線粒體疾病

線粒體疾病是由結構障礙，線粒體功能和組織呼吸引起的大量異質性遺傳疾病和病理狀況組。據國外研究人員介紹，這些疾病在新生兒中的發病率為1：5000。

ICD-10代碼

代謝紊亂，IV類，E70-E90。

1962年開始對這些病理性狀進行研究，當時一組研究人員描述了一名30歲患有非甲狀腺高代謝，肌無力和高水平基礎代謝的患者。有人認為，這些變化與肌肉組織線粒體中氧化磷酸化過程的紊亂有關。1988年，其他科學家首次報導了肌病和光神經病變患者線粒體DNA（mtDNA）突變的檢測。10年後，發現了編碼呼吸鏈複合物的核基因在幼兒中的突變。因此，兒童疾病的結構形成了新的方向：線粒體病理學，線粒體肌病，線粒體腦肌病。

線粒體是細胞內的細胞器，在所有細胞（紅細胞除外）中以數百個拷貝的形式存在並產生ATP。線粒體長度為1.5μm，寬度為0.5μm。它們的更新在細胞週期中持續發生。Organellum有2個膜 - 外部和內部。從內膜向內折疊，稱為嵴。內部空間填滿了基質 - 細胞的主要均質或細粒物質。它含有環狀DNA分子，特定的RNA，鈣和鎂鹽顆粒。在內膜上，參與氧化磷酸化的酶（細胞色素b，c，a和a3複合物）和電子轉移是固定的。它是一種能量轉化膜，可將底物氧化的化學能轉化為以ATP，磷酸肌酸等形式積累的能量。參與脂肪酸轉運和氧化的酶集中在外膜上。線粒體能夠自我繁殖。

線粒體的主要功能是有氧生物氧化（使用氧氣細胞進行組織呼吸） - 一種利用細胞中分階段釋放的有機物質能量的系統。在組織呼吸過程中，氫離子（質子）和電子依次通過各種化合物（受體和供體）轉移到氧氣中。

在的氨基酸，碳水化合物，脂肪，甘油形式二氧化碳，水，乙酰輔酶A，丙酮酸，草酰乙酸，酮戊二酸分解代謝的過程中，其然後進入三羧酸循環。形成的氫離子被腺嘌呤核苷酸 - 腺嘌呤（NAD ⁺）和黃素（FAD ⁺）核苷酸接受。恢復的輔酶NADH和FADH在呼吸鏈中被氧化，其由5個呼吸複合物代表。

在電子轉移過程中，能量以ATP，磷酸肌酸和其他macroergic化合物的形式存儲。

呼吸鏈由5種蛋白質複合物表示，它們執行整個生物氧化的複雜過程（表10-1）：

• 第一種複合物是NADH-泛醌還原酶（該複合物由25個多肽組成，其中6個由mtDNA編碼）;
• 第二個複合物 - 琥珀酸酯 - 泛醌氧化還原酶（由5-6多肽組成，包括琥珀酸脫氫酶，僅由mtDNA編碼）;
• 第三個複合體 - 細胞色素C氧化還原酶（將電子從輔酶Q轉移到復合體4，由9-10個蛋白質組成，其中一個由mtDNA編碼）。
• 第四個複合體 - 細胞色素氧化酶[由2個細胞色素（a和a3）組成，由mtDNA編碼];
• 第5個複合體是線粒體H ⁺ -ATPase（由12-14個亞基組成，進行ATP的合成）。

另外，經歷β-氧化的4種脂肪酸的電子轉移攜帶電子的蛋白質。

線粒體中另一個重要的過程是脂肪酸的β-氧化，這導致乙酰-CoA和肉鹼酯的形成。在脂肪酸氧化的每個循環中，發生4個酶促反應。

第一階段由酰基輔酶A脫氫酶（短鏈，中鍊和長鏈）和2個電子載體提供。

1963年，確定了線粒體具有自己獨特的基因組，從母系遺傳下來。它僅由一個小的環形染色體長度16569 bp的表示時，編碼2的核糖體RNA，轉移RNA 22和13亞基酶複合物的電子傳輸鏈（其中指1:1的絡合物7，一個 - 到複雜3，三 - 到复4，兩個 - 複雜的5）。大多數線粒體蛋白質參與氧化磷酸化過程（70），由核DNA編碼的，只有2％（13多肽）在線粒體基質中的結構基因的控制下合成。

線粒體DNA的結構和功能與核基因組不同。首先，它不含內含子，與核DNA相比，它提供了高密度的基因。其次，大多數mRNA不含有5'-3'非翻譯序列。第三，mtDNA有一個D環，這是它的調控區域。複製是一個兩步過程。也揭示了來自核的mtDNA遺傳密碼的差異。特別應該指出的是，第一個有大量的副本。每個線粒體含有2至10個拷貝或更多。鑑於該細胞可以由數百或數千線粒體中，可以存在多達10萬。線粒體DNA拷貝。這是突變非常敏感，現在確定了三種類型的變化：點突變蛋白質編碼基因線粒體DNA （mit-突變）點的線粒體tRNA基因（SY / 7-突變）和線粒體DNA的主要變化突變（P突變）。

通常，線粒體基因組的全部細胞基因型是相同的（同質），然而，當發生突變時，部分基因組保持相同，另一部分改變。這種現象稱為異質性。突變基因的表現發生在突變數量達到一定臨界水平（閾值）之後，此後存在對細胞生物能量學過程的違反。這解釋了這樣一個事實，即在最小侵犯的情況下，最依賴能量的器官和組織（神經系統，大腦，眼睛，肌肉）首先受到損害。

線粒體疾病的症狀

線粒體疾病的特徵在於明顯的各種臨床表現。由於最不穩定的系統 - 肌肉系統和神經系統，它們首先受到影響，所以最具特徵的跡象會發展。

線粒體疾病的症狀

分類

由於核基因組突變對其病因和發病機制的貢獻的不確定性，不存在線粒體疾病的單一分類。現有分類基於2個原則：突變蛋白參與氧化磷酸化反應，以及突變蛋白是否由線粒體或核DNA編碼。

線粒體疾病的分類

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線粒體疾病的診斷

線粒體病理學診斷中的形態學研究特別重要。由於信息量大，因此通常需要對獲得的活檢標本進行肌肉活組織檢查和組織化學檢查。通過光和電子顯微鏡同時檢查材料可以獲得重要信息。

線粒體疾病的診斷

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治療線粒體疾病

迄今為止，線粒體疾病的有效治療仍然是一個未解決的問題。這是由於以下幾個因素：早期診斷困難，某些疾病，某些疾病的罕見形式的患者病情的嚴重程度，由於多系統受累的發病機制，使得它很難估計處理，缺乏對治療效果的標準，共同的看法的知識貧乏。藥物糾正的方式是基於對各種線粒體疾病發病機制的認識。

治療線粒體疾病