Czym są choroby mitochondrialne i jakie są ich przykłady?

Istotą każdej z chorób mitochondrialnych są nieprawidłowości w funkcjonowaniu mitochondriów – struktur wewnątrzkomórkowych, które odpowiedzialne są za pozyskiwanie energii niezbędnej dla prawidłowego funkcjonowania organizmu. Prowadzą do nich mutacje DNA mitochondrialnego lub budującego jądro komórkowe. Choroby mitochondrialne stanowią różnorodną pod względem objawów grupę schorzeń obejmujących około 1500 jednostek chorobowych i występują z częstością 1 na 15000 urodzeń. O tym, czym dokładnie są choroby mitochondrialne, jakie są ich przyczyny i objawy, przeczytasz w poniższym artykule. Dowiesz się również, jakie są rodzaje chorób mitochondrialnych i poznasz współczesne możliwości ich diagnostyki.

Co to są choroby mitochondrialne?

Aby zrozumieć, czym są zaburzenia mitochondrialne, warto poznać organizację materiału genetycznego, budującego każdą komórkę naszego ciała. Oprócz jądra komórkowego DNA znajduje się także w mitochondriach – określane jest ono mianem mtDNA. W materiale genetycznym jądra komórkowego znajduje się około 23000 genów budujących 23 pary chromosomów. Dziedziczone są one zarówno od ojca, jak i matki. W mtDNA jest zaledwie 37 genów. Nie znaczy to jednak, że tak mała ilość materiału genetycznego ma niewielkie znaczenie dla komórki. Otóż uszkodzenia w mitochondrialnym materiale genetycznym niosą za sobą bardzo poważne skutki kliniczne dla organizmu w postaci chorób mitochondrialnych.

Dysfunkcje mitochondrialne to rzadkie choroby genetyczne, których bezpośrednią przyczyną są uszkodzenia w genomie mitochondrialnym (i niekiedy jądrowym). Skutkują one zaburzeniami w syntezie i magazynowaniu energii, która niezbędna jest do prawidłowego funkcjonowania komórek w organizmie. Objawy chorób mitochondrialnych pojawiają się najczęściej ze strony tkanek i narządów o dużym zapotrzebowaniu energetycznym, takich jak mózg, serce i układ mięśniowo-kostny. 

Jakie są przyczyny chorób mitochondrialnych?

Bezpośrednią przyczyną chorób mitochondrialnych są mutacje, które zachodzą w mitochondrialnym (niekiedy także jądrowym) materiale genetycznym. Szukając więc przyczyny, która związana jest z zaburzeniami mitochondrialnymi, warto wykonać analizę sekwencji genomu mitochondrialnego i jądrowego.

Zaburzenia mitochondrialne – jak rozpoznać ich objawy?

Tak jak już wcześniej wspomnieliśmy, mitochondria są odpowiedzialne za wytwarzanie i magazynowanie energii w formie chemicznej, która staje się paliwem dla wszystkich komórek naszego ciała. Stąd też uszkodzenia w mtDNA mają bezpośredni wpływ na organy, które potrzebują najwięcej energii i tym samym mają również najwięcej mitochondriów. Wśród nich wymieniamy mózg, serce i układ mięśniowy.

Do najczęstszych symptomów chorób mitochondrialnych zaliczamy:

• udary w młodym wieku,
• napady padaczki,
• migreny,
• drgawki,
• objawy przypominające zaburzenia ze spektrum autyzmu,
• opóźnienie rozwoju psychicznego,
• trudności z uczeniem się,
• otępienie,
• zaburzenia lękowe,
• wiotkość mięśni,
• niską tolerancję wysiłku fizycznego,
• zaburzenia krzepliwości krwi,
• uszkodzenie mięśni i osłabienie siły mięśniowej,
• zaburzenia wzroku i słuchu,
• zaburzenia w funkcjonowaniu wątroby i trzustki,
• niski wzrost.

Osoby cierpiące z powodu chorób mitochondrialnych mogą mieć również zaburzenia równowagi hormonalnej. Zaburzenia mitochondrialne mogą u każdego rozwijać się w inny sposób niezależnie od wieku.

Jakie są rodzaje chorób mitochondrialnych?

Za najczęściej występującą chorobę mitochondrialną u dzieci specjaliści uważają zespół Leigha. Pierwsze objawy schorzenia mogą pojawić się w różnym wieku. U niemowląt i małych dzieci ma ono zazwyczaj ciężki przebieg. Bez zastosowania odpowiedniego leczenia zespół Leigha może prowadzić do śmierci dziecka.

Kolejną stosunkowo częstą chorobą mitochondrialną jest zespół MELAS. Zazwyczaj diagnozowany jest on u dzieci w wieku przedszkolnym i wczesnoszkolnym. W przebiegu schorzenia obserwuje się drgawki, napady padaczkowe i migreny. Dodatkowo pacjenci zgłaszają zaburzenia słuchu, a w badaniach laboratoryjnych stwierdza się zaburzenia poziomu hormonów oraz podwyższony poziom glukozy.

Do innych, mniej znanych chorób mitochondrialnych zaliczamy:

• dziedziczną neuropatię nerwu wzrokowego Lebera,
• zespół Alpersa-Huttenlochera,
• zespół Kearnsa-Sayre’a,
• zespół MERRF,
• zespół Pearsona i wiele innych.

Zaburzenia mitochondrialne – jak można je zdiagnozować?

Do diagnostyki schorzeń mitochondrialnych można wykorzystać szereg badań. Największe znaczenie mają jednak badania genetyczne, które są w stanie ujawnić uszkodzenia materiału genetycznego. Na początku jednak lekarz powinien przeprowadzić wnikliwy wywiad kliniczny w kierunku chorób genetycznych w rodzinie pacjenta.

Do innych badań, które są pomocne w diagnostyce chorób mitochondrialnych, zaliczamy:

• oznaczenia biochemiczne w surowicy krwi i moczu,
• biopsję mięśnia,
• rezonans magnetyczny,
• elektrokardiografię (EKG),
• elektromiografię (EMG),
• tomografię komputerową,
• badanie płynu mózgowo-rdzeniowego.

Pacjenci kierowani są również na badania kardiologiczne, okulistyczne i laryngologiczne. 

Dzięki wprowadzeniu do diagnostyki chorób mitochondrialnych najnowocześniejszych metod analizy DNA można szybciej wykryć podłoże schorzenia, oszczędzić choremu częstych wizyt w szpitalu i bolesnych badań oraz zastosować leczenie łagodzące objawy.

Czy choroby mitochondrialne są dziedziczne?

Na pytanie, czy choroby mitochondrialne można odziedziczyć po rodzicach, odpowiedź brzmi – tak. Warto jednak pamiętać, że mitochondrialny DNA, w przeciwieństwie do jądrowego, dziedziczony jest wyłącznie od matki. Jeśli matka jest nosicielką mutacji genetycznych, może przekazać je dziecku niezależnie od jego płci. Tylko dziewczynki jednak mogą przekazywać tę mutację swoim dzieciom. Żaden z potomków chorych chłopców nie odziedziczy uszkodzonego genu mitochondrialnego DNA.

Czy choroby mitochondrialne można wyleczyć?

Zaburzenia mitochondrialne na ten moment uznawane są za schorzenia, których nie można całkowicie wyleczyć. Odpowiednio wcześnie postawiona diagnoza umożliwia jednak zastosowanie leczenia, które łagodzi objawy i przyczynia się do spowolnienia postępu choroby.

Mimo iż dotychczas nie odkryto skutecznego lekarstwa na schorzenia mitochondrialne, prowadzone są liczne badania naukowe. Specjaliści pokładają największe nadzieje w specjalnych terapiach genowych.

Autor: Marta Szarawarska

Weryfikacja merytoryczna: lek. Agnieszka Żędzian