Mitokondrier är fascinerande små organeller som bor i nästan varje cell i vår kropp. Till skillnad från andra delar av cellen är mitokondrier nästan en egen cell. I själva verket är de nästan helt separata organismer, med genetiskt material som är helt annorlunda än resten av kroppen. Till exempel accepterar vi allmänt att vi ärver hälften av vårt genetiska material från vår mamma och hälften från vår far.
Detta är inte riktigt sant. Mitokondriellt DNA delar på ett annat sätt och är ärft nästan helt från moderen.
Många forskare tror att mitokondrier är ett exempel på ett långvarigt symbiotiskt förhållande, där bakterier länge sedan fusionerades med våra celler så att både våra celler och bakterier blev beroende av varandra. Vi behöver mitokondrier för att kunna hantera det mesta av den energi våra celler behöver överleva. Syre som vi andas bränslen en process som skulle vara omöjligt utan den här lilla organellen.
Så spännande som mitokondrier är de utsatta för skador som alla andra delar av vår kropp. Erfarena mutationer i mitokondrialt DNA kan leda till ett brett spektrum av olika symtom. Detta kan leda till syndrom som en gång trodde vara ovanligt och extremt sällsynt, men ses nu som vanligare än tidigare trodde. En grupp i nordöstra England fann förekomsten att vara ungefär 1 hos 15 200 personer.
Ett större antal, ungefär 1 på 200, hade en mutation, men mutationerna var inte symptomatiska.
Nervsystemet är beroende av syre för att kunna göra sitt jobb, och det betyder att våra nerver behöver mitokondrier för att fungera bra. När mitokondrier går fel är nervsystemet ofta den första som lider.
Symptom på mitokondriell sjukdom
Det vanligaste symptom som orsakas av mitokondriell sjukdom är en myopati, vilket betyder en muskelsjukdom.
Andra potentiella symptom inkluderar synproblem, tänkproblem eller en kombination av symtom. Symtom kluster ofta samman för att bilda ett av flera olika syndrom.
Kronisk Progressiv Extern Oftalmoplegi (CPEO) - i CPEO blir ögonmusklerna långsamt lamna. Detta sker vanligtvis när människor är i trettiotalet men kan uppstå vid vilken ålder som helst. Dubbelsyn är relativt sällsynt, men andra visuella problem kan upptäckas av en doktors undersökning. Vissa former, speciellt när de finns i familjer, åtföljs av hörselproblem, tal eller sväljningsvårigheter, neuropatier eller depression.
Kearns-Sayre syndrom - Kearns-Sayre syndrom är nästan detsamma som CPEO, men med några extra problem och tidigare ålder. Problem börjar vanligtvis när människor är under 20 år. Andra problem inkluderar pigmentär retinopati, cerebellär ataxi , hjärtproblem och intellektuella underskott. Kearns-Sayre syndrom är mer aggressivt än CPEO, och kan leda till döden av det fjärde årtiondet av livet.
Leber ärftlig optisk neuropati (LHON) - LHON är en ärftlig form av synförlust som orsakar blindhet hos unga män.
Leighs syndrom - Också kallad subakut, nekrotiserande encefalomyelopati, Leigh syndrom uppträder vanligen hos mycket små barn. störningen orsakar ataxi, anfall , svaghet, utvecklingsfördröjningar, dystoni och mycket mer. Magnetic resonance imaging (MR) i hjärnan visar onormal signal i basala ganglierna. Sjukdomen är vanligen dödlig inom några månader.
Mitokondriell encefalopati med mjölksyraacidos och strokeliknande episoder (MELAS) - MELAS är en av de vanligaste typerna av mitokondriella störningar. Det är ärft från moderen. Sjukdomen orsakar episoder som liknar stroke, vilket kan orsaka svaghet eller synförlust. Andra symtom inkluderar anfall, migrän, kräkningar, hörselnedsättning, muskelsvaghet och en kort instans. Störningen börjar vanligtvis i barndomen och fortskrider till demens. Det kan diagnostiseras av förhöjda nivåer av mjölksyra i blodet samt typiska "ragged red fiber" utseende av muskel under ett mikroskop.
Myoklonisk epilepsi med fläckiga röda fibrer (MERRF) - Myoklonus är en mycket snabb muskelskula, som liknar många som precis innan vi somnar. Myoclonus i MERRF är vanligare och följs av anfall, ataxi och muskelsvaghet. Dövhet, synproblem, perifer neuropati och demens kan också uppstå.
Materiellt arv dövhet och diabetes (MIDD) - Denna mitokondriella störning påverkar vanligtvis människor mellan 30 och 40 år. Förutom hörapparat och diabetes kan personer med nedsatt synfel, muskelsvaghet, hjärtproblem, njursjukdom, gastrointestinala sjukdomar och korta tillstånd.
Mitokondriell neurogastintestinal encefalopati (MNGIE) - Detta orsakar svår immobilitet i tarmarna, vilket kan leda till buksmärta och förstoppning. Problem med ögonrörelse är också vanliga, liksom neuropatier och vita substansförändringar i hjärnan. Störningen kommer överallt från barndomen till femtiotalet men är vanligast hos barn.
Neuropati, ataxi och retinitpigmentosa (NARP) - Förutom perifera nervproblem och klumpighet kan NARP orsaka utvecklingsfördröjning, epilepsi, svaghet och demens.
Andra mitokondriella störningar innefattar Pearson-syndromet (sidoblastisk anemi och pankreatisk dysfunktion), Barth syndrom (X-länkad kardiomyopati, mitokondriell myopati och cyklisk neutropeni) och tillväxt retardation, aminosyrururi, kolestas, järnöverbelastning, mjölksyraacidos och tidig död (GRACILE ).
Diagnostisera mitokondriella sjukdomar
Eftersom mitokondriell sjukdom kan orsaka ett förvirrande antal symtom, kan dessa störningar vara svåra även för utbildade läkare att känna igen. I den ovanliga situationen där alla symptom verkar klassiska för en viss sjukdom kan genetisk testning göras för att bekräfta diagnosen. Annars kan andra test vara nödvändiga.
Mitokondrier är ansvariga för aerob metabolism, som de flesta av oss använder dag för dag för att flytta. När aerob metabolism är uttömd, som i intensiv träning, har kroppen ett backup system som resulterar i uppbyggnad av mjölksyra. Det här är ämnet som gör våra muskler ont och brinner när vi sätter dem på för länge. Eftersom människor med mitokondriell sjukdom har mindre förmåga att använda sin aeroba ämnesomsättning, uppbygger mjölksyra, och detta kan mätas och användas som ett tecken på att något är fel med mitokondrierna. Andra saker kan också öka laktat också. Till exempel kan mjölksyra i cerebrospinalvätska förhöjas efter anfall eller stroke. Dessutom har vissa typer av mitokondriell sjukdom, som Leigh syndrom, ofta laktatnivåer som ligger inom normala gränser.
En grundläggande utvärdering kan inkludera laktatnivåer i plasma och cerebrospinalvätska. Elektrokardiogram kan utvärdera för arytmier, vilket kan vara dödligt. En magnetisk resonansbild (MRI) kan leta efter förändringar i vit materia . Elektromyografi kan användas för att undersöka muskelsjukdomar. Om det finns problem för anfall, kan elektroencefalografi beställas. Beroende på symptom kan audiologi eller oftalmologi testning också rekommenderas.
Muskelbiopsi är ett av de mest tillförlitliga sätten att diagnostisera mitokondriella störningar. De flesta mitokondria sjukdomar kommer med en myopati, ibland även om det inte finns några uppenbara symtom som muskelsårighet eller svaghet.
Behandling i mitokondria sjukdomar
Vid denna tidpunkt finns det ingen garanterad behandling för mitokondriella störningar. Fokus ligger på att hantera symtom när de uppstår. En bra diagnos kan dock hjälpa till att förbereda sig för framtida utveckling, och i händelse av en ärftlig sjukdom kan det påverka familjeplaneringen.
Sammanfattning
Kort sagt, en mitokondriell sjukdom bör misstas när det finns en kombination av symtom som involverar muskelhjärta, hjärna eller ögon. Medan moderens arv också är suggestiv, är det möjligt och till och med vanligt för mitokondriell sjukdom att härröra från mutationer i kärn-DNA, på grund av interaktioner mellan kärnans genetiska material och mitokondrier. Dessutom är vissa sjukdomar sporadiska, vilket innebär att de händer för första gången utan att vara arvade alls. Mitokondria sjukdomar är fortfarande relativt sällsynta och hanteras bäst av en specialist med en solid förståelse för denna klass av neurologisk sjukdom.
källor
Barth PG, Valianpour F, Bowen VM, et al. X-länkad kardioskeletisk myopati och neutropeni (Barth syndrom): en uppdatering. Am J Med Genet A 2004; 126A: 349
Chinnery PF, Johnson MA, Wardell TM, et al. Epidemiologin för patogena mitokondriella DNA-mutationer. Ann Neurol 2000; 48: 188.
Chinnery PF, Turnbull DM. Epidemiologi och behandling av mitokondriella störningar. Am J Med Genet 2001; 106: 94.
Farrar GJ, Chadderton N, Kenna PF, Millington-Ward S. Mitokondriella störningar: etiologier, modelsystem och kandidatterapier. Trends Genet. 2013 4 juni.
Holt IJ, Harding AE, Små RK, Morgan-Hughes JA. En ny mitokondriell sjukdom associerad med mitokondriell DNA heteroplasmi. Am J Hum Genet 1990; 46: 428.
Jackson MJ, Schaefer JA, Johnson MA, et al. Presentation och klinisk undersökning av mitokondriell respiratorisk kedjans sjukdom. En studie av 51 patienter. Brain 1995; 118 (Pt2): 339.
Murphy R, Turnbull DM, Walker M, Hattersley AT. Kliniska egenskaper, diagnos och hantering av materiellt arv diabetes och dövhet (MIDD) associerad med 3243A> G mitokondriell punktmutation. Diabet Med 2008; 25: 383.
Visapää I, Fellman V, Vesa J, et al. GRACILE syndrom, en dödlig metabolisk störning med järnöverbelastning, orsakas av en punktmutation i BCS1L. Am J Hum Genet 2002; 71: 863.
Yu Wai Man CY, Smith T, Chinnery PF, et al. Bedömning av visuell funktion vid kronisk progressiv extern oftalmoplegi. Eye (Lond) 2006; 20: 564.