AA Belikova, głowa dział medyczny psychologia – med. psycholog w Miejskim Szpitalu Klinicznym nr 1 im. NI Pirogov, Moskiewski Uniwersytet Psychologiczno-Pedagogiczny
Obecnie badania patologii mitochondriów cieszą się dużym zainteresowaniem środowisk medycznych i psychologicznych. W ciągu ostatnich dziesięcioleci pojawiły się prace poświęcone procesowi zakłócania komórkowej wymiany energii, skoncentrowanej w organellach syntezy ATP – mitochondriach. Do chwili obecnej D.A. aktywnie angażuje się w rozwój problemów patologii mitochondrialnej z pozycji klinicznej. Kharlamov, EA Nikołajewa, V.S. Sukhorukov i I.V. Leontyev z Badawczego Instytutu Klinicznego Pediatrii T.S. Ugolnik, I.V. Manaenkova z Homelskiego Państwowego Uniwersytetu Medycznego w N.S. Prochorowa, Los Angeles Demidenko na Krymskim Państwowym Uniwersytecie Medycznym itp.
Słowa kluczowe: choroby mitochondrialne, mitochondrialne DNA i jądrowe DNA, miopatie, encefalomiopatie, zaburzenia rozwoju psychicznego.
słowa kluczowe: choroby mitochondrialne, DNA mitochondrialny i DNA jądrowy, miopatie, encefalomiopatie, zaburzenia rozwoju psychicznego.
Upośledzone funkcjonowanie mitochondriów występuje we wczesnych okresach uszkodzenia komórek. Pojęcie „patologia mitochondrialna” ukształtowało się w medycynie pod koniec XX wieku dzięki zidentyfikowanym w genetyce klinicznej mutacjom genów odpowiedzialnych za syntezę białek mitochondrialnych. W pierwszej kolejności badano choroby związane z mutacjami w mitochondrialnym DNA, odkrytymi w latach 60. XX wieku. Jednakże defekty mitochondrialne mogą być również powiązane z mutacjami jądrowego DNA (zakłócenie interakcji jądrowo-mitochondrialnych). Według zagranicznych badaczy częstość występowania tych chorób u noworodków wynosi 1:5000.
Zakłócenie energii komórkowej w tzw. stacjach oddechowych prowadzi do chorób wieloukładowych, których objawy kliniczne są bardzo zróżnicowane.
Obecnie można wyróżnić dwie grupy chorób, których występowanie spowodowane jest mutacjami odpowiednio DNA mitochondrialnego i DNA jądrowego.
Do pierwszej grupy zalicza się zespół Kearnsa-Sayre’a, zespół Pearsona, zespół MELAS, zespół MERRF, zespół NAPR, zespół Lebera – neuropatia wzrokowa i zespół delecji wielokrotnej.
Do drugiej grupy zalicza się ataksję Friedricha, zespół Wolframa, zespół Leya, zespół Alpersa, choroby mitochondrialne spowodowane naruszeniem cyklu Krebsa, choroby mitochondrialne spowodowane naruszeniem beta-oksydacji kwasów tłuszczowych o różnych długościach łańcuchów węglowych oraz chorobę Lufta. - hipermetabolizm pochodzenia innego niż tarczycowy.
Jednakże obecnie nie ma jednolitej klasyfikacji chorób mitochondrialnych. Tradycyjnie choroby można podzielić na „pierwotne” i „wtórne”.
„Pierwotne” są związane z wyraźnymi zespołami dziedzicznymi spowodowanymi mutacjami w genach odpowiedzialnych za białka mitochondrialne. „Wtórne” choroby mitochondrialne obejmują naruszenie metabolizmu energii komórkowej jako ważne ogniwo w powstawaniu patogenezy.
Pojawienie się nauki o mitochondriach zrewolucjonizowało współczesne poglądy na temat medycznych aspektów metabolizmu energetycznego u człowieka.
Jednym z głównych osiągnięć medycznej nauki o mitochondriach było stworzenie skutecznych narzędzi diagnostycznych (klinicznych, biochemicznych, morfologicznych i molekularnych kryteriów genetycznych niedoborów mitochondriów), które umożliwiły ocenę wielosystemowych zaburzeń metabolizmu komórkowego, a następnie dobranie indywidualnej skutecznej objawowej terapii medycznej .
Polimorfizm kliniczny, złożoność diagnozy i ciężkość przebiegu decydują o znaczeniu chorób mitochondrialnych dla lekarzy różnych specjalności.
Jednak z psychologicznego punktu widzenia choroby te nie były badane, w szczególności w psychologii więziennej i klinicznej nie są znane żadne konkretne badania na ten temat. W związku z tym ogromna liczba pytań jest obecnie otwarta i z pewnością jest interesująca.
Interesujące fakty na temat patologii mitochondriów
Pierwsze choroby mitochondrialne opisano jeszcze przed odkryciem DNA w mitochondriach. W 1958 r. odkryto zespół Kernsa-Sayre’a, w 1962 r. – chorobę Lufta: hipermetabolizm niezwiązany z tarczycą (tylko 2 przypadki na 40 lat). W 1981 roku odszyfrowano ludzki genom mitochondrialny (Anderson i in.). W 1988 roku zidentyfikowano pierwsze patogenne mutacje mtDNA (Holt i wsp., Wallace i wsp.).
Co ciekawe, w jądrze znajduje się około 70 000 genów, każdy w dwóch kopiach. Geny stanowią mniej niż 1% całego DNA jądrowego. A w mitochondriach każdy ma 37 genów w tysiącach kopii. Geny stanowią ponad 92% całego mitochondrialnego DNA.
Mutacje w ludzkim mitochondrialnym DNA występują 5 razy częściej niż w DNA jądrowym. Obecnie opisano ponad 190 patogennych mutacji punktowych mitochondrialnego DNA oraz około 200 delecji, insercji i innych strukturalnych reorganizacji mtDNA. Niektóre mutacje jądrowego DNA mogą prowadzić do mutacji mitochondrialnego DNA: gen gamma polimerazy DNA (przeprowadza syntezę mtDNA); gen fosforylazy tymidyny (zaburza metabolizm tymidyny); Gen Twinkle (zaangażowany w utrzymanie integralności genomu mitochondrialnego). Informacje o mutacjach w tych genach gromadzą się w szybkim tempie.
Tkanki o niskim progu zmutowanego DNA:
Komórki tych tkanek są najbardziej aktywne metabolicznie i energetycznie zależne.
Ponieważ komórki nerwowe i mięśniowe pochłaniają najwięcej energii, w MB najczęściej występują problemy mięśniowe i neurologiczne, takie jak osłabienie mięśni, nietolerancja wysiłku, utrata słuchu, problemy z równowagą i koordynacją, drgawki i problemy z nauką. Inne częste powikłania to zaburzenia widzenia, wady serca, cukrzyca i opóźnienie wzrostu. Zazwyczaj u dziecka z MB występują dwa lub więcej z tych objawów, a niektóre z nich występują razem tak często, że można je pogrupować w zespoły MB powodujące znaczne problemy z mięśniami. Zespoły te nazywane są miopatiami mitochondrialnymi (myo oznacza „mięsień”, a pathos oznacza „chorobę”), a te, które powodują zarówno problemy mięśniowe, jak i neurologiczne, nazywane są encefalomiopatiami mitochondrialnymi (encefalo – „mózg”).
Pomimo wielu potencjalnych problemów MB nie zawsze prowadzi do poważnej niepełnosprawności. Czasami wystarczą zdrowe mitochondria, aby zrekompensować skutki uszkodzonych. Ponadto, ponieważ niektóre objawy MB (takie jak cukrzyca i zaburzenia rytmu serca) są powszechne w populacji ogólnej, dostępna jest dla nich skuteczna terapia lekowa (insulina lub leki antyarytmiczne).
Ogólna charakterystyka patologii mitochondriów
Choroby mitochondrialne (MD) powstają na skutek dysfunkcji układu fosforylacji oksydacyjnej, na który składają się cztery kompleksy enzymatyczne (kompleksy I-IV) zlokalizowane w wewnętrznej błonie mitochondriów i przenoszące elektrony wzdłuż łańcucha oddechowego. Piąty kompleks (kompleks V) to enzym syntaza ATP, który wykorzystuje gradient protonów do wytworzenia ATP. Uszkodzenie tego procesu może mieć wpływ na każdy narząd i układ. Te wielonarządowe i wieloukładowe cechy sprawiają, że diagnostyka i klasyfikacja chorób łańcucha oddechowego jest szczególnie trudna. Pacjenci mogą wykazywać różnorodne objawy, które często nie pasują do zdefiniowanych fenotypów klinicznych.
Choroby mitochondrialne mogą mieć charakter sporadyczny lub być przenoszone przez różne typy dziedziczenia: matczyne, autosomalne dominujące, autosomalne recesywne i sprzężone z chromosomem X.
Oczywiście przy zaburzeniach energetycznych najbardziej dotknięte są tkanki o dużym zapotrzebowaniu na energię, co ma miejsce w przypadku chorób mitochondrialnych, w których dość często obserwuje się uszkodzenie mięśni i nerwów obwodowych.
Geneza chorób mitochondrialnych
Przede wszystkim MB nie są chorobami zakaźnymi i nie są konsekwencją wpływów zewnętrznych. Są one spowodowane mutacjami, czyli „załamaniami” genów – macierzy komórkowych do produkcji białek.
Geny odpowiadają za powstawanie i rozwój organizmu człowieka i przekazywane są z rodziców na dzieci wraz z występującymi w nich mutacjami lub defektami. Oznacza to, że MB jest chorobą dziedziczną, chociaż u członków tej samej rodziny może objawiać się inaczej.
Niedobór jednego lub więcej kompleksów mitochondrialnych może powodować MB. Na przykład dziedziczna neuropatia wzrokowa Lebera, w której opisano trzy mutacje złożone I. U większości pacjentów zmiany patologiczne ograniczają się do nerwu wzrokowego, w szczególności nie występują zmiany w tkance mięśniowej.
Kiedy komórka jest wypełniona wadliwymi mitochondriami, nie tylko brakuje jej ATP, ale mogą się w niej gromadzić niewykorzystane cząsteczki paliwa i tlen, co prowadzi do katastrofalnych konsekwencji.
W takim przypadku nadmiar cząsteczek paliwa jest nieefektywnie wykorzystywany do syntezy ATP, co może skutkować powstawaniem potencjalnie niebezpiecznych produktów, takich jak kwas mlekowy (dzieje się to również wtedy, gdy komórki są pozbawione tlenu, np. komórki mięśniowe podczas intensywnych ćwiczeń). Nagromadzenie kwasu mlekowego we krwi – kwasica mleczanowa – może powodować uszkodzenie tkanki nerwowej i mięśniowej.
W takim przypadku niewykorzystany w komórce tlen może zostać przekształcony w destrukcyjne związki zwane reaktywnymi formami tlenu, w tym tzw. wolne rodniki (są celem dla tzw. leków przeciwutleniających i witamin).
ATP syntetyzowany w mitochondriach jest głównym źródłem energii potrzebnej do skurczu mięśni i pobudzenia komórek nerwowych. Tym samym komórki nerwowe i mięśniowe są szczególnie wrażliwe na defekty mitochondrialne. Połączenie niedoboru energii i gromadzenia się toksyn w tych komórkach odgrywa główną rolę w rozwoju objawów miopatii mitochondrialnych i encefalomiopatii.
Zespoły patologiczne mitochondriów
Zazwyczaj zespoły te dziedziczone są albo przez matkę, albo przez tzw. Typ mendlowski i mogą być również sporadyczne, co oznacza, że występują w przypadku braku wywiadu rodzinnego.
Zespół Kearnsa-Sayre’a (KSS, KSS)
Rodzaj dziedziczenia: sporadyczne. Wiek debiutu: do 20 lat.
Cechy: Chorobę tę definiuje się jako postępującą oftalmoplegię zewnętrzną (zwykle jako objaw początkowy) i retinopatię barwnikową, pigmentację siatkówki typu sól i pieprz, która wpływa, ale często nie wpływa na wzrok. Inne częste objawy to blok przewodzenia (w sercu) i ataksja. Mniej typowymi objawami są upośledzenie umysłowe lub upośledzenie umysłowe, opóźnione dojrzewanie i niski wzrost.
Zespół Leigha: podostra martwicza encefalomiopatia (SMEN – maternally inherited Leigh syndrome, MILS)
Rodzaj dziedziczenia: matczyny, mendlowski. Wiek debiutu: niemowlęctwo.
Cechy: Zespół Leigha powoduje nieprawidłowości w mózgu, które mogą prowadzić do ataksji, drgawek, zaburzeń wzroku i słuchu, opóźnień rozwojowych i zaburzeń kontroli oddechowej. Zespół powoduje również osłabienie mięśni, które ma największy wpływ na połykanie, mowę i ruchy oczu.
Zespół delecji mitochondrialnego DNA (MDS)
Rodzaj dziedziczenia: mendlowski. Wiek debiutu: niemowlęctwo.
Cechy: Choroba ta zwykle powoduje osłabienie mięśni i/lub zaburzenia czynności wątroby oraz, znacznie rzadziej, zaburzenia mózgu. Najczęstszymi objawami są wiotkość mięśni, trudności w karmieniu i opóźnienia w rozwoju; rzadziej - postępująca oftalmoplegia zewnętrzna i napady padaczkowe. Może wystąpić kardiomiopatia z drgawkami (zespół De Toniego-Debreu-Fanconiego).
Encefalomiopatia mitochondrialna, kwasica mleczanowa, epizody udaropodobne (MELAS)
Rodzaj dziedziczenia: po matce. Wiek debiutu: dzieciństwo - dorastanie.
Cechy: MELAS powoduje okresowe epizody przypominające udar w mózgu, migrenowe bóle głowy, wymioty, drgawki i może prowadzić do nieodwracalnego uszkodzenia mózgu. Inne częste objawy to postępująca oftalmoplegia zewnętrzna, uogólnione osłabienie mięśni, nietolerancja wysiłku, utrata słuchu, cukrzyca i niski wzrost.
Padaczka miokloniczna z „postrzępionymi czerwonymi włóknami” (MERRF)
Rodzaj dziedziczenia: po matce. Wiek debiutu: późne dzieciństwo - dorastanie.
Cechy charakterystyczne: Najbardziej wyraźnymi objawami są mioklonie (drganie mięśni), drgawki, ataksja i osłabienie mięśni. Może również wystąpić utrata słuchu i niski wzrost.
Mitochondrialna encefalomiopatia neurojelitowa (MNGIE)
Rodzaj dziedziczenia: mendlowski. Wiek debiutu: zwykle do 20 lat.
Cechy: Choroba ta powoduje PNO, opadanie powiek, osłabienie kończyn i problemy żołądkowo-jelitowe (trawienne), w tym przewlekłą biegunkę i ból brzucha. Innym częstym objawem jest neuropatia obwodowa (choroba nerwów, która może prowadzić do osłabienia czucia i mięśni).
Neuropatia, ataksja i barwnikowe zapalenie siatkówki (NARP)
Rodzaj dziedziczenia: po matce. Wiek debiutu: niemowlęctwo - okres dojrzewania.
Cechy: NAPR powoduje neuropatię, ataksję i barwnikowe zapalenie siatkówki (zwyrodnienie siatkówki prowadzące do utraty wzroku). Obserwuje się także opóźnienie rozwoju, drgawki i demencję.
Zespół Pearsona
Rodzaj dziedziczenia: sporadyczne. Wiek debiutu: niemowlęctwo.
Cechy: Zespół ten powoduje ciężką anemię i upośledzenie funkcji trzustki. U dzieci, które przeżyją, zwykle rozwija się zespół Kearnsa-Sayre’a.
Postępująca oftalmoplegia zewnętrzna (PEO)
Rodzaj dziedziczenia: matczyny, mendlowski, sporadyczny. Wiek debiutu: zazwyczaj okres dojrzewania – okres dojrzewania.
Cechy: Jak wspomniano powyżej, PNO jest częstym objawem chorób mitochondrialnych, ale czasami jest izolowany jako niezależny zespół. Często wiąże się z nietolerancją wysiłku fizycznego.
Zespół Lebera: LHON (dziedziczny zanik nerwu wzrokowego – 1871)
Rodzaj dziedziczenia: po matce. Wiek debiutu: 20-30 lat.
Cechy: utrata wzroku występuje u ludzi w wyniku zaniku nerwu wzrokowego i zwyrodnienia warstwy komórek zwojowych siatkówki. Choroba jest związana z przenoszoną przez matkę mutacją mitochondrialnego DNA w jednym z genów ND (kompleks I).
Tajemnice zespołu Lebera: W 80-85% przypadków dotknięci są mężczyźni. Tylko 50% mężczyzn i 10% kobiet będących nosicielami patogennych mutacji kompleksu I faktycznie doświadcza utraty wzroku.
Najczęściej mutacje prowadzące do zespołu Lebera występują w haplogrupie J mtDNA; Grupę tę reprezentuje około 15% Europejczyków.
Diagnostyka MB
Żaden z charakterystycznych objawów choroby mitochondrialnej – osłabienie mięśni, nietolerancja wysiłku, utrata słuchu, ataksja, drgawki, trudności w uczeniu się, zaćma, wady serca, cukrzyca i niski wzrost – nie jest charakterystyczny dla tej choroby. Jednakże połączenie trzech lub więcej z tych objawów u jednej osoby faworyzuje MB, szczególnie jeśli objawy dotyczą więcej niż jednego układu organizmu.
Badania diagnostyczne w kierunku chorób mitochondrialnych
Badanie przedmiotowe zwykle obejmuje testy siły i wytrzymałości, takie jak wielokrotne zaciskanie i rozluźnianie pięści lub chodzenie w górę i w dół po małych schodach. Badanie neurologiczne może obejmować badanie odruchów, wzroku, mowy i podstawowych zdolności poznawczych.
W zależności od informacji uzyskanych na tym pierwszym etapie lekarz może zlecić bardziej specjalistyczne badania, które pozwolą wykryć nieprawidłowości w mięśniach, mózgu i innych narządach.
Najważniejszym z tych badań jest biopsja mięśnia, która polega na pobraniu niewielkiej próbki tkanki mięśniowej do badania. W normalnych ludzkich mięśniach mitochondria są zlokalizowane pod sarkolemą oraz w przestrzeni pomiędzy miofibrylami, gdzie sąsiadują z paskami I. U większości pacjentów, ale nie u wszystkich pacjentów, oznaką zaburzeń mitochondrialnych w mięśniach są „postrzępione czerwone włókna” (RRF), które wykrywa się za pomocą barwienia trójchromowego zmodyfikowaną metodą Gomoriego. Jednakże barwienie dehydrogenazą bursztynianową, które pojawia się w postaci ciemnoniebieskiej plamy, jest bardziej czułą i dokładną metodą identyfikacji tych nagromadzeń mitochondrialnych. Pojawienie się RRF jest konsekwencją proliferacji nieprawidłowych mitochondriów podsarkolemalnych i międzymiofibrylarnych. Inne barwniki mogą ujawnić brak ważnych enzymów mitochondrialnych w mięśniach. Białka mitochondrialne można również izolować z mięśni i mierzyć ich aktywność.
Oprócz biopsji mięśnia można zastosować inne nieinwazyjne (nie wymagające pobierania próbek tkanek) metody badawcze. Na przykład technika zwana spektroskopią rezonansu magnetycznego fosforu (MRS) może mierzyć poziom fosfokreatyny i ATP (które często są obniżone w mięśniach dotkniętych MB).
Do badań nieinwazyjnych wykorzystuje się także osad moczu, zeskrobanie wewnętrznej powierzchni policzka, a rzadziej mieszków włosowych.
Można wykonać tomografię komputerową i rezonans magnetyczny (CT i MRI), aby wizualnie wykryć oznaki uszkodzenia mózgu, a elektrody powierzchniowe na skórze głowy można wykorzystać do zarejestrowania aktywności bioelektrycznej mózgu, zwanej elektroencefalogramem.
Podobne techniki można zastosować do badania funkcjonowania innych narządów i tkanek organizmu. Na przykład elektrokardiogram (EKG) może sprawdzić czynność serca, a badanie krwi może ujawnić oznaki dysfunkcji nerek.
Wreszcie test genetyczny może określić, czy pacjent ma mutację genetyczną powodującą chorobę mitochondrialną. Do tego badania najlepiej jest użyć materiału genetycznego wyizolowanego z próbki krwi lub biopsji mięśnia. Należy pamiętać, że chociaż wynik pozytywny może potwierdzić diagnozę, wynik negatywny niekoniecznie ją obala. W przypadku dotychczas nieopisanych, rzadkich mutacji „prywatnych” przeprowadza się bezpośrednie sekwencjonowanie mtDNA.
Główne problemy związane z MB – niska energia, produkcja wolnych rodników i kwasica mleczanowa – mogą prowadzić do rozwoju różnych objawów w wielu różnych narządach. Na rycinie przedstawiono ogólne objawy MB, których specyficzny zestaw występuje u większości osób cierpiących na te choroby. Wiele z tych objawów można leczyć.
Ryż. Choroba mitochondrialna: spojrzenie od środka
Specyfika funkcji poznawczych u dzieci z patologią mitochondrialną
W badaniach rozprawy doktorskiej A.I. Krapivkina na stopień doktora nauk medycznych, ukończony w Moskwie w 2012 roku, na temat: „Charakterystyka patogenetyczna najważniejszych postaci klinicznych zaburzeń rozwoju psychicznego u dzieci i optymalizacja ich leczenia”, zaburzenia rozwoju psychicznego i zachowania u dzieci z choroby mitochondrialne analizowano osobno.
Grupę dzieci z encefalomiopatiami mitochondrialnymi stanowiło 21 dzieci z rozpoznaniem: encefalomiopatii mitochondrialnej (n=12), zespołu MERRF (n=1), zespołu Kearnsa-Sayre'a (n=4) i zespołu MELAS (n=4), który przeszedł badanie szpitalne w Federalnej Państwowej Instytucji Budżetowej „Moskiewski Instytut Badawczy Pediatrii i Chirurgii Dziecięcej” Ministerstwa Zdrowia i Rozwoju Społecznego Federacji Rosyjskiej.
Analiza objawów klinicznych zaburzeń metabolizmu tkankowego wykazała dużą częstość występowania uszkodzeń układu nerwowego i nerwowo-mięśniowego u badanych dzieci. Wszyscy mieli niską tolerancję wysiłku, osłabienie mięśni i zmęczenie.
Większość dzieci miała ciężkie objawy neurologiczne, a tylko 14% wykazało minimalne nieprawidłowości podczas badania neurologicznego. U większości pacjentów stwierdzono zaburzenia koordynacji, które objawiały się niezręcznością motoryczną, ataksją chodu i trudnościami w wykonywaniu testów koordynacyjnych. Badanie elektroencefalograficzne wykazało „spowolnienie” głównej aktywności mózgu u 2 pacjentów, u pozostałych zaś zmiany dysfunkcyjne. Tylko u 4 dzieci w badaniu neuroradiologicznym stwierdzono zmiany strukturalne: u 2 dzieci – następstwa epizodów udaropodobnych, u 2 – objawy leukomalacji.
Znaczący deficyt intelektualny (IQ<70) был установлен у 35% детей. Расстройства психологического развития и поведения были выявлены у всех детей. Нарушения речевого развития имели 95%, из них 37% - умеренного характера. Нарушения психического развития установлены у 68,4% пациентов, из них у 38,5% - умеренного, а у 15% - выраженного характера. При проведении психологического тестирования у детей отмечались выраженные нарушения кратковременной и отсроченной памяти, сложности с концентрацией и переключением внимания, значительные нарушения зрительной памяти. Гетерогенность нарушений психологического развития и поведения при этом, очевидно, была связана с нозологической гетерогенностью детей с первичными митохондриальными заболеваниями.
Zatem wyraźnym zakłóceniom w rozwoju psychicznym i zachowaniu prawie zawsze towarzyszy obraz kliniczny chorób mitochondrialnych. Jednocześnie z reguły w tych chorobach główną uwagę przyciągają zaburzenia neurologiczne i wysuwają się na pierwszy plan w klinicznej ocenie zaburzeń.
Wniosek
Badanie chorób mitochondrialnych w paradygmatach nauk psychologicznych to nowy etap w rozwoju nauki o mitochondriach, a także proces wzbogacania i gromadzenia doświadczeń i wiedzy w samej psychologii.
Zakłócenie wymiany energii w cząsteczkach syntezy ATP prowadzi do bardzo heterogennych i wieloukładowych chorób o heterogenicznych objawach klinicznych.
Specyficzny rozwój sfery poznawczej u dzieci z patologią mitochondrialną charakteryzuje się zmianami w krótkotrwałej i opóźnionej pamięci werbalnej i wzrokowej, koncentracji i przełączaniu uwagi, których charakter i nasilenie zależą od nozologicznej postaci zaburzenia rozwoju psychicznego i zachowanie.
Na podstawie zmienności prezentowanych zaburzeń można przypuszczać, że u dzieci z patologią mitochondrialną i niepełnosprawnością intelektualną niewydolność komórkowego metabolizmu energetycznego jest bardziej widoczna i bezpośrednio wpływa na funkcje poznawcze. W zależności od strefowości wymiany energii zaburzenia funkcji poznawczych objawiają się w różnym stopniu.
Ocena charakteru zaburzeń w tych chorobach pozwoli na opracowanie metod korekcyjnych i rehabilitacyjnych ukierunkowanych na identyfikację potencjału zasobowego dzieci z patologią mitochondrialną. Tym samym zwiększy się socjalizacja dzieci w placówkach ogólnoszkolnej i specjalnej edukacji przedszkolnej i szkolnej, poprawi się jakość życia dzieci i ukształtuje się w ich rodzinach całościowe zrozumienie działań resocjalizacyjnych oraz oddziaływania psychologiczno-pedagogicznego.
Tego typu mutacje mtDNA powstają zwykle de novo w komórkach somatycznych na wczesnym etapie embriogenezy i prowadzą do ujawnienia się sporadycznych przypadków chorób mitochondrialnych. Dziedziczenie tych mutacji nie jest możliwe, ponieważ nie oczekuje się, że oocyty z dużymi rearanżacjami mtDNA spowodują rozwój embrionalny. Typowym neurologicznym objawem delecji/duplikacji mtDNA jest postępująca oftalmoplegia zewnętrzna, która może być częścią złożonych zespołów wielonarządowych. Najbardziej zbadanym z nich jest zespół Kearnsa-Sayre’a.
Ten choroba charakteryzuje się rozwojem w 1-2 dekadzie życia postępującej oftalmoplegii zewnętrznej (opadanie powiek, ograniczone ruchy gałek ocznych, czasami podwójne widzenie) w połączeniu ze zwyrodnieniem barwnikowym siatkówki, blokiem przedsionkowo-komorowym, miopatią, ataksją, głuchotą odbiorczą, zaburzeniami endokrynologicznymi. Przy szczegółowym obrazie klinicznym większość pacjentów umiera z powodu patologii serca 10-20 lat od początku choroby. Często w klinice można zaobserwować jeden lub inny zmniejszony wariant zespołu Kearnsa-Sayre'a.
Podczas laboratorium badania Zwykle wykrywa się wzrost poziomu białka w płynie mózgowo-rdzeniowym, kwasicę mleczanową i zjawisko „rozdartych czerwonych włókien” w biopsjach mięśni. Około 80% pacjentów z zespołem Kearnsa-Sayre'a ma pewne delecje w genomie mitochondrialnym o wielkości od 2 do 10,4 kb, a u 30-40% z nich ma identyczną delecję 4977 nukleotydów, obejmujących segment mtDNA od genu ATPazy 8 do Gen ND 5 (ryc. 68a)
Więcej opisanych rzadki przypadki, gdy w przypadku niektórych wariantów zespołu Kearnsa-Sayre’a wykryto u pacjentów duplikacje lub mutacje punktowe mtDNA. Wszystkie opisane mutacje są heteroplazmiczne, a różne poziomy heteroplazmii w różnych tkankach docelowych powodują znaczny polimorfizm w objawach klinicznych choroby.
Uderzający przykład powiedział polimorfizmem jest zespół Pearsona, złośliwa postać noworodkowa zmian w szpiku kostnym przebiegających z pancytopenią, spowodowana tymi samymi dużymi podziałami mtDNA co zespół Kearnsa-Sayre’a. Główną różnicą molekularną pomiędzy tymi chorobami jest to, że w zespole Kearnsa-Sayre’a zawartość zmutowanego mtDNA w mięśniach sięga 80% w porównaniu do 5% w komórkach krwiotwórczych, natomiast u pacjentów z zespołem Pearsona obserwuje się odwrotne proporcje.
Co więcej, z wiek odsetek zmutowanego mtDNA w tkance mięśniowej wzrasta, a w komórkach szpiku kostnego, przeciwnie, maleje z powodu intensywnej segregacji mitotycznej w kierunku normalnych komórek macierzystych.
Z klinicznego punktu widzenia wizja Dramat sytuacji polega na tym, że pacjenci z zespołem Pearsona, którym w dzieciństwie kosztem wielokrotnych transfuzji udało się zrekompensować śmiertelny defekt w hematopoezie, 10-15 lat później są skazani na kolejny, ciężki i nieuleczalny choroba mitochondrialna - zespół Kearnsa-Sayre'a.
3834 0
Zespół Pearsona
Wrodzoną niedokrwistość syderoblastyczną z zewnątrzwydzielniczą niewydolnością trzustki po raz pierwszy opisał N.A. Pearson w 1979 r. Naukowcy obserwowali czworo dzieci przez ponad dekadę z oporną na leczenie niedokrwistością syderoblastyczną, wakuolizacją komórek progenitorowych szpiku kostnego i egzokryptyczną niewydolnością trzustki. Wyraźne różnice w obrazie krwi i zmiany w szpiku kostnym wynikające z zespołu Shwachmana pozwoliły autorom wyodrębnić ten zespół w odrębną postać, którą w miarę pojawiania się coraz większej liczby nowych przypadków tego zespołu zaczęto nazywać zespołem Pearsona.Dopiero dekadę później udało się ustalić, że podłożem zespołu jest defekt genetyczny, który objawia się wielokrotnymi podziałami i duplikacjami mitochondrialnego DNA, przy czym należy zaznaczyć, że wywiad rodzinny pacjentów z zespołem Pearsona, jako z reguły nie jest obciążony, co sugeruje, że mutacja ma charakter sporadyczny.
Istnieją jedynie pojedyncze przypadki, w których wykryto ten sam podział u dziecka chorego na zespół Pearsona i u matki cierpiącej na oftalmoplegię, co może wskazywać na szerszą manifestację fenotypową zespołu Pearsona, niż się powszechnie uważa.
Zmiany w strukturze mitochondrialnego DNA w zespole Pearsona obserwuje się nie tylko w szpiku kostnym i acynocytach, ale także w innych narządach - nerkach, sercu, wątrobie, mięśniach szkieletowych. Ponadto, według szeregu opisów, częstotliwość rejestrowanych zmian w strukturze mitochondrialnego DNA waha się w granicach 50-95%. Histologicznie uszkodzenie wątroby charakteryzuje się gromadzeniem żelaza w dołach wątrobowych; uszkodzenie nerek - wakuolizacja nabłonka kanalików nerkowych, stwardnienie kłębuszkowe, kanalikopatia bliższa, rozwój licznych torbieli korowych. W niektórych przypadkach rozwój zwłóknienia obserwuje się także w mięśniu sercowym, co klinicznie objawia się niewydolnością serca, najczęściej niewydolnością lewej komory.
W niektórych przypadkach przyżyciowa diagnostyka zmian w mitochondrialnym DNA może nie dać pozytywnych wyników. Jednocześnie obraz krwi obwodowej jest bardzo specyficzny: obserwuje się ciężką niedokrwistość makrocytarną z peitropenią i trombopitopenią. Nie zaobserwowano żadnego efektu stosowania cyjanokobalaminy lub suplementów żelaza. Aby skorygować niedokrwistość, większość pacjentów otrzymuje zastępczą terapię transfuzyjną.
Obraz szpiku kostnego przedstawia zmniejszona cytoza, wakuolizowane erytro- i mieloblasty oraz syderoblasty w kształcie pierścienia. Istnieją pojedyncze opisy, w których typowy obraz hematologiczny pojawiał się dopiero w 2. roku życia, podczas gdy wcześniej dominował zespół zewnątrzwydzielniczej niewydolności trzustki.
Zespół ten charakteryzuje się postępującym wzrostem delecji mitochondrialnego DNA przez całe życie, przy czym obserwuje się pewną dynamikę wzrostu w czasie częstości występowania delecji, co być może determinuje postępujący przebieg choroby i zakres objawów klinicznych choroby. choroba.
Podstawą zewnątrzwydzielniczej niewydolności trzustki w tym zespole jest wrodzony niedobór wydzielania amylazy, lipazy i wodorowęglanów trzustkowych. Morfologicznie strukturę trzustki reprezentują zanik tkanki groniastej i zmiany włókniste. Przy wyraźnych zmianach strukturalnych w trzustce obserwuje się cukrzycę wymagającą insuliny, w tym w okresie noworodkowym. Należy zaznaczyć, że istnieją pojedyncze doniesienia wskazujące na możliwość braku klinicznie istotnej niewydolności trzustki w pierwszych miesiącach i latach życia, jednak w większości przypadków odnotowuje się stolce tłuszczowe, biegunkę i kwasicę mleczanową.
Rokowanie w chorobie jest niekorzystne, u większości pacjentek następuje spowolnienie rozwoju fizycznego, w tym rozwoju wewnątrzmacicznego, a pacjentki umierają w pierwszych miesiącach lub latach życia, rzadko przeżywając okres dojrzewania. Charakter i ciężkość choroby można określić na podstawie liczby i lokalizacji podziałów DNA, a także szybkości ich pojawiania się wraz z wiekiem.
Zespół Clarka-Hadfielda
Zespół Clarka-Hadfielda to infantylizm trzustki charakteryzujący się zanikiem trzustki i powiększeniem wątroby. Objawia się opóźnionym wzrostem i rozwojem na tle ciężkiego stolca. Atrofię rejestruje się za pomocą danych ultradźwiękowych i tomografii komputerowej. Coprogram zawiera oznaki ciężkiej niewydolności trzustki, elastaza w kale jest znacznie zmniejszona lub nie jest wykrywana 1.Zespół Andersona
Zespół Andersena jest związany z genetycznie uwarunkowanym niedoborem amylotransglukozydazy. Zespół klinicznie przypomina mukowiscydozę, ale ma znacznie cięższy przebieg i zwykle kończy się śmiercią w ciągu pierwszych 5-6 lat życia. Klinicznie charakteryzuje się powiększeniem wątroby, postępującym zanikiem trzustki, stłuszczeniem, hipowitaminozą, anemią, rozstrzeniami oskrzeli, eozynofilią, cukromoczem, opóźnieniem rozwoju fizycznego i zespołem obrzękowo-puchwinowym.Maev I.V., Kucheryavyi Yu.A.
Zespół Pearsona to bardzo rzadka choroba genetyczna, która pojawia się w dzieciństwie i w większości przypadków prowadzi do przedwczesnej śmierci.
Historia odkrycia
Inna nazwa zespołu Pearsona jest wrodzona z zewnątrzwydzielniczą niewydolnością trzustki. Nazwa choroby pochodzi od nazwiska naukowca, który po raz pierwszy opisał ją w 1979 r. – N. A. Pearsona. Zespół rozpoznano na podstawie długotrwałych obserwacji czwórki dzieci z podobnymi objawami: niedokrwistością syderoblastyczną, która nie reagowała na standardowe leczenie, niewydolnością zewnątrzwydzielniczej funkcji trzustki oraz patologią komórek szpiku kostnego.
Początkowo dzieciom postawiono inną diagnozę - zespół Shwachmana (wrodzona hipoplazja trzustki). Jednak po zbadaniu krwi i szpiku kostnego ujawniono wyraźne różnice, które dały podstawę do zaklasyfikowania zespołu Pearsona do osobnej kategorii.
Przyczyny choroby
Badania nad przyczynami choroby trwały około dziesięciu lat. Genetykom udało się znaleźć defekt genetyczny prowadzący do podziału i duplikacji mitochondrialnego DNA.
Chociaż choroba ma podłoże genetyczne, zwykle mutacja pojawia się samoistnie, a chore dziecko rodzi się całkowicie zdrowym rodzicom. Czasami istnieje związek pomiędzy obecnością oftalmopatii u matki a rozwojem zespołu Pearsona u jej dziecka.
Defekty DNA można wykryć w szpiku kostnym, acynocytach trzustki, a także w narządach, które nie są głównym celem choroby – nerkach, mięśniu sercowym, hepatocytach. Z drugiej strony u części pacjentów, pomimo obecności typowego obrazu klinicznego i laboratoryjnego, nadal nie jest możliwa rejestracja zmian w mitochondrialnym DNA.
U chorych dzieci dochodzi do gromadzenia się żelaza w wątrobie, stwardnienia kłębuszków nerkowych i powstawania cyst. W niektórych przypadkach rozwija się zwłóknienie mięśnia sercowego, prowadzące do niewydolności serca.
Trzustka wydziela niewystarczające ilości lipazy, amylazy i wodorowęglanów u wszystkich pacjentów z chorobą Pearsona. Zespół objawia się atrofią tkanki gruczołowej i jej późniejszym zwłóknieniem.
Metody diagnostyczne
Tylko genetycy mogą postawić diagnozę z pewnością na podstawie badania mitochondrialnego DNA. Ważną rolę odgrywa również rutynowe badanie krwi obwodowej: wykrywa się makrocytarną neutropenię i trombocytopenię. Godny uwagi jest brak efektu cyjanokobalaminy i suplementów żelaza.
Dzięki temu można zaobserwować zmniejszenie całkowitej liczby komórek, obecność wakuoli w erytroblastach oraz pojawienie się syderoblastów w kształcie pierścienia.
Objawy choroby
Od pierwszych dni życia dziecka można podejrzewać zespół Pearsona. Objawy choroby rozpoczynają się u niemowląt w postaci niedokrwistości złośliwej i cukrzycy insulinozależnej. Obserwuje się senność, letarg, biegunkę, okresowe wymioty, a dziecko nie przybiera na wadze. Jedzenie jest prawie nie trawione, charakterystyczny jest steatorrhea. Występują objawy cukrzycy, wzrasta poziom glukozy we krwi i pojawia się tendencja do kwasicy. Możliwy jest rozwój niewydolności wątroby, nerek i serca.
Czasami oprócz anemii pojawia się pancytopenia (niedobór nie tylko czerwonych krwinek, ale także płytek krwi i leukocytów), która objawia się skłonnością do krwawień i częstymi infekcjami.
Leczenie i rokowanie
Niestety lekarze nadal nie wiedzą, jak pokonać zespół Pearsona. Jej leczenie jest nieswoiste i daje jedynie krótkotrwałe rezultaty.
Niedokrwistość nie reaguje na standardowe leczenie i wymaga częstych transfuzji krwi. Aby poprawić czynność trzustki, przepisuje się enzymy i przepisuje się terapię infuzyjną w celu skorygowania zaburzeń metabolicznych. W rzadkich przypadkach wykonuje się przeszczep szpiku kostnego.
Zespół Pearsona ma niekorzystne rokowanie: dzieci są opóźnione w rozwoju fizycznym, większość umiera przed ukończeniem drugiego roku życia. W pojedynczych przypadkach dzięki skutecznej terapii wspomagającej pacjenci żyją dłużej, jednak w starszym wieku choroba prowadzi do zaniku mięśni charakterystycznego dla zespołu Kearnsa-Sayre’a.
Nasilenie choroby w dużej mierze zależy od stopnia uszkodzenia DNA.