біль в гомілкових м”язах, зниження пам”яті, уваги Характерний симптомокомплекс: прогресуюча міоклонус-епілепсія(раптове, швидке, короткочасне скорочення м’язів) сенсорні порушення(розлади вібраційної і м’язово-суглобової чутливості)

Синдром MERRF міоклонус-епілепсія,“рвані червоні волокна” генералізованні тоніко-клонічні судоми, атаксія, деменція, нейросенсорна глухота, атрофія зорових нервів лактат-ацидоз Підвищення білку в лікворі ЕЕГ – генералізовані комплекси “спайк-хвиль” КТ – атрофія мозку, лейкоенцефалопатія, кальцифікація базальних гангліїв В біоптатах скелетних м”язів – “рвані червоні волокна” біологічне дослідження – дефекти ферментів дихального ланцюга (недостатність 1, 3, 4 комплексів дихального ланцюга) Диференційний діагноз: хвороба Гоше, синдром міоклонуса з нирковою недостатністю, хороби накопичення…

Синдром MELAS мітохондріальна міопатія - енцефалопатія-лактат-ацидоз, інсультоподібні епізоди Зумовлений точковими мутаціями в нуклеотидах 3243, 3271 мтДНК Мутація найбільш часто зустрічається в скелетних і серцевому м’язах, печінці, нирках, підшлунковій залозі, мозочку і корі великих півкуль Спадкується по материнській лінії Початок захворювання – 6 -10 р.р. (маніфестація до 40 р.)

Синдром MELAS мітохондріальна міопатія - енцефалопатія-лактат-ацидоз, інсультоподібні епізоди Ранні ознаки: судоми (фокальні пароксизми, генералізовані тоніко-клонічні напади, міоклонії, резистентні до терапії), Інсультоподібні епізоди: рецидивуючий біль голови, запаморочення, блювота, анорексія, вогнищева симптоматика, коматозні стани (гостра недостатність енергетичних субстратів в клітинах)

Синдром MELAS Характерні ознаки мітохондріальної недостатності – непереносимість фізичних навантажень – різке погіршення самопочуття, поява м”язової слабкості, міалгії При комп’ютерній томографії головного мозку виявляються зони інфарктів, переважно в області гемісфер, що зумовлює неврологічну симптоматику. Диференційний діагноз: синдром Лея (підгостра некротизуюча енцефалопатія), органічні ацидеміії, гомоцистинурія, судинні аномалії

Делеції або дуплікації мтДНК Синдром Кернса — Сейра • Вперше описаний Кернсом в 1946 році найбільш високий вміст мутантної мітохондріальної ДНК знаходиться в скелетних м’язах і мозковій тканині (60-85%) меньша кількість - в серці, печінці, нирках, гладких м’язах, лейкоцитах перші ознаки хвороби появляються у віці від 4 до 14 років (до 20 років)

Синдром Кернса — Сейра основні клінічні прояви — прогресуюча зовнішня офтальмоплегія, пігментний ретиніт (симетричний, білатеральний птоз, обмеження руху очних яблук, іноді зниження гостроти зору) міопатичний синдром (через декілька років від початку птозу поява маскоподібного, гіпомімічного обличчя, зміни тембру голосу, поперхувань, втоми при тривалій мові) при фізичних навантаженнях поява міалгій, міотоній, тремору

атріовентрикулярна блокада серця мозкова атаксія. ендокринні розлади: низький ріст, гінекомастія, гіпогонадизм, цукровий діабет, гіперальдостеронізм, гіпопаратиреоз кістково-сулобова система: кіфосколіоз, кранеосіностоз, метафізарна дисплазія порушення емалегенезу сечовивідна система: нирковий тубулярний ацидоз, синдром де Тоні-Дебре-Фанконі Синдром Кернса — Сейра

Синдром Кернса — Сейра Повна форма хвороби: - хронічна прогресуюча зовнішня офтальмоплегія - пігментний ретиніт - атріовентрикулярна блокада • Неповний форма: І варіант: - хронічна прогресуюча зовнішня офтальмоплегія - міопатія низхідного типу + будь-який інший симптом ІІ варіант: - ізольована хронічна прогресуюча зовнішня офтальмоплегія Диференційний діагноз : з іншими формами прогресуючих міопатій, синдром Толоза- Ханта, офтальмоплегічна мігрень, діабетична полінейропатія, міастенія

Синдром Кернса — Сейра При лабораторному обстеженні - підвищений рівень білку в спинномозковій рідині (більше 1 г/л). В крові і спинномозковій рідині збільшений вміст молочної і піровиноградної кислот. Характерна морфологічна ознака захворювання - наявність «рваних» червоних волокон (RRF), які знаходять при світловій мікроскопії м’язової тканини.

Синдром Пірсона Описаний Pearson в 1979 році в основі лежать делеції мтДНК більшість дітей не доживає до 4-х річного віку хворіє меньше сотні дітей в усьому світі в періоді новонародженості - гіпотонія, гіпоглікемія, важкий лактатацидоз характерною ознакою є виражена сидеробластна анемія з вакуолізацією еритроїдних і мієлоїдних попередників дисфункція підшлункової залози, в подальшому з розвитком діареї і затримкою фізичного розвитку, іноді в поєднанні з інсулінзалежним цукровим діабетом

Синдром Пірсона макроцитарна анемія з нейтропенією і тромбоцитопенією. порушення перистальтики кишківника, блювота, гастропарез і псевдообструкція. недостатність функції печінки, стеатоз, гемосидероз, цироз

Синдром Пірсона Лабораторне дослідження - наявність лактатацидозу, комплексної органічної ацидурії, підвищення вмісту гемоглобіну F і збільшення активності аденозиндезамінази біопсія скелетних м’язів - характерні рвані червоні волокна і інші аномалії ультраструктури Підвищене співвідношення лактат/піруват в плазмі і аномалії ОФ (oxidative phosphorilation) в лімфоцитах підтверджує мітохондріальну природу хвороби

Синдром Пірсона посмертно виявляють портальну дилятацію, фіброз, холестаз і гепатоцелюлярний гемосидероз у пацієнтів, які прожили декілька років, в подальшому развиваються ознаки синдрому Кернса-Сейра (Kearns-Sayre syndrome) з енцефаломієлопатичною офтальмоплегією, пігментною ретинопатією і церебелярним синдромом. вважють, що синдром Пірсона і синдром Кернса-Сейра мають загальний патогенетичний механізм.

Лікування мітохондріальних захворювань Кетогенна дієта (60% енергії- жир) + янтарна кислота уникнення довготривалого голодування та багато-вуглеводної їжі адекватне застосування рідини, електролітів уникнення тривалих великих фізичних навантажень виключення препаратів і процедур, які здатні гальмувати енергетичний механізм(барбітурати, препарати вальпроєвої кислоти, хлорамфенікол) попередження кислотно-радикального ушкодження мітохондріальних мембран (вітаміни С і Е)

Лікування мітохондріальних захворювань Патогенетичне: (Спрямоване на підвищення активності дихальної ланки мітохондрій): кофермент Q10 (4,3мг/кг в добу) сукцинат натрію (6гр / добу) вітаміни К1(філоквінон) 0,4 мг/кг, К3(менадіон) 1 мг/кг ,С 50-60 мг/кг Ідебенон (90мг/ добу) L- карнітин чотирма дозами по 50-100-200 мг/кг/добу під контролем РН крові • Кортикостероїди (механізм дії неясний) • Дихлорацетат (від15 до в добу) – стимулює активність ПВК-дегідрогенази, зменшення рівня лактату і аланіну плазми крові Симптоматичне: аналгетики, протисудомні, седативні,інфузії соди і.т.д.

Дякую за увагу!