Генетические характеристики синдромов, связанных с дефектами в функционировании митохондрий | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 января, печатный экземпляр отправим 2 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Медицина

Опубликовано в Молодой учёный №28 (370) июль 2021 г.

Дата публикации: 07.07.2021

Статья просмотрена: 5 раз

Библиографическое описание:

Губайдуллина, Р. И. Генетические характеристики синдромов, связанных с дефектами в функционировании митохондрий / Р. И. Губайдуллина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 28 (370). — С. 154-155. — URL: https://moluch.ru/archive/370/83125/ (дата обращения: 21.01.2022).



В статье представлен обзор литературы.

Ключевые слова: митохондриальные болезни, митохондрии, ДНК, мутации

Митохондрии представляют собой клеточные органеллы, характерные для большинства эукариотических клеток, как автотрофов (фотосинтезирующие растения), так и гетеротрофов (грибы, животные). Одной из их первичных функций является окислительное фосфорилирование, процесс, посредством которого энергия, производимая при метаболизме «топлива», такого как глюкоза или жирные кислоты, превращается в АТФ [3]. Митохондрии имеют свои собственные геномы, отдельные от ядерной ДНК, содержащие кольца ДНК с приблизительно 16000 п.н. в клетках человека [1].

На сегодняшний день описан ряд заболеваний человека, которые возникают вследствие мутаций в митохондриальной ДНК. Для них характерны следующие общие закономерности.

  1. Материнский тип передачи. Все митохондрии получены человеком с материнской яйцеклеткой.
  2. Феномен гетероплазмии. Клетки больного с митохондриальной патологией содержат мутантные и нормальные митохондрии, распределение которых происходит случайно при клеточном делении.
  3. Зависимость тяжести клинических проявлений от характера мутационного повреждения митохондриального генома, содержания мутантной мтДНК в клетке, а также от энергетической потребности различных органов и тканей.
  4. Высокая частота спорадических случаев [3].

Обратимся к терминологии.

Митохондриальные заболевания — группа наследственных заболеваний, связанных с дефектами в функционировании митохондрий, приводящими к нарушениям энергетических функций в клетках эукариот, в частности человека [4]. Рассмотрим некоторые из них.

Синдром Кернс-Сейра (СКС) - первичными дефектами являются делеции мтДНК протяжённостью 2–10 тыс. п.н. Наиболее распространена делеция протяжённостью 4977 п.н. Крайне редко встречаются дупликации или точковые мутации [2].

Клиническая картина

1) Хроническая прогрессирующая наружная офтальмоплегия, характеризующаяся опущением верхнего века (паралич глазных мышц, птоз чаще симметричный, двусторонний);

2) Атипичная пигментная ретинопатия вследствие излишнего патологического накопления пигмента на сетчатке (пигментная грануляция в виде «соль с перцем») [3];

3) Поражения сердца в виде атриовентрикулярных блокад, дилатации желудочков;

4) Прогрессирующая мышечная слабость верхних отделов конечностей;

5) Эндокринные нарушения (сахарный диабет, гипопаратиреоз);

6) Атрофия зрительных нервов [2];

Методы диагностики и лечения

  1. Молекулярно-генетическое исследование биоптата мышц для выявления мутантных митохондриальных ДНК;
  2. Биопсия мышц для гистологического исследования тканей на наличие дефектных волокон (рваные красные волокна);
  3. Снятие электрокардиограммы для выявления и оценки тяжести атривентрикулярных блокад сердца;
  4. Исследование спинномозговой жидкости на уровень молочной кислоты и определение уровня белков [3];

На сегодняшний день не существует этиологического лечения синдрома Кернса — Сейра. Новые методы лечения еще разрабатываются.

Синдром MELAS (Митохондриальная энцефалопатия с лактатацидозом и инсультоподобными эпизодами)

Наиболее часто выявляются мутации в генах, кодирующих транспортную РНК. Чаще всего (80–90 % случаев) обнаруживается мутация A3243G в гене MTTL1 транспортной РНК аминокислоты лейцина [2].

Клиническая картина

Инсультоподобные эпизоды (метаболический инсульт). Частые проявления — гемианопсия (выпадение половины поля зрения), нарушение равновесия, восприятия или воспроизведения речи, изменения сознания [2].

Методы диагностики и лечения

Лабораторные исследования МРТ головного мозга, магнитно-резонансная спектроскопия, электронейромиография, биопсия мышц, исследование ДНК. Решающий диагностический тест для верификации синдрома MELAS. В лимфоцитах периферической крови чаще других выявляется мутация A3243G гена MTTL1 [4].

Лечение: метаболические препараты, предшественники и донаторы оксида азота, глюкокортикостероиды, средства для коррекции гормональных нарушений, противоэпилептические препараты.

СИНДРОМ NARP (невропатия, атаксия, пигментный ретинит)

Наиболее частой мутацией, приводящей к синдрому NARP является замена Т С или Т G в положении 8993 гена АТФ-азы-6 мтДНК [2].

Клиническая картина

Мышечная слабость, атаксия, пигментная дегенерация сетчатки по типу «соль с перцем» или макулодистрофия. Другими частыми симптомами болезни являются полиневропатия, эпилептические приступы и нарушение интеллекта [3].

Методы диагностики и лечения

В мышечном биоптате редко обнаруживают феномен RRF. При ЭНМГ регистрируют признаки периферической сенсорной и сенсомоторной полиневропатии. При электроретинографии часто выявляют дисфункцию палочек сетчатки. В ряде случаев, при МРТ головного мозга обнаруживают атрофию мозжечка и коры головного мозга, в наиболее тяжелых случаях — некрозы в области базальных ганглиев. При МР-спектроскопии выявляют повышение лактата. Проводится ДНК диагностика для выявления наиболее частых мутаций мтДНК, характерных для данного синдрома. К настоящему времени специфического лечения для лечения синдрома NARP не разработано [2].

Резюмируя, можно сказать, что митохондриальные заболевания обусловлены генетическими, структурными, биохимическими дефектами митохондрий, приводящими к нарушениям тканевого дыхания. Они передаются только по женской линии к детям обоих полов. В настоящее время лечение митохондриальных заболеваний находится в стадии разработки, но распространённым терапевтическим методом служит симптоматическая профилактика.

Литература:

  1. Брюхин Г. В. «Основы общей и клинической цитологии». — Челябинск, 2014.-С. 125.
  2. В. Н. Горбунов, В. С. Баранов, «Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний» Санкт-Петербург, 1997 г.
  3. Жимулев И. Ф. «Общая и молекулярная генетика» // Новосибирск. сибирское университетское изд. 2007. — 479с.
  4. Иванов В.И, Барышникова Н. В., Билева Дж.С., Дадали Е. Л., Константинова Л. М., Кузнецова О. В., Поляков А. В. «Генетика» // ИКЦ «АКАДЕМКНИГА», 2006.
  5. Учебно-методическое пособие для студентов третьего курса медико-диагностического факультета медицинских вузов «Наследственные митохондриальные заболевания» Т. С. Угольник, И. В. Манаенкова; Учреждение образования «Гомельский государственный медицинский университет», кафедра патологической физиологии, 2012.
Основные термины (генерируются автоматически): NARP, MELAS, головной мозг, клиническая картина, метод диагностики, RRF, биопсия мышц, лечение, митохондрия, мутация.


Ключевые слова

ДНК, мутации, митохондриальные болезни, митохондрии
Задать вопрос