Класификация на митохондриалните заболявания

Една класификация на митохондриалните заболявания не съществува поради несигурността на приноса на ядрените геномни мутации за тяхната етиология и патогенеза. Съществуващите класификации се основават на два принципа: участие на мутантен протеин в реакции на окислително фосфорилиране и дали мутантен протеин е кодиран от митохондриална или ядрена ДНК.

Въз основа на двойствеността кодираща митохондриални протеини процеси на тъканното дишане и окислително фосфорилиране (особено ядрени и митохондриална) се изолира чрез 3 принцип етиологичен група наследствени заболявания.

• Митохондриални заболявания, дължащи се на генни мутации на ядрена ДНК:
  • дефекти в транспортните субстрати;
  • дефекти в субстратите за рециклиране;
  • дефекти на ензимите от цикъла на Кребс;
  • нарушение на окислителното фосфорилиране;
  • нарушения в дихателната верига; за дефекти при вноса на протеини.
• Митохондриални заболявания, които се основават на мутации на митохондриална ДНК:
  • спорадични мутации;
  • точковите мутации на структурните гени;
  • точкови мутации на синтетични гени.
• Митохондриални заболявания, свързани с нарушаване на интергеномичните сигнални ефекти:
  • множество делеции на митохондриална ДНК, но наследени от автозомен доминантен тип;
  • заличаване (намаляване на броя) на митохондриална ДНК, наследена от автозомно-рецесивен тип.

Има също придобити митохондриални заболявания, свързани с излагане на токсини, наркотици и стареене.

До сега доста добре разбрано патогенеза на митохондриални заболявания. В схема може да бъде представен от етапи, както следва: транспорт на субстрати и техните окисляване, Krebs цикъл, операция дихателната верига, сдвояване на тъканното дишане и окислително фосфорилиране. Транспортни субстрати чрез специални транспортни протеини - translocase които носят дикарбоксилни киселини, ATP, ADP, калций, глутамат, и т.н. Основните субстрати на митохондриите -. Пируват и мастни киселини, което осигурява транспортиране на карнитин палмитоил трансфераза и карнитин.

Окисляване на субстратите се случва с участието на ензими на комплекса пируват дехидрогеназа, състояща се от три ензими: пируват дехидрогеназа, ацетил-lipoate и lipoamide дехидрогеназа да се образува ацетил-СоА, който е включен в цикъла на Кребс. Използването на мастни киселини се извършва стъпка по стъпка в процеса на бета оксидация. В хода на тези реакции получените електрони се прехвърлят в дихателната верига на митохондриите. Пълна разлагане на пирувата в цикъла на Кребс се извършва, в резултат на образуването на NAD на молекула и FAD, предава своите електрони на дихателната верига. Последният се образува от 5 мулти-ензимни комплекса, 4 от които носят електронен транспорт, а петият катализира синтеза на АТР. Комплексът на дихателната верига е под двойния контрол на ядрените и митохондриалните геноми.

От гледна точка на патогенезата съществуват 3 основни групи митохондриални заболявания.

• Болести на процесите на окислително фосфорилиране.
• Болести на бета-оксидацията на мастни киселини.
• Дефекти в метаболизма на пируват и цикъла на Кребс.

От гледна точка на водещия биохимичен дефект, митохондриалните заболявания се разделят на следните групи.

• Дефекти на транспортния субстрат.
  • Дефицит на монокарбоксилната транслоказа.
  • Нарушение транспорт карнитин-ацилкарнитин (първична мускулна карнитинов дефицит, системен карнитинов дефицит, смесени форми на карнитинов дефицит, вторичен дефицит на карнитин, недостатъчност karnitpalmitoiltransferazy 1 и 2, в комбинация дефицит на карнитин и карнитинпалмитоилтрансфераза,).
• Дефекти в използването на субстрати.
  • Дефекти на окисляването на пируват:
    • недостатъчност на пируват декарбоксилаза;
    • недостатъчност на дихидролипоилтранс-тилазата;
    • недостатъчност на дихидролипоилдехидрогеназа;
    • недостатъчност на пируват дехидрогеназа;
    • недостатъчност на пируват карбоксилаза;
    • дефицит на карнитин-ацетилтрансфераза.
• Дефекти в метаболизма на свободни мастни киселини: дефекти в бета-оксидацията на мастни киселини.
• Дефекти в дихателната верига.
  • Дефекти на NADH: KoQ-редуктазен комплекс (с нормална карнитин и карнитинова недостатъчност).
  • Дефекти KoQ цитохром Ь, CL-редуктаза комплекс (недостатъчност KoQ-10 дефицит Fe-S-протеин дефицит на цитохром Ь, цитохром Ь комбиниран дефицит и CL).
  • Недостатъчност на цитохром a, a3.
  • Недостатъчност на цитохрома a, a3 и b.
• Дефекти в натрупването и предаването на енергия.
  • Нарушения на окислителното фосфорилиране с хиперметаболизъм (болест на Луфт).
  • Нарушения на окислителното фосфорилиране без хиперметаболизъм.
  • Липса на митохондриална АТРаза.
  • Недостатъчен аденинов нуклеотид транслоказа.

Понастоящем класификацията се основава на етиологичния принцип, като във всяка група се разпределят няколко подгрупи от заболявания. Това е най-разумно.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]