Mitohondriju slimību diagnostika

Mantojuma rakstura novērtējums un mitohondriju slimību klīnisko pazīmju izpausme

Sakarā ar to, ka miotohondrialnye slimība dažos gadījumos var radīt kaitējumu kodola genomā, slimība pārraide būs jāatbilst likumiem Mendelian mantojuma. Šādos gadījumos, kad attīstība slimības izraisa mutācijas mitohondriju DNS, mitohondriju mantojums sakrīt ar veidu, kas tiek pārraidīts pa mātes līniju. Visbeidzot, ja patoloģija attīstās ar vienlaicīgu kodola un mitohondriju genomu gēnu bojājumu, mantošana būs sarežģīta un to noteiks dažādi faktori. Šajā sakarā ģenealoģijas analīze formālu iemeslu dēļ (raksturs mantojuma ar ciltsrakstu) var secināt, ļoti dažāda veida mantojuma: autosomāli dominantu, autosomāli recesīvo, X-saistīta, mitohondriju.

Šādu slimību attīstība miotohondrialnyh kā nepiemērota metabolismu pirovīnogskābi vai taukskābju beta-oksidācijas, Krebsa ciklā, ir saistīta ar mutācijām kodola genomā gēniem. Šo patoloģiju raksturo autosomāli recesīvs mantojuma ceļā, kad viņa vecāki - mutāciju nesēji (heterozigotāte), un bērns - atbalsta abus pārmantotas mutācijas, kas iegūti no tēva un mātes (homozigota). Vecāki parasti izskatās veselīgi, un līdzīgas slimības vai mikropriznaki vajadzētu apskatīt brāļiem un māsām par slimu bērnu (brāļi un māsas probands) un viņu radiniekiem, gan mātei, gan tēvam (ar brālēniem).

Gadījumā, ja recesīvo nodarbojas ar X-saistīta mantojuma veidu (piemēram, jaundzimušo forma glutārskābes aciduria II tipa vai nepietiekošs E1 apakšvienības piruvāta kompleksa Menkes slimība, uc) bieži cieš zēni un māte izvirzīties nesējus mutāciju un pārsūtīt tos uz saviem dēliem. Mātes mantojums atšķiras no X-saistīta ar abu dzimumu personu sakāvi. Šajos gadījumos, analizējot ciltsrakstu, ir jāanalizē saslimstība ar vīriešiem, jo tā neparādās sievietēm. Ciltsrakstos nav izsekot pārsūtīšanu slimību, ko tēvs-dēls līniju, jo tēvs var pārraidīt tikai dēlu no Y hromosomas.

Ar slimības attīstību boj/ta genomā mitohondriju (piemēram, vairāki elpošanas ķēdes slimību, redzes nerva neiropātija, Leber sindroma Melasa, MERF, NARP et al.), Ko novēro mātes mantojumu jo mitohondrijos bērns iedzimta no mātes, un tas var pārraidīt tos kā zēniem un meitenes. Tādējādi abu dzimumu cilvēki ir vienādi skarti. Šajā sakarā pēc ciltsgrāmatas jāievēro slimības pārnese pa mātes līniju.

Ar ciltsdarbu analīzi un atrast simptomus mitohondriju slimības radinieku būtu jāatceras, ka no slimības smaguma (raksturīgā ekspresijas), var ievērojami atšķirties, kas var būt saistīta ar citu bojāto mitohondriju, par to traumu raksturu, atšķirīgu sadalījumu mutāciju šūnās uc Tādējādi ne vienmēr ir iespējams noteikt acīmredzamas slimības pazīmes. Dažos gadījumos tiek identificēti vai nu izolēti, izdzēsti simptomi vai pazīmes, kuras var atklāt, veicot mērķtiecīgu meklēšanu.

Development of mitohondriju slimība var būt saistīta ar bojājumiem galvenajām daļām, mitohondriju, tā sauktās microdeletions (piemēram, Kearns-Sayre sindroms, Pearson sindroms, daži no diabēta ar kurlumu, progresējoša ārējā ophthalmoplegia uc formas). Šādos gadījumos bieži vien neatrodat raksturīgos simptomus radiniekiem, jo attīstība slimībām, kas saistītas ar jaunu mutāciju, kas notikušas zigota uzreiz pēc apaugļošanas (mutāciju de Novo ). Slimība ir sporādiska. Bieži vien ar šīm slimībām ir autosomāli dominantu mantojis nosacījumiem, kas saistīti ar vairākām mutācijām mitohondriju DNS, piemēram, daži encephalomyopathies formas, miopātija ar acu slimībām, neskatoties uz mtDNA mutācijām (vairākiem fragmentus) ir autosomāli dominantu modeli mantojumu.

Tomēr atšķirībā no Mendelian autosomāla dominējošā mantojuma veida mitohondriālā patoloģijā ir raksturīga liela daļa skarto indivīdu nākamajās paaudzēs.

Visbeidzot, daži mitohondriālās slimības, kas bieži saistītas ar mtDNS mitohondriju noplūdi vai to neesamību šūnās, var mantot autosomāli recesīvi. Tie ir iedzimtas miopātijas formas, kardiomiopātija, neirodistreses sindroms, laktacidoze, aknu bojājumi utt.

Pareizas slimības pārnēsāšanas būtības izpēte ir ārkārtīgi nozīmīga medicīniski-ģenētiskā prognoze, un tai nepieciešama padziļināta klīnisko pazīmju analīze ar zināšanām par mitohondriju patoloģijas veidošanās mehānismiem un mantojuma veidiem.

Klīnisko izpausmju izpausmes plaši atšķiras no pirmajām dzīves dienām līdz pieauguša cilvēka vecumam. Analizējot šo rādītāju, ir jāņem vērā nosoloģiskās formas, jo katrai no tām ir noteikts debešu vecums.

Pārmaiņas traucējumi mitohondriju slimību gadījumā vairumā gadījumu ir pakāpeniski. Sākotnējie simptomi bieži vien ir vieglas, pēc tam attīstās un var izraisīt ievērojamus traucējumus. Retas patoloģijas formas, piemēram, labdabīga infantila miopātija un dažas Leberas optiskās neiropātijas formas, var būt labvēlīgas un mainīt.

Laboratorijas pētījumos jāpievērš uzmanība mitohondriālo slimību raksturīgajām īpašībām:

• acidozes klātbūtne;
• paaugstināts laktāta un piruvāta līmenis asinīs, laktāta / piruvāta indeksa palielināšanās vairāk nekā par 15, īpaši pastiprināta ar glikozes slodzi vai fizisko slodzi;
• hipertonija;
• hipoglikēmija;
• hiperamonēmija;
• palielinot acetoacetāta un 3-hidroksibutirāta koncentrāciju;
• 3-hidroksibutanskābes / acetolekīnskābes attiecības palielināšanās asinīs;
• palielināts aminoskābju saturs asinīs un urīnā (alanīns, glutamīns, glutamīnskābe, valīns, lejcīns, izoleicīns);
• paaugstināts taukskābju līmenis asinīs;
• organisko skābju hiperekscēšana ar urīnu;
• karnitīna līmeņa pazemināšanās asinīs;
• miolobīna satura palielināšanās bioloģiskajos šķidrumos;
• mitohondriju enzīmu aktivitātes samazināšanās miocīcijās un fibroblastos.

Šo rādītāju diagnostikas vērtība pārtikas krājumam ir lielāka nekā tukšā dūšā. Praksē tā ir pierādījusi sevi diagnostikas testu: noteikšana laktātu asinīs fona glikozes slodzes, kas ļauj skaidrāk atklāj neveiksmi elpošanas ķēdi papildu glikozes slodzes.

Mitohondriju disfunkcijas laboratoriskajai diagnostikai un tās specifiskajām nosoloģiskajām formām, parastām, regulārām bioķīmiskām pētīšanas metodēm nav pietiekami, jāveic īpaši testi. Īpaši ērti ir analizēt enzīmu aktivitāti skeleta muskuļu biopsijas paraugos, salīdzinot ar citiem audiem. Ir iespējams noteikt elpošanas ķēdes enzīmu, īpaši citrāta sintetazes, sukcināta dehidrogenāzes un citohroma C-oksidāzes aktivitāti.

Morfoloģisko un molekulāro ģenētisko pētījumu dati

Morfoloģiskie pētījumi mitohondriālās patoloģijas diagnostikā ir īpaši svarīgi. Pateicoties liela informatīvā nozīmei, bieži vien ir nepieciešams veikt iegūtā biopsijas paraugu muskuļu biopsiju un histoķīmisko pārbaudi. Svarīgu informāciju var iegūt, vienlaicīgi pārbaudot materiālu ar gaismas un elektronu mikroskopiju.

Viens no svarīgākajiem marķieru mitohondriju slimībām - fenomens "nodriskāts" sarkanās šķiedras [parādība RRF (noplīsis sarkanās šķiedras)], kas izveidota 1963. Gadā, viņš saistīts veidot sakarā ar ieroču izplatīšanu un fokusa uzkrāšanos patoloģiskas mitohondriju ģenētiski izmainīta malas muskuļu šķiedras. Šis fenomens tika konstatēts, izmantojot gaismas mikroskopu, izmantojot Gomori speciālu krāsošanu, bet pēdējos gados šajā nolūkā, dažādu mitohondriju marķieru un dažādas imunoloģisko metožu.

Citi mitohondriālās patoloģijas morfoloģiskie raksturojumi ietver:

• straujš mitohondriju lieluma pieaugums;
• glikogēna, lipīdu un kalcija konglomerātu uzkrāšanās subarecolemma;
• mitohondriālo enzīmu aktivitātes samazināšanās;
• sukcināta dehidrogenāzes (SDH) enzīmu, NADH oksidoreduktāzes, citohroma C-oksidāzes un citu darbību darbības traucējumu sadalījums.

Pacientiem ar mitohondriju slimībām ar gaismas mikroskopu var atklāt muskuļu audu nonspecific morfoloģiskās īpašības: vietējā nekroze muskuļu šķiedras, uzkrāšanās sarkoplazmennyh masa, klātbūtnes sabrukšanas subsarkolemmalnyh porciju sarkoplazmas bazofīliju sarkoplazmas, skaita palielināšanos muskuļu kodolu, aktivizējot reģenerācijas procesus un citi.

Izmeklēšana lomu fenomena "nodriskāts" sarkanās šķiedras parādīja savu nozīmi diagnostikā apstākļiem, piemēram, Melas sindromu, MERRF, Kearns-Sayre, hroniskas progresējošas ophthalmoplegia un citām saistītām mtDNA mutācijām. Šī parādība var rasties citām slimībām: dišēna miopātija, dermatomiozīts, myotonic distrofija reģistratūras narkotikām (klofibrāta), un citām patoloģijām. Tādējādi kopā ar primārajām mitohondriju slimībām RDF parādība var būt saistīta ar sekundārajām mitohondriju disfunkcijām.

Pašlaik mitohondriju nepietiekamības pazīmju noteikšanai plaši tika izmantota histoklemisko un elektronu mikroskopisko muskuļu audu izmeklēšana. Dažos gadījumos tie palīdz diagnozi, jo īpaši ar parasto muskuļu audu morfoloģisko ainu pēc gaismas mikroskopijas.

Elektronu mikroskopiskās pazīmes - atklāšana mitohondriju proliferācijas pārkāpšanu to formas un izmēru, dezorganizācija un palielināt cristae, uzkrāšana patoloģisku mitohondrijos saskaņā ar sarcolemma, tauku uzkrāšanās un patoloģisku paracrystalline (galvenokārt sastāv no proteīniem) vai osmophilic ieslēgumi lokalizēts starp iekšējo un ārējo membrānu vai ietvaros cristae, akumulācijas lodveidīgs, bieži vien atrodas matricā (kas sastāv galvenokārt no triglicerīdu), un citi.

Dažiem pacientiem leikocītu gadījumā ir iespējams noteikt citoķīmiskās patoloģijas.

Bioķīmisko un morfoloģisko pētījumu komplekss tiek papildināts ar modernām molekulārās diagnostikas metodēm (kodolu vai mitohondriju mutāciju noteikšana), kas tiek veiktas specializētās DNS diagnostikas laboratorijās. Mitohondriju slimībās tiek identificēti dažādi mutācijas veidi: punkts, dzēšana, dublēšanās, DNS kvantitatīvās anomālijas utt.

Ja mtDNS mutācijas nav, tad, ja rodas aizdomas par mitohondriālās patoloģijas, tiek veikts kodolenerģijas DNS pētījums.

Diagnozes kritēriji

Ir divas mitohondriju slimību diagnosticēšanas kritēriju grupas. Pamata diagnostikas kritēriji (pirmā grupa).

• Klīniskais:
  • konstatētas diagnozes: MERRF, MELAS, NARP, MNGIE, Pearson, Leber's neuropathy, Leah's disease, Alpers sindromi;
  • Klātbūtne 2 vai šādu funkciju kombinācija:
    • multisystemic damage pathognomonic attiecībā uz elpošanas ķēdes slimībām;
    • progresējošs kurss ar saasināšanās epizodēm vai mitohondriju mutācijas klātbūtne ģimenē;
    • vielmaiņas un citu slimību izslēgšana, veicot attiecīgus testus.
• Histoloģisks - RRF fenomena atklāšana vairāk nekā 2% muskuļu audos.
• Fermentatīvs:
  • citohroma C-oksidāzes negatīvās šķiedras;
  • elpošanas ķēdes kompleksa fermentu aktivitātes samazināšanās (<20% no normām audos, <30% šūnās vai vairākos audos).
• Funkcionāla - ATP sintēzes samazināšanās fibroblastiskajās vielās vairāk nekā 3 standarta novirzes.
• Molekulārās un ģenētiskās - patogēniski nozīmīgas kodola vai mtDNS mutācijas.

Papildu diagnostikas kritēriji (otra grupa).

• Klīniskie - nespecifiski simptomi, kas rodas tad, kad elpošanas ķēdes slimību (nedzīvi, samazināta motora darbības auglis, agrīnu jaundzimušā nāve, kustību traucējumi, attīstības traucējumi, muskuļu tonusa jaundzimušo periodā).
• Histoloģiski - neliela daļa no RRF fenomena, mitohondriju subarahromolemāla uzkrāšanās vai to anomālijas.
• Fermentatīvs - zems enzīmu līmenis elpošanas kompleksā (20-30% no normām audos, 30-40% - šūnās vai šūnu līnijās).
• Funkcionāli - samazinot ATP sintēzi fibroblastiem, 2-3 standartnovirzes vai fibroblastu augšanas trūkums vidē ar galaktozi.
• Molekulāro-ģenētisko - kodolvielu vai mtDNS mutāciju noteikšana ar domājamu patogēno saikni.
• Metabolisms - viena vai vairāku metabolītu noteikšana, kas norāda uz šūnu bioenerģētikas pārkāpumiem.

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