Zaburzenia mitochondrialne w neurologii

Mitochondria to fascynujące małe organelle, które znajdują się w prawie każdej komórce naszego ciała. W przeciwieństwie do innych części komórki, mitochondria są prawie odrębną komórką. W rzeczywistości są to prawie całkowicie odrębne organizmy, których materiał genetyczny jest całkowicie odmienny od reszty ciała. Na przykład ogólnie przyjmujemy, że dziedziczymy połowę naszego materiału genetycznego po matce, a połowę po ojcu. To nie do końca prawda. DNA mitochondrialne dzieli się w inny sposób i jest prawie w całości dziedziczone po matce.

Wielu naukowców uważa, że ​​mitochondria są przykładem długotrwałego związku symbiotycznego, w którym bakterie dawno temu połączyły się z naszymi komórkami, tak że zarówno nasze komórki, jak i bakteria stały się od siebie zależne. Potrzebujemy mitochondriów, aby przetworzyć większość energii potrzebnej naszym komórkom do przetrwania. Tlen, którym oddychamy, napędza proces, który byłby niemożliwy bez tej małej organelli.

Choć mitochondria są intrygujące, są podatne na uszkodzenia, tak jak każda inna część naszego ciała. Odziedziczone mutacje w mitochondrialnym DNA mogą prowadzić do wielu różnych objawów. Może to prowadzić do zespołów, które kiedyś uważano za niezwykłe i niezwykle rzadkie, ale obecnie są postrzegane jako częstsze niż wcześniej sądzono. Grupa w północno-wschodniej Anglii stwierdziła, że ​​częstość występowania wynosi około 1 na 15 200 osób. Większa liczba, około 1 na 200, miała mutację, ale mutacje nie były objawowe.

Układ nerwowy w dużej mierze zależy od tlenu, aby wykonywać swoją pracę, a to oznacza, że ​​nasze nerwy potrzebują mitochondriów do prawidłowego funkcjonowania. Kiedy mitochondria psują się, często jako pierwszy cierpi układ nerwowy.

Objawy

Najczęstszym objawem choroby mitochondrialnej jest miopatia, czyli choroba mięśni. Inne potencjalne objawy to problemy ze wzrokiem, problemy z myśleniem lub kombinacja objawów. Objawy często łączą się, tworząc jeden z kilku różnych zespołów.

• Przewlekła postępująca oftalmoplegia zewnętrzna (CPEO)- w CPEO mięśnie oka powoli ulegają paraliżowi. Zwykle ma to miejsce u osób po trzydziestce, ale może wystąpić w każdym wieku. Podwójne widzenie jest stosunkowo rzadkie, ale inne problemy ze wzrokiem mogą zostać wykryte podczas badania lekarskiego. Niektórym formom, zwłaszcza rodzinom, towarzyszą problemy ze słuchem, mową lub przełykaniem, neuropatie lub depresja.

• Zespół Kearnsa-Sayre’a- Zespół Kearnsa-Sayre’a jest prawie taki sam jak CPEO, ale z dodatkowymi problemami i wcześniejszym wiekiem zachorowania. Problemy zwykle zaczynają się, gdy ludzie mają mniej niż 20 lat. Inne problemy obejmują retinopatię barwnikową, ataksję móżdżkową, problemy z sercem i deficyty intelektualne. Zespół Kearnsa-Sayre’a jest bardziej agresywny niż CPEO i może prowadzić do śmierci w czwartej dekadzie życia.

• Dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego Lebera (LHON)- LHON jest dziedziczną postacią utraty wzroku, która powoduje ślepotę u młodych mężczyzn.

• Zespół Leigh – znany również jako podostra martwicza encefalomielopatia, zespół Leigh zwykle występuje u bardzo małych dzieci. zaburzenie powoduje ataksję, drgawki, osłabienie, opóźnienia rozwojowe, dystonię i inne. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) mózgu wykazuje nieprawidłowy sygnał w jądrach podstawy. Choroba zwykle kończy się śmiercią w ciągu kilku miesięcy.

• Encefalopatia mitochondrialna z kwasicą mleczanową i epizodami udaropodobnymi (MELAS) – MELAS jest jednym z najczęstszych rodzajów zaburzeń mitochondrialnych. Jest dziedziczony po matce. Choroba powoduje epizody podobne do udarów, które mogą powodować osłabienie lub utratę wzroku. Inne objawy to drgawki, migrena, wymioty, utrata słuchu, osłabienie mięśni i niski wzrost. Zaburzenie zwykle zaczyna się w dzieciństwie i przechodzi w demencję. Można go zdiagnozować na podstawie podwyższonego poziomu kwasu mlekowego we krwi, a także typowego „postrzępionego czerwonego włókna” widocznego pod mikroskopem.

• Padaczka miokloniczna z postrzępionymi czerwonymi włóknami (MERRF)- Mioklonie to bardzo szybkie szarpnięcie mięśni, podobne do tego, jakie ma wielu tuż przed zaśnięciem. Mioklonie w MERRF są częstsze i następują po nich drgawki, ataksja i osłabienie mięśni. Może również wystąpić głuchota, problemy ze wzrokiem, neuropatia obwodowa i otępienie.

• Głuchota i cukrzyca dziedziczona po matce (MIDD) – to zaburzenie mitochondrialne dotyka zwykle osoby w wieku od 30 do 40 lat. Oprócz utraty słuchu i cukrzycy, osoby z MIDD mogą cierpieć na utratę wzroku, osłabienie mięśni, problemy z sercem, choroby nerek, choroby przewodu pokarmowego i niski wzrost.

• Mitochondrialna encefalopatia neuro- żołądkowo-jelitowa (MNGIE) – powoduje poważne unieruchomienie jelit, co może prowadzić do dolegliwości brzusznych i zaparć. Powszechne są również problemy z ruchem gałek ocznych, podobnie jak neuropatie i zmiany istoty białej w mózgu. Zaburzenie pojawia się od dzieciństwa do lat pięćdziesiątych, ale najczęściej występuje u dzieci.

• Neuropatia, ataksja i barwnikowe zwyrodnienie siatkówki (NARP) – Oprócz problemów z nerwami obwodowymi i niezdarnością, NARP może powodować opóźnienie rozwoju, epilepsję, osłabienie i demencję.

Inne zaburzenia mitochondrialne obejmują zespół Pearsona (niedokrwistość syderoblastyczna i dysfunkcja trzustki), zespół Bartha (kardiomiopatia sprzężona z chromosomem X, miopatia mitochondrialna i cykliczna neutropenia) oraz opóźnienie wzrostu, aminoacyduria, cholestaza, przeładowanie żelazem, kwasica mleczanowa i wczesna śmierć (GRACILE) .

Diagnoza

Ponieważ choroba mitochondrialna może powodować oszałamiający zakres objawów, rozpoznanie tych zaburzeń może być trudne nawet dla przeszkolonych lekarzy. W nietypowej sytuacji, gdy wszystkie objawy wydają się klasyczne dla danej choroby, można wykonać badania genetyczne w celu potwierdzenia diagnozy. W przeciwnym razie mogą być konieczne inne testy.

Mitochondria odpowiadają za metabolizm tlenowy, z którego większość z nas korzysta na co dzień, aby się poruszać. Kiedy metabolizm tlenowy jest wyczerpany, jak podczas intensywnych ćwiczeń, organizm ma system zapasowy, który powoduje gromadzenie się kwasu mlekowego. Jest to substancja, która sprawia, że ​​nasze mięśnie bolą i palą się, gdy zbyt długo je obciążamy. Ponieważ osoby z chorobą mitochondrialną mają mniejszą zdolność do wykorzystywania swojego metabolizmu tlenowego, kwas mlekowy gromadzi się, co można zmierzyć i wykorzystać jako znak, że coś jest nie tak z mitochondriami. Jednak inne rzeczy również mogą zwiększyć poziom mleczanu. Na przykład kwas mlekowy w płynie mózgowo-rdzeniowym może być podwyższony po drgawkach lub udarze. Co więcej, niektóre rodzaje chorób mitochondrialnych, takie jak zespół Leigh, często mają poziomy mleczanu w normalnych granicach.

Podstawowa ocena może obejmować stężenie mleczanów w osoczu i płynie mózgowo-rdzeniowym. Elektrokardiogramy mogą ocenić arytmie, które mogą być śmiertelne. Obraz rezonansu magnetycznego (MRI) może szukać zmian w istocie białej. Elektromiografia może być wykorzystana do badania chorób mięśni. Jeśli istnieje obawa o drgawki, można zamówić elektroencefalografię. W zależności od objawów można również zalecić badanie audiologiczne lub okulistyczne.

Biopsja mięśni to jeden z najbardziej wiarygodnych sposobów diagnozowania zaburzeń mitochondrialnych. Większość chorób mitochondrialnych wiąże się z miopatią, czasami nawet jeśli nie ma wyraźnych objawów, takich jak bolesność lub osłabienie mięśni.

Leczenie

W tej chwili nie ma gwarancji leczenia zaburzeń mitochondrialnych. Nacisk kładziony jest na radzenie sobie z objawami w miarę ich pojawiania się. Jednak dobra diagnoza może pomóc w przygotowaniu się na przyszły rozwój, a w przypadku choroby dziedzicznej może mieć wpływ na planowanie rodziny.

Streszczenie

Krótko mówiąc, chorobę mitochondrialną należy podejrzewać, gdy występuje kombinacja objawów dotyczących mięśnia serca, mózgu lub oczu. Chociaż dziedziczenie matczyne jest również sugestywne, możliwe jest, a nawet powszechne, że choroba mitochondrialna jest wynikiem mutacji w jądrowym DNA, z powodu interakcji między materiałem genetycznym jądra i mitochondriów. Co więcej, niektóre choroby są sporadyczne, co oznacza, że ​​pojawiają się po raz pierwszy bez dziedziczenia. Choroby mitochondrialne są nadal stosunkowo rzadkie i najlepiej radzi sobie z nimi specjalista posiadający solidną wiedzę na temat tej klasy chorób neurologicznych.