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Maladies mitochondriales
Dernière revue: 23.04.2024
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Les maladies mitochondriales constituent un vaste groupe hétérogène de maladies héréditaires et de pathologies causées par des troubles structurels, des fonctions mitochondriales et la respiration des tissus. Selon des chercheurs étrangers, l'incidence de ces maladies chez les nouveau-nés est de 1: 5000.
Code de la CIM-10
Troubles métaboliques, classe IV, E70-E90.
Une étude de la nature de ces pathologies a été initiée en 1962, lorsqu'un groupe de chercheurs a décrit un patient de 30 ans présentant un hypermétabolisme non thyroïdien, une faiblesse musculaire et un métabolisme basal élevé. Il a été suggéré que ces changements sont liés à une perturbation des processus de phosphorylation oxydative dans les mitochondries du tissu musculaire. En 1988, d'autres scientifiques ont signalé pour la première fois la détection d'une mutation de l'ADN mitochondrial (ADNmt) chez des patients atteints de myopathie et de neuropathie optique. Après 10 ans, des mutations de gènes nucléaires codant pour des complexes de chaînes respiratoires chez de jeunes enfants ont été trouvées. Ainsi, une nouvelle direction s'est formée dans la structure des maladies infantiles: la pathologie mitochondriale, les myopathies mitochondriales, les encéphalomyopathies mitochondriales.
Les mitochondries sont des organites intracellulaires présents sous forme de plusieurs centaines d'exemplaires dans toutes les cellules (à l'exception des érythrocytes) et produisant de l'ATP. La longueur mitochondriale est de 1,5 μm, la largeur est de 0,5 μm. Leur renouvellement se produit continuellement tout au long du cycle cellulaire. Organellum a 2 membranes - externes et internes. De la membrane interne plis vers l'intérieur, appelés cristae. L'espace intérieur remplit la matrice - la substance principale homogène ou à grain fin de la cellule. Il contient une molécule d'ADN circulaire, un ARN spécifique, des granules de calcium et des sels de magnésium. Sur la membrane interne, les enzymes impliquées dans la phosphorylation oxydative (complexe de cytochrome b, c, a et a3) et le transfert d'électrons sont fixés. Cette membrane de conversion d'énergie qui convertit l'oxydation du substrat en énergie chimique en énergie, qui est accumulé sous la forme d'ATP, phosphocréatine, et d'autres. Les enzymes de la membrane externe concentrées impliqués dans le transport et l'oxydation des acides gras. Les mitochondries sont capables d'auto-reproduction.
La principale fonction des mitochondries est l'oxydation biologique aérobie (respiration tissulaire utilisant une cellule d'oxygène) - un système d'utilisation de l'énergie des substances organiques avec sa libération progressive dans une cellule. Dans le processus de respiration tissulaire, les ions hydrogène (protons) et les électrons sont transférés séquentiellement à travers divers composés (accepteurs et donneurs) à l'oxygène.
Dans le processus de catabolisme des acides aminés, des glucides, des graisses, sous forme de glycérol dioxyde de carbone, l' eau, l' acétyl-CoA, pyruvate, oxaloacétate, cétoglutarate, qui a ensuite entrer dans le cycle de Krebs. Les ions hydrogène formés sont acceptés par les nucléotides adénine-adénine (NAD + ) et flavine (FAD + ). Les coenzymes restaurées NADH et FADH sont oxydées dans la chaîne respiratoire, qui est représentée par 5 complexes respiratoires.
Pendant le transfert d'électrons, l'énergie est stockée sous la forme d'ATP, de créatine-phosphate et d'autres composés macroergiques.
La chaîne respiratoire est représentée par 5 complexes protéiques, qui réalisent l'ensemble du processus complexe d'oxydation biologique (Tableau 10-1):
- Le premier complexe est la NADH-ubiquinone réductase (ce complexe est constitué de 25 polypeptides, dont la synthèse de 6 est codée par l'ADNmt);
- Le second complexe - succinate-ubiquinone-oxydoréductase (constitué de 5-6 polypeptides, y compris la succinate-déshydrogénase, est codé uniquement par l'ADNmt);
- 3ème complexe - cytochrome C-oxydoréductase (transfert des électrons de la coenzyme Q au complexe 4, constitué de 9-10 protéines, la synthèse de l'un d'eux est codée par l'ADNmt);
- Le 4ème complexe - cytochrome oxydase [se compose de 2 cytochromes (a et a3), codés par mtDNA];
- Le 5ème complexe est la H + -ATPase mitochondriale (composée de 12-14 sous-unités, effectue la synthèse de l'ATP).
De plus, les électrons de 4 acides gras subissant une bêta-oxydation transfèrent une protéine porteuse d'électrons.
Un autre processus important dans les mitochondries est la bêta-oxydation des acides gras, qui entraîne la formation d'acétyl-CoA et d'esters de carnitine. Dans chaque cycle d'oxydation des acides gras, 4 réactions enzymatiques se produisent.
La première étape est assurée par des acyl-CoA déshydrogénases (chaînes courtes, moyennes et longues chaînes) et 2 transporteurs d'électrons.
En 1963, il a été établi que les mitochondries ont leur propre génome unique, hérité de la lignée maternelle. Elle est représentée par seulement une petite longueur du chromosome annulaire 16569 pb, codant pour deux ARN ribosomal, ARN de transfert 22 et 13 sous-unités enzymatiques complexes chaîne de transport d'électrons (sept d'entre eux se référer à un complexe de 1, une - 3 complexe, trois - le complexe 4, deux - au complexe 5). La plupart des protéines mitochondriales impliquées dans les processus de phosphorylation oxydative (70), codés par l'ADN nucléaire, et seulement 2% (13 polypeptides) sont synthétisés dans la matrice mitochondriale sous le contrôle des gènes de structure.
La structure et la fonction de l'ADNmt est différente du génome nucléaire. Premièrement, il ne contient pas d'introns, ce qui fournit une densité de gènes élevée par rapport à l'ADN nucléaire. Deuxièmement, la plupart des ARNm ne contiennent pas de séquences 5'-3 'non traduites. Troisièmement, l'ADN mitochondrial a une boucle D, qui est sa région de régulation. La réplication est un processus en deux étapes. Des différences dans le code génétique de l'ADN mitochondrial ont également été révélées. Surtout, il convient de noter qu'il existe un grand nombre de copies de la première. Chaque mitochondrie contient de 2 à 10 copies ou plus. Compte tenu du fait que les cellules peuvent avoir des centaines et des milliers de mitochondries dans leur composition, jusqu'à 10 000 copies d'ADNmt sont possibles. Il est très sensible aux mutations et sont maintenant a identifié trois types de changements: des mutations ponctuelles protéines gènes codant ADNmt (MIT- mutations) mutations ponctuelles de gènes (ADNmt ARNt sy / 7 mutation) et des modifications importantes ADNmt (p mutations).
Normalement, le génotype cellulaire complet du génome mitochondrial est identique (homoplasme), cependant, lorsqu'une mutation se produit, une partie du génome reste identique et l'autre est modifiée. Ce phénomène s'appelle l'hétéroplasmie. La manifestation du gène mutant se produit lorsque le nombre de mutations atteint un certain niveau critique (seuil), après quoi il y a une violation des processus de bioénergétique cellulaire. Ceci explique le fait qu'avec les violations minimales, les organes et les tissus les plus dépendants de l'énergie (système nerveux, cerveau, yeux, muscles) souffriront tout d'abord.
Les symptômes des maladies mitochondriales
Les maladies mitochondriales sont caractérisées par une variété prononcée de manifestations cliniques. Depuis les systèmes les plus volatils - les systèmes musculaires et nerveux, ils sont affectés en premier lieu, de sorte que les signes les plus caractéristiques se développent.
Classification
Une seule classification des maladies mitochondriales n'existe pas en raison de l'incertitude de la contribution des mutations du génome nucléaire à leur étiologie et à leur pathogenèse. Les classifications existantes sont basées sur 2 principes: la participation d'une protéine mutante dans les réactions de phosphorylation oxydative et si la protéine mutante est codée par l'ADN mitochondrial ou nucléaire.
[Diagnostic des maladies mitochondriales
Les études morphologiques dans le diagnostic de la pathologie mitochondriale sont d'une importance particulière. En raison de la grande importance informative, il est souvent nécessaire d'effectuer une biopsie musculaire et un examen histochimique des échantillons de biopsie obtenus. Des informations importantes peuvent être obtenues par examen simultané du matériau par microscopie optique et électronique.
Qu'est-ce qu'il faut examiner?
Quels tests sont nécessaires?
Traitement des maladies mitochondriales
À ce jour, le traitement efficace des maladies mitochondriales reste un problème non résolu. Cela est dû à plusieurs facteurs: la difficulté du diagnostic précoce, une mauvaise connaissance de la pathogenèse de certaines maladies, certaines formes rares de la maladie, la gravité de l'état des patients en raison de l'implication multisystémique qui rend difficile d'estimer le traitement, l'absence d'une vision commune sur les critères de l'efficacité du traitement. Les moyens de correction des médicaments sont basés sur les connaissances acquises sur la pathogenèse des différentes formes de maladies mitochondriales.
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