Biochemia kliniczna- Wykład 5 16.03.2011r.

Temat: Choroby mitochondrialne

Mitochondria dostarczają komórkom życiodajnej energii, decydują o ich (i naszym) być albo nie być

1962 r.- Rolf Luft i Lars Ernster opisują pierwszy przypadek choroby mitochondrialnej

Mitochondria zajmują w komórce ciała człowieka od 6 do 15% ich objętości. Same dzielą się niezależnie od podziału komórki macierzystej. Posiadają własny DNA mitochondrialny- mtDNA (jak odkryto w 1963 roku). Każde z mitochondriów zawierać może od 2 do 10 cząsteczek mtDNA , zbudowanego z 16 569 par nukleotydów tworzących 2 komplementarne łańcuchy: lekki (L) oraz ciężki (H). Jest koliście zamkniętą cząsteczką DNA.

Duża ilość mitochondriów występuje w : hepatocytach, aktywnych limfocytach
Mała ilość mitochondriów występuje w: komórkach nowotworowych, uśpionych limfocytach, plemnikach

mtDNA to kolista cząsteczka zawierająca 37 genów:
2 kodujące rRNA
22 kodujące tRNA do syntezy białek uczestniczących w produkcji energii
13 kodujących mRNA

↓

Pozostałych 66 białek jest syntetyzowanych w genomie jądrowym

Białka kodowane przez mtDNA to część mitochondrialnych białek łańcucha oddechowego, jednak większość białek wchodzących w jego skład jest kodowana przez genom jądrowy.

35-50 tysięcy genów w genomie

• Genom mitochondrialny jest słabiej chroniony i bardziej narażony większe
  na działania różnych czynników narażenie na

• Nie zawiera intronów i jest bardziej podatny na uszkodzenia uszkodzenia

• System naprawy (choć działa w mitochondriom) to nie jest
  tak wydajny-zachodzą mutacje

Genom mitochondrialny człowieka:

Produktem ubocznym pracy mitochondriów są wolne rodniki tlenowe. Będąc bardzo reaktywnymi WRT mogą uszkadzać komórkowy DNA, w tym mitochondrialny. Uszkodzenia DNA mogą być przyczyną zarówno starzenia się, jak i zmian chorobowych.
Mitochondria dziedziczymy prawie wyłącznie po matce, podobnie zatem mutacje mtDNA i wywołane nimi choroby. W jajeczkach znajduje się ok. 100 tys. Mitochondriów, a plemnik posiada ich około 100. W rezultacie tylko 0,01% mtDNA naszych komórek pochodzi od ojca.
Mitochondria ojcowskie są naznaczone ubikwityną i w ten sposób są rozpoznawane i usuwane → dlatego jest ich mało.

1988r.- Douglas C. Wallace i współ.- po raz pierwszy powiązano mutacje modna z chorobą człowieka. LHON → dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego Lebera; ujawnia się zwykle ok. 20 roku życia u mężczyzn. Polega na utracie wzroku w centrum pola widzenia na skutek obumarcia osiowej części nerwu wzrokowego.
Przeważają uszkodzone cząsteczki DNA nad prawidłowymi → heteroplazja, mutacja jedynie w 3 genach

Inne choroby mitochondrialne:

I grupa- miopatie (choroby mięśni)

• Mioklonalna padaczka z RRF (kosmate czerwone włókna- MERRF- padaczka miokloniczna z nieprawidłowymi czerwonymi włóknami mięśniowymi)

• Zespół Kearns-Sagre'a (KSS)

• Zespół MELAS- encefalopatia mitochondrialna z kwasicą mleczanową i epizodami podobnymi do udaru mózgu ( miopatia + encefalopatia + udar)

II grupa- miopatie bez zmian barwnikowych:
neuropatia obwodowa z ataksją i barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki (NARP)

III grupa- dysfunkcje mitochondriów:

• cukrzyca dorosłych typu II

• Choroby neurodegeneracyjne

• Choroba Huntingtona

• Procesy starzenia

Uszkodzenia mitochondriów mogą prowadzić do dysfunkcji, a nawet śmierci komórki.
Nawet 15% mitochondriów u osób młodych wystarczy do prawidłowego funkcjonowania.

Najbardziej wrażliwe na obniżenie produkcji energii w komórkach są:

• tkanka mózgu i rdzenia kręgowego

• serce

• mięśnie szkieletowe

• nerki

• gruczoły wytwarzające hormony
  

Częstość występowania chorób mitochondrialnych: 6-17/ 100 tys. Osób
80% rozpoznań klinicznych już u dzieci

Terapie stosowane w chorobach mitochondrialnych:

• Antyoksydanty

• Koenzym Q

• Witamina K

• Bursztynian

• Witamina C

• Ryboflawina

1

---