تشخيص أمراض الميتوكوندريا

تقييم طبيعة وراثة ومظاهر العلامات السريرية لأمراض الميتوكوندريا

يرجع ذلك إلى حقيقة أن أمراض myotochondrial في بعض الحالات يمكن أن يكون سببها الأضرار التي لحقت الجينوم النووي ، فإن انتقال المرض يتوافق مع قوانين الميديلي للوراثة. في نفس الحالات ، عندما يحدث تطور المرض بسبب طفرات الحمض النووي للميتوكوندريا ، فإن الميراث سيتوافق مع نوع الميتوكوندريا ، أي أن ينتقل على طول خط الأم. وأخيرًا ، عندما يتطور علم الأمراض مع الضرر المتزامن لجينات الجينوم النووي والجينو الميتوكوندريا ، سيكون الميراث معقدًا وسوف يتم تحديده من خلال عوامل مختلفة. وفي هذا الصدد، فإن التحليل الأنساب على أسس رسمية (طبيعة الميراث النسب) يمكن القول أنواع مختلفة جدا من الميراث جسمية مهيمنة، راثي متنحي، مرتبطة X، الميتوكوندريا.

تطوير مثل هذه الأمراض miotohondrialnyh الأيض عن صورة غير ملائمة من الحمض البيروفيك أو الأحماض الدهنية بيتا للأكسدة، ودورة كريبس، ويرتبط مع الطفرات في الجينات الجينوم النووية. لهذه الأمراض التي تتميز جسمية الميراث المتنحية الطريق عند والديه - حاملات التحور (الزيجوت)، والطفل - دعم كل من الطفرات الموروثة المستمدة من الأب والأم (زيجوت متماثلة الألائل). الآباء عادة ما تبدو صحية، وأمراض مماثلة أو mikropriznaki يجب أن ننظر إلى الإخوة والأخوات من طفل مريض (أشقاء probands) وأقاربهم من قبل كل من الأم والأب (في أبناء عمومة).

في حالة المتنحية تعمل مع العاشر مرتبطة نوع الميراث (على سبيل المثال، الأطفال حديثي الولادة شكل الغلوتاريك نوع بيلة II أو نقص الوحيدات E1 مجمع البيروفات، مرض مينكس، الخ) تعاني كثيرا الأولاد والأم تبرز حاملي الطفرات ونقلها إلى أبنائه. ميراث الأمهات يختلف عن X-linked بهزيمة الأشخاص من كلا الجنسين. في هذه الحالات ، عند تحليل النسب ، من الضروري تحليل الإصابة عند الرجال ، لأنها لن تظهر في النساء. علم الأنساب لا يتتبع انتقال المرض على طول خط الأب والابن ، حيث أن الأب لا يستطيع أن يعطيه إلا ابنه إلى الكروموسوم Y.

ومع تطور المرض بسبب الضرر من جينوم الميتوكوندريا (على سبيل المثال، هناك عدد من الأمراض السلسلة التنفسية، واعتلال الأعصاب البصرية، ليبر المتلازمات ميلاس، MERF، NARP وآخرون.) لاحظ الميراث الأمهات لطفل الميتوكوندريا الموروثة من الأم، وأنه يمكن إحالتها للفتيان والفتيات. وبالتالي ، يتأثر الأشخاص من كلا الجنسين بالتساوي. في هذا الصدد ، يجب أن يتبع النسب انتقال المرض على طول خط الأم.

في تحليل النسب وإيجاد أعراض أقارب مرض الميتوكوندريا وينبغي أن نتذكر أن شدة المرض (تعبيرية مميزة) يمكن أن تختلف على نطاق واسع، والتي قد تترافق مع عدد مختلف من الميتوكوندريا التالفة، وطبيعة إصاباتهم، وتوزيع مختلف من الطفرات في الخلايا الخ وبالتالي ، ليس من الممكن دائمًا اكتشاف العلامات الواضحة للمرض. في بعض الحالات ، يتم الكشف عن الأعراض المعزولة والممحاة أو العلامات التي يمكن اكتشافها من خلال البحث المستهدف.

تطور أمراض الميتوكوندريا قد تترافق مع الأضرار التي لحقت أجزاء كبيرة من الميتوكوندريا، ما يسمى microdeletions (على سبيل المثال، متلازمة كيرنز-ساير، متلازمة بيرسون، وبعض أشكال مرض السكري مع الصمم، والتقدمية العين الخارجية، وما إلى ذلك). في هذه الحالات، وغالبا ما لا تجد الأعراض المميزة للأقارب، لأن تطور الأمراض المرتبطة مع ظهور الطفرات الجديدة التي حدثت في البيضة الملقحة على الفور بعد الإخصاب (طفرة دي نوفو ). المرض متقطع. في كثير من الأحيان مع هذه الأمراض من جسمية مهيمنة ورثت عددا من الشروط المرتبطة طفرات متعددة في الحمض النووي، على سبيل المثال، بعض أشكال encephalomyopathies، اعتلال عضلي مع أمراض العيون، على الرغم من وجود طفرات و mtDNA (الحذف متعددة) لديها نمط وراثي جسمي قاهر من الميراث.

ومع ذلك ، وعلى النقيض من Mendelian وراثية نوع السائدة من الميراث في علم الأمراض الميتوكوندريا يتميز عدد كبير من الأفراد المتضررين في الأجيال اللاحقة.

أخيراً ، بعض أمراض الميتوكوندريا ، التي غالباً ما ترتبط باستنزاف الميتوكوندريا المتعدية الحمض النووي أو غيابها في الخلايا ، يمكن أن تكون موروثة بطريقة مقهورة جسمية. وتشمل هذه الأشكال الخلقية من اعتلال عضلي ، اعتلال عضلة القلب ، متلازمة العصبية العصبية ، الحماض اللبني ، تلف الكبد ، إلخ.

إن دراسة طبيعة الانتقال الوراثي للمرض ذات أهمية كبيرة للتنبؤ الطبي الجيني وتتطلب تحليلاً معمقاً للعلامات السريرية مع معرفة آليات تشكيل علم الأمراض الميتوكوندري وأنواع ميراثها.

يختلف مظهر المظاهر السريرية بشكل كبير من الأيام الأولى للحياة إلى فترة الكبار. عند تحليل هذا المؤشر ، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار الأشكال الصمغية ، حيث أن كل واحد منهم لديه عمر معين لاول مرة.

اضطرابات التبادل الملاحظة في أمراض الميتوكوندريا هي ، في معظم الحالات ، تقدمية. الأعراض الأولية غالباً ما تكون خفيفة ، وتتقدم لاحقاً ويمكن أن تؤدي إلى اضطرابات كبيرة في العجز. الأشكال النادرة لعلم الأمراض ، مثل اعتلال عضلي رضيعي حميد وبعض أشكال الاعتلال العصبي البصري ليبر ، يمكن أن تكون مواتية وعكسية.

في البحوث المختبرية يجب الانتباه إلى الصفات المميزة لأمراض الميتوكوندريا:

• وجود الحماض.
• مستويات مرتفعة من اللاكتات و البيروفات في الدم ، زيادة في مؤشر اللاكتات / البيروفات لأكثر من 15 ، معززًا بشكل خاص بحمل الجلوكوز أو التمارين ؛
• hyperketonemyyu.
• نقص السكر في الدم.
• فرط أمونيا الدم.
• زيادة تركيز acetoacetate و 3-hydroxybutyrate ؛
• زيادة في نسبة 3-hydroxybutyric acid / acetoacetic acid في الدم ؛
• زيادة محتوى الأحماض الأمينية في الدم والبول (ألانين، الجلوتامين، حمض الجلوتاميك، حمض أميني أساسي، ليسين، آيسولوسين)؛
• مستويات مرتفعة من الأحماض الدهنية في الدم.
• فرط الاستقطاب من الأحماض العضوية مع البول.
• انخفاض في مستوى الكارنيتين في الدم ؛
• زيادة في محتوى الميوغلوبين في السوائل البيولوجية ؛
• انخفاض في نشاط أنزيمات الميتوكوندريا في myocytes والليفية.

القيمة التشخيصية لهذه المؤشرات أعلى من حمولة الطعام عنها للصوم. من الناحية العملية ، أثبت الاختبار التشخيصي نفسه: تحديد اللاكتات في الدم على خلفية تحميل الجلوكوز ، مما يجعل من الممكن تحديد عدم تناسق سلسلة الجهاز التنفسي مع حمل إضافي من الجلوكوز.

من أجل التشخيص المختبري لضعف الميتوكوندريا وأشكاله النوعية ، فإن الطرق الروتينية البيوكيميائية الروتينية ليست كافية ، فالاختبارات الخاصة ضرورية. انها مريحة خاصة لتحليل نشاط الانزيم في عينات خزعة العضلات الهيكلية من الأنسجة الأخرى. من الممكن تحديد نشاط إنزيمات السلاسل التنفسية ، وخاصة synthetase سترات ، سكسينات ديهيدروجينيز وسيتوكروم C-oxidase.

بيانات الدراسات الجينية المورفولوجية والجزيئية

الدراسات المورفولوجية في تشخيص أمراض الميتوكوندريا ذات أهمية خاصة. نظرا لأهمية كبيرة بالمعلومات ، فإنه من الضروري في كثير من الأحيان إجراء خزعة العضلات وفحص النسيج الكيميائي لعينات الخزعة التي تم الحصول عليها. يمكن الحصول على معلومات مهمة عن طريق الفحص المتزامن للمواد عن طريق المجهر الضوئي والإلكترون.

واحدة من العلامات الهامة للأمراض الميتوكوندريا - ظاهرة الألياف الحمراء "خشنة" [ظاهرة RRF (الألياف الحمراء الممزقة)]، أنشئت في عام 1963، وقال انه مرتبط تشكيل نظرا لانتشار وتراكم التنسيق الميتوكوندريا غير طبيعية المعدلة وراثيا على حافة الألياف العضلية. تم الكشف عن هذه الظاهرة بواسطة المجهر الضوئي باستخدام غوموري تلطيخ خاص، ولكن في السنوات الأخيرة لهذا الغرض، وعلامات الميتوكوندريا مختلفة ومتنوعة من الأساليب المناعية.

السمات المورفولوجية الأخرى للأمراض الميتوكوندريا تشمل:

• زيادة حادة في حجم الميتوكوندريا.
• تراكم الجلايكوجين ، والدهون ، وتكتلات الكالسيوم في غواصات الكواكب ؛
• انخفاض نشاط انزيمات الميتوكوندريا.
• تعطل توزيع حبيبات نشاط انزيمات سوكسينات ديهيدروجينيز (SDH) ، Nidh oxidoreductase ، السيتوكروم C-oxidase ، الخ.

في المرضى الذين يعانون من أمراض الميتوكوندريا مع المجهر الضوئي يمكن الكشف عن النسيج العضلي الخصائص المورفولوجية غير محددة: نخر المحلي من ألياف العضلات، كتلة تراكم sarkoplazmennyh، وجود أجزاء تحلل subsarkolemmalnyh قعادة العضلية العضلية، وزيادة عدد النوى العضلات، وتنشيط عمليات تجديد وغيرهم.

وأظهر التحقيق في دور ظاهرة الألياف الحمراء "خشنة" أهميته لتشخيص أمراض مثل متلازمة ميلاس، MERRF، كيرنز-ساير، شلل العين التقدمي المزمن وغيرها من الطفرات و mtDNA ذات الصلة. هذه الظاهرة يمكن أن تتطور في أمراض أخرى: Duchenne myodystrophy، dermatomyositis، myotonic dystrophy، medication intake (clofibrate)، وحالات مرضية أخرى. وهكذا ، جنبا إلى جنب مع أمراض الميتوكوندريا الابتدائية ، قد ترافق ظاهرة RRF مع اختلالات الميتوكوندريا الثانوية.

في الوقت الحاضر ، تم استخدام الفحص المجهري والكيميائي للنسيج العضلي على نطاق واسع للكشف عن علامات قصور الميتوكوندريا. في بعض الحالات ، يساعدون في التشخيص ، خاصة مع صورة مورفولوجية طبيعية للأنسجة العضلية وفقا للمجهر الضوئي.

الإلكترون علامات مجهرية - الكشف عن انتهاك انتشار الميتوكوندريا من شكلها وحجمها، والفوضى وزيادة أعراف، وتراكم الميتوكوندريا غير طبيعي تحت غمد الليف العضلي، وتراكم الدهون وparacrystalline غير طبيعي (التي تتألف أساسا من البروتينات) أو شوائب أليف الأوزيوم محلية بين الأغشية الداخلية والخارجية أو ضمن كروي الشكل أعراف، تراكم، وغالبا ما تقع في المصفوفة (التي تتألف أساسا من الدهون الثلاثية)، وغيرها.

في بعض المرضى ، من الممكن اكتشاف تشوهات كيميائية خلوية في الكريات البيض.

يتم استكمال مجموعة من الدراسات البيوكيميائية والمورفولوجية بوسائل حديثة للتشخيص الجزيئي (الكشف عن الطفرات النووية أو الميتوكوندريا) التي يتم تنفيذها في مختبرات متخصصة لتشخيص الحمض النووي. في أمراض الميتوكوندريا ، يتم تحديد أنواع مختلفة من الطفرات: النقطة ، الحذف ، الازدواجية ، الانحرافات الكمية للحمض النووي ، إلخ.

في حالة عدم وجود طفرات في mtDNA ، إذا كان يشتبه في وجود خلل في الميتوكوندريا ، يتم إجراء دراسة DNA النووية.

معايير التشخيص

هناك مجموعتان من المعايير لتشخيص أمراض الميتوكوندريا. معايير التشخيص الأساسية (المجموعة الأولى).

• السريرية:
  • تشخيصات محددة: متلازمات MERRF، MELAS، NARP، MNGIE، Pearson، Leber's Neuropathy، Leah's disease، Alpers؛
  • التواجد 2 أو مجموعة من الميزات التالية:
    • ضرر متعددة الأجهزة pathognomonic لأمراض الجهاز التنفسي.
    • تقدم مسار مع نوبات تفاقم أو وجود طفرات الميتوكوندريا في الأسرة ؛
    • استبعاد الأمراض الاستقلابية وغيرها عن طريق إجراء اختبارات مناسبة.
• النسيجية - للكشف عن ظاهرة RRF في أكثر من 2 ٪ من الأنسجة العضلية.
• الأنزيمية:
  • cytochrome c-oxidase-negative negative؛
  • انخفاض في نشاط إنزيمات معقد السلسلة التنفسية (<20 ٪ من القاعدة في الأنسجة ، <30 ٪ في الخلايا أو عدة أنسجة).
• وظيفية - انخفاض في تخليق ATP في الخلايا الليفية أكثر من 3 انحرافات معيارية.
• الجزيئية الجزيئية - طفرات كبيرة ممرضة من النووي أو mtDNA.

معايير تشخيصية إضافية (المجموعة الثانية).

• السريرية - أعراض غير محددة التي تحدث عند (انخفضت موت الجنين داخل الرحم، الجنين النشاط الحركي، في وقت مبكر فاة الأطفال حديثي الولادة، واضطرابات الحركة، اضطراب في النمو، اضطراب في العضلات في فترة ما بعد الولادة) أمراض السلسلة التنفسية.
• النسيجي - وهي نسبة صغيرة من ظاهرة RRF ، وتراكم تحت جسمية الميتوكوندريا أو الشذوذ بهم.
• الأنزيمية - نشاط منخفض لأنزيمات المجمع التنفسي (20-30٪ من القاعدة في الأنسجة ، 30-40٪ - في الخلايا أو خطوط الخلايا).
• وظيفي - انخفاض تركيب ATP في الخلايا الليفية 2-3 الانحرافات المعيارية أو عدم وجود نمو الخلايا الليفية في المتوسط مع اللبن.
• الجزيئية الوراثية - للكشف عن طفرات من النووي أو mtDNA مع ارتباط إمراضي مفترض.
• الأيض - كشف واحد أو أكثر من الأيضات ، مما يدل على وجود انتهاك للطاقة الحيوية الخلوية.

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