Zaburzenia mitochondrialne w neurologii

Mitochondria to fascynujące małe organelle, które zamieszkują prawie każdą komórkę naszego ciała. W przeciwieństwie do innych części komórki mitochondria są prawie własną komórką. W rzeczywistości są to prawie całkowicie oddzielne organizmy, których materiał genetyczny jest całkowicie odmienny od reszty ciała. Na przykład ogólnie akceptujemy fakt, że połowę naszego materiału genetycznego dziedziczymy po matce, a połowę po ojcu. To nie jest do końca prawdą. 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 bakterie 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.

Mitochondria są intrygujące, ale 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 one postrzegane jako częstsze niż wcześniej sądzono. Grupa z północno-wschodniej Anglii stwierdziła, że ​​chorobowość wynosi około 1 na 15 200 osób. Większa liczba, około 1 na 200, miała mutację, ale mutacje nie były objawowe.

Układ nerwowy w dużym stopniu opiera się na tlenie, aby wykonywać swoją pracę, a to oznacza, że ​​nasze nerwy potrzebują mitochondriów, aby dobrze funkcjonować. Kiedy mitochondria ulegają awarii, często jako pierwszy cierpi układ nerwowy.

Objawy

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

• Przewlekła postępująca oftalmoplegia zewnętrzna (CPEO) - w CPEO mięśnie oka powoli ulegają paraliżowi. Zwykle ma to miejsce, gdy ludzie są po trzydziestce, ale może wystąpić w każdym wieku. Podwójne widzenie jest stosunkowo rzadkie, ale podczas badania lekarskiego można wykryć inne problemy ze wzrokiem. Niektórym formom, zwłaszcza występującym w rodzinach, towarzyszą problemy ze słuchem, trudnościami z mową lub połykaniem, neuropatie lub depresja.
• Zespół Kearnsa-Sayre'a - zespół Kearnsa-Sayre'a jest prawie taki sam jak CPEO, ale z kilkoma dodatkowymi problemami i wcześniejszym początkiem. Problemy zwykle pojawiają 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 formą utraty wzroku, która powoduje ślepotę u młodych mężczyzn.
• Zespół Leigha - znany również jako podostra martwicza encefalomielopatia, zespół Leigha występuje zwykle u bardzo małych dzieci. zaburzenie powoduje ataksję, drgawki, osłabienie, opóźnienia rozwojowe, dystonię i inne. Rezonans magnetyczny (MRI) mózgu wykazuje nieprawidłowy sygnał w zwojach podstawy mózgu. Choroba kończy się zwykle śmiercią w ciągu kilku miesięcy.
• Encefalopatia mitochondrialna z kwasicą mleczanową i epizodami podobnymi do udaru mózgu (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 prowadzi do demencji. Można go rozpoznać po podwyższonym poziomie kwasu mlekowego we krwi, jak również po typowym wyglądzie „postrzępionych czerwonych włókien” mięśni pod mikroskopem.
• Padaczka miokloniczna z postrzępionymi czerwonymi włóknami (MERRF) - mioklonie to bardzo szybkie szarpnięcie mięśni, podobne do tego, co wielu ma tuż przed zaśnięciem. Mioklonie w MERRF są częstsze, po których następują drgawki, ataksja i osłabienie mięśni. Może również wystąpić głuchota, problemy ze wzrokiem, neuropatia obwodowa i demencja.
• Głuchota i cukrzyca dziedziczna po matce (MIDD) - to zaburzenie mitochondrialne zwykle dotyka osoby w wieku od 30 do 40 lat. Oprócz utraty słuchu i cukrzycy, osoby z MIDD mogą mieć utratę wzroku, osłabienie mięśni, problemy z sercem, choroby nerek, choroby żołądkowo-jelitowe i niski wzrost.
• Mitochondrialna encefalopatia neurogastrojelitowa (MNGIE) - powoduje poważne unieruchomienie jelit, które może prowadzić do dolegliwości brzusznych i zaparć. Problemy z ruchem oczu są również powszechne, podobnie jak neuropatie i zmiany w istocie 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 niezdarności, NARP może powodować opóźnienie rozwoju, padaczkę, 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, przeciążenie żelazem, kwasica mleczanowa i przedwczesna śmierć (GRACILE) .

Diagnoza

Ponieważ choroby mitochondrialne mogą powodować oszałamiający zakres objawów, zaburzenia te mogą być trudne do rozpoznania nawet dla wyszkolonych lekarzy. W niecodziennej sytuacji, gdy wszystkie objawy wydają się klasyczne dla danego zaburzenia, można przeprowadzić testy genetyczne w celu potwierdzenia diagnozy. W przeciwnym razie mogą być konieczne inne testy.

Mitochondria są odpowiedzialne za metabolizm tlenowy, który większość z nas wykorzystuje na co dzień do poruszania się. Kiedy metabolizm tlenowy jest wyczerpany, tak jak podczas intensywnych ćwiczeń, organizm ma system zapasowy, który powoduje gromadzenie się kwasu mlekowego. Jest to substancja, która powoduje ból i pieczenie mięśni, gdy zbyt długo je nadwyrężamy. Ponieważ ludzie z chorobami mitochondrialnymi mają mniejszą zdolność do wykorzystania metabolizmu tlenowego, gromadzi się kwas mlekowy, co można zmierzyć i wykorzystać jako znak, że coś jest nie tak z mitochondriami. Jednak inne rzeczy również mogą zwiększać poziom mleczanu. Na przykład poziom kwasu mlekowego w płynie mózgowo-rdzeniowym może być podwyższony po drgawkach lub udarze. Ponadto niektóre rodzaje chorób mitochondrialnych, takie jak zespół Leigha, często mają poziomy mleczanu, które mieszczą się w normalnych granicach.

Podstawowa ocena może obejmować poziomy mleczanu w osoczu i płynie mózgowo-rdzeniowym. Elektrokardiogram może ocenić arytmię, która może być śmiertelna. Obraz rezonansu magnetycznego (MRI) może szukać zmian w istocie białej. Elektromiografię można wykorzystać do zbadania choroby mięśni. Jeśli istnieje obawa o napady padaczkowe, można zamówić elektroencefalografię. W zależności od objawów zalecane mogą być również badania audiologiczne lub okulistyczne.

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

Leczenie

W tej chwili nie ma gwarantowanego leczenia zaburzeń mitochondrialnych. Nacisk kładziony jest na opanowanie pojawiających się objawów. Jednak dobra diagnoza może pomóc przygotować się na przyszłe zmiany, aw przypadku choroby dziedzicznej może wpłynąć na planowanie rodziny.

Podsumowanie

Krótko mówiąc, chorobę mitochondrialną należy podejrzewać, gdy występuje połączenie objawów obejmujących mięsień sercowy, mózg lub oczy. Chociaż dziedziczenie matczyne jest również sugestywne, możliwe jest, a nawet częste, że choroba mitochondrialna jest wynikiem mutacji w jądrowym DNA, z powodu interakcji między materiałem genetycznym jądra a mitochondriami. Ponadto niektóre choroby są sporadyczne, co oznacza, że ​​pojawiają się po raz pierwszy bez dziedziczenia. Choroby mitochondrialne są nadal stosunkowo rzadkie i najlepiej je leczyć specjalista posiadający solidną wiedzę na temat tej klasy chorób neurologicznych.