Begreppet mitokondriella sjukdomar. Encefalomyopatisk mitokondrie-DNA-utarmningssyndrom. DNA-utarmningssyndrom

Det finns ett stort antal kroniska sjukdomar, varav en av de patogenetiska länkarna är sekundär mitokondriell brist. Deras lista är långt ifrån komplett och expanderar till denna dag.

Alla dessa störningar är polymorfa, kan ha olika svårighetsgrad och vara av intresse för medicinska specialister inom olika områden - neuropatologer, kardiologer, neonatologer, nefrologer, kirurger, urologer, näs- och halsläkare, lungläkare, etc.

Enligt våra uppgifter har minst en tredjedel av alla funktionshindrade barn i symtomkomplexet av deras sjukdomar tecken på en polysystemisk störning av cellulär energi. Det bör noteras att under de senaste åren har antalet barn med sjukdomar åtföljda av en hög sannolikhet för vävnadshypoxi avsevärt ökat.

Studier som nyligen utförts vid Moskvas forskningsinstitut för pediatrik och pediatrisk kirurgi på barn som tagits in på en genetisk klinik med odifferentierade störningar i fysisk och neuropsykisk utveckling visade att hälften av dem hade störningar i cellulärt energiutbyte. För första gången upptäckte anställda vid detta institut förekomsten av mitokondriella störningar i sådana patologier hos barn: bindvävssjukdomar (Marfan och Ehlers-Danlos syndrom), tuberös skleros, ett antal icke-endokrina syndrom åtföljda av tillväxthämning (osteokondrodysplasi, Aarskogs syndrom, Silver-Russells syndrom, etc.), avslöjades inverkan av mitokondriell brist på förloppet av ett antal kardiologiska, ärftliga, kirurgiska och andra sjukdomar. Tillsammans med personalen vid Smolensk Medical Academy beskrevs en dekompenserande mitokondriell insufficiens vid typ 1-diabetes mellitus hos barn med en sjukdomstid på mer än 5 år.

Särskilt anmärkningsvärt är polysystemiska mitokondriella dysfunktioner orsakade av ekopatogena faktorer. Bland de senare är både välkända (till exempel kolmonoxid, cyanider, tungmetallsalter) och relativt nyligen beskrivna (främst biverkningar av ett antal läkemedel - azidotymidin, valproater, aminoglykosider och några andra). Dessutom inkluderar samma grupp mitokondriell dysfunktion orsakad av ett antal näringsstörningar (främst en brist på B-vitaminer).

Slutligen bör det nämnas separat att, enligt många forskare, är en ökning av antalet mitokondriella dysfunktioner, om inte den huvudsakliga, så en av de viktigaste mekanismerna för åldrande. Vid det internationella symposiet om mitokondriell patologi, som hölls i Venedig 2001, rapporterades upptäckten av specifika mitokondriella DNA-mutationer som uppträder med åldrande. Dessa mutationer finns inte hos unga patienter, och hos äldre bestäms de i olika celler i kroppen med en frekvens på över 50%.

Patogenes.

En minskning av syretillförseln till nervcellen under tillstånd av akut ischemi leder till ett antal regulatoriska funktionella och metabola förändringar i mitokondrier, bland vilka störningar i tillståndet för mitokondriella enzymkomplex (MFC) spelar en ledande roll och som leder till undertryckning av aerob energisyntes. Kroppens allmänna reaktion på akut syrebrist kännetecknas av aktiveringen av brådskande regulatoriska kompensationsmekanismer. I en neuronal cell aktiveras kaskadmekanismer för intracellulär signaltransduktion, vilka är ansvariga för genuttryck och bildandet av adaptiva egenskaper. Sådan aktivering uppträder redan efter 2-5 minuters syresvält och fortsätter mot bakgrund av en minskning av andningen i samband med undertryckandet av MFC-1. Bekräftelse på involveringen av intracellulära signalsystem i adaptiva processer, som är nödvändiga för bildandet av genomberoende adaptiva reaktioner, är aktiveringen av proteinkinaser - de sista länkarna av dessa system, öppningen av mito-KATP-kanalen, förbättringen av den ATP-beroende K+-transporten associerad med den, och ökad generering av H2O2.

I detta skede av adaptiva reaktioner tilldelas nyckelrollen familjerna av de så kallade tidiga generna, vars produkter reglerar uttrycket av sent verkande gener. Hittills har det fastställts att i hjärnan inkluderar dessa gener NGFI-A, c-jun, junB, c-fos, som spelar en viktig roll i processerna för neuronal plasticitet, inlärning, överlevnad/död av neuroner. När förkonditionering hade en skyddande effekt och korrigerade störningarna orsakade av allvarlig hypoxi i hypoxikänsliga hjärnstrukturer, observerades en ökning av uttrycket av mRNA från alla dessa gener, såväl som mRNA från mitokondriella antioxidantgener.

En längre vistelse under förhållanden med minskat syreinnehåll åtföljs av en övergång till en ny nivå av reglering av syrehomeostas, som kännetecknas av ekonomisering av energimetabolismen (en förändring i de kinetiska egenskaperna hos oxidativa metabolismenzymer, som åtföljs av en ökning i effektiviteten av oxidativ fosforylering, uppkomsten av en ny population av små mitokondrier med en uppsättning enzymer som gör att de kan arbeta i detta nya läge). Dessutom, under dessa förhållanden, är anpassning till hypoxi på cellulär nivå nära relaterad till det transkriptionella uttrycket av hypoxiinducerade sent verkande gener som är involverade i regleringen av multipla cellulära och systemiska funktioner och är nödvändiga för bildandet av adaptiva egenskaper . Det är känt att vid låga syrekoncentrationer styrs denna process i första hand av en specifik transkriptionsfaktor inducerad av hypoxi i alla vävnader (HIF-1). Denna faktor, upptäckt i början av 1990-talet, fungerar som den huvudsakliga regulatorn av syrehomeostas och är den mekanism genom vilken kroppen, som svar på vävnadshypoxi, kontrollerar uttrycket av proteiner som är ansvariga för mekanismen för syretillförsel till cellen, dvs. reglerar adaptiva cellsvar på förändringar i vävnadssyresättning.

För närvarande har mer än 60 direkta målgener identifierats för det. Alla bidrar till förbättringen av syretillförseln (erytropoes, angiogenes), metabol anpassning (glukostransport, ökad glykolytisk ATP-produktion, jontransport) och cellproliferation. HIF-1-reglerade produkter verkar på olika funktionsnivåer. Slutresultatet av denna aktivering är en ökning av O2-inträdet i cellen.

Identifieringen och kloningen av HIF-1 gjorde det möjligt att fastställa att det är ett heterodimert redoxkänsligt protein som består av två subenheter: den inducerbart uttryckta syrekänsliga HIF-1b-subenheten och den konstitutivt uttryckta HIF-1c-subenheten (arylkolvätereceptorkärnan). translokator). -- ARNT). Heterodimeriserande med arylkarboxylreceptorn (AHR), bildar den en funktionell dioxinreceptor. Andra proteiner från HIF-1b-familjen är också kända: HIF-2b, HIF-3b. Alla av dem tillhör familjen av basiska proteiner som i den aminosyraterminala delen av varje subenhet innehåller den grundläggande helix-loop-helix-domänen (bHLH), som är karakteristisk för en mängd olika transkriptionsfaktorer och är nödvändig för dimerisering och bindning. DNA.

HIF-lb består av 826 aminosyrarester (120 kD) och innehåller två transkriptionsdomäner vid den C-terminala änden. Under normoxiska förhållanden sker dess syntes i låg hastighet och dess innehåll är minimalt, eftersom det genomgår snabb ubiquitination och nedbrytning av proteasomer. Denna process beror på interaktionen mellan den primära strukturen av HIF-1b och dess specifika syreberoende nedbrytningsdomän (ODDD) med von Hippel Lindau (VHL)-proteinet, som är utbrett i vävnader, en tumörtillväxthämmare som fungerar som ett protein ligas..

Den molekylära grunden för sådan reglering är den O2-beroende hydroxyleringen av dess två prolinrester P402 och P564, som är en del av strukturen av HIF-1b, av ett av tre enzymer som tillsammans kallas "proteiner i prolylhydroxylasdomänen (PHD) ”, eller ”HIF-1b-prolylylhydroxylas”, som är nödvändigt för bindningen av HIF-1b till VHL-proteinet. Obligatoriska komponenter i processen är också β-ketoglutarat, vitamin C och järn. Tillsammans med detta sker hydroxylering av asparaginresten i den C-terminala transaktiveringsdomänen (C-TAD), vilket leder till undertryckande av transkriptionsaktiviteten av HIF-1b. Efter hydroxylering av prolinresterna i ODDD och asparaginresten, binder HIF-1b till VHL-proteinet, vilket gör denna subenhet av proteasomnedbrytning tillgänglig.

Under förhållanden med kraftig syrebrist undertrycks den syreberoende processen för hydroxylering av prolylrester, som är karakteristisk för normoxia. På grund av detta kan VHL inte binda till HIF-1b, dess nedbrytning av proteasomer är begränsad, vilket gör dess ackumulering möjlig. Däremot kan p300 och CBP binda till HIF-1b, eftersom denna process inte är beroende av asparaginylhydroxylering. Detta säkerställer aktiveringen av HIF-1b, dess translokation till kärnan, dimerisering med HIF-1b, vilket leder till konformationsförändringar, bildandet av ett transkriptionellt aktivt komplex (HRE), vilket utlöser aktiveringen av ett brett spektrum av HIF-1- beroende målgener och syntesen av skyddande adaptiva proteiner som svar på hypoxi.

Ovanstående mekanismer för intracellulär signaltransduktion inträffar i cellen under dess anpassning till hypoxi. I fallet när disadaptation sätter in, ackumuleras en betydande koncentration av ROS i cellen, och processerna för dess apoptotiska död aktiveras.

Bland de första är i synnerhet överföringen av fosfatidylserin till det yttre membranskiktet och DNA-fragmentering under inverkan av ROS och NO. I detta membran är fosfatidylserin vanligtvis endast närvarande i det inre lipidskiktet. En sådan asymmetrisk fördelning av denna fosfolipid beror på verkan av en speciell transport ATPas som överför fosfatidylserin från det yttre lipidskiktet av plasmamembranet till det inre. Detta ATPas inaktiveras antingen av den oxiderade formen av fosfatidylserin eller "känner inte igen" helt enkelt den oxiderade fosfolipiden. Det är därför oxidationen av fosfatidylserin av ROS leder till att det uppträder i det yttre lagret av plasmamembranet. Tydligen finns det en speciell receptor som detekterar fosfatidylserin i det yttre lipidlagret. Det antas att denna receptor, genom att binda fosfatidylserin, skickar en signal om apoptos in i cellen.

Fosfatidylserin spelar en nyckelroll i den så kallade påtvingade apoptosen som orsakas av en viss typ av leukocyter. En cell med fosfatidylserin i det yttre lagret av cellmembranet "känns igen" av dessa leukocyter, som initierar dess apoptos. En av de apoptogena mekanismerna som används av leukocyter är att leukocyter börjar utsöndra proteiner perforin och granzymer i det extracellulära utrymmet nära målcellen. Perforin gör hål i målcellens yttre membran. Granzymer kommer in i cellen och utlöser apoptos i den.

Ett annat sätt som leukocyten använder för att tvinga målcellen att gå in i apoptos är att bombardera den med superoxid som produceras utanför leukocyten via en speciell transmembran andningskedja i plasmamembranet. Denna kedja oxiderar intracellulär NADPH, varifrån elektroner överförs till flavin och sedan till en speciell cytokrom b, som kan oxideras av syre för att frigöra superoxid utanför leukocyten. Superoxid och annan ROS som bildas av den oxiderar plasmamembranfosfatidylserinet i målcellen, och förstärker därigenom den apoptotiska signal som skickas till cellen av denna fosfolipid.

Dessutom inkluderar leukocyter tumörnekrosfaktor. TNF binder till sin receptor på utsidan av plasmamembranet i målcellen, vilket aktiverar flera parallella vägar för att utlösa apoptos. I en av dem bildas aktivt kaspas-8 från pro-kaspas-8. Caspase-8 är ett proteas som klyver det cytosoliska Bid-proteinet för att bilda dess aktiva form tBid (truncated Bid). tBid ändrar konformationen av ett annat protein, Bax, vilket orsakar bildandet av en proteingenomsläpplig kanal i mitokondriernas yttre membran, vilket leder till att de kommer ut från intermembranutrymmet till cytosolen.

Mångfalden av vägar för ROS-beroende apoptos illustreras i fig. 1. Den sanna bilden är med all sannolikhet ännu mer komplex, eftersom det förutom TNF finns andra extracellulära inducerare av apoptos (cytokiner), var och en verkar genom sin egen receptor. Dessutom finns det anti-apoptotiska system som motsätter sig pro-apoptotiska system. Bland dem finns proteiner av typen Bcl-2, som hämmar den proapoptotiska aktiviteten hos Bax; de redan nämnda kaspasinhibitorerna (IAP); protein NFkB (nukleär faktor kB) inducerat av TNF. NFkB inkluderar en grupp gener, bland vilka är de som kodar för superoxiddismutas och andra antioxidant- och anti-apoptotiska proteiner.

Alla dessa svårigheter återspeglar den uppenbara omständigheten att för en cell är "beslutet att begå självmord" en extrem åtgärd, när alla andra möjligheter att förhindra dess felaktiga handlingar är uttömda.

Med hänsyn till ovanstående kan vi föreställa oss följande scenario av händelser utformade för att skydda kroppen från ROS som genereras av mitokondrier. Bildad i mitokondrier orsakar ROS öppningen av en por och, som en konsekvens, frisättningen av cytokrom C i cytosolen, vilket omedelbart aktiverar ytterligare antioxidantmekanismer, och sedan mitoptos. Om bara en liten del av den intracellulära populationen av mitokondrier går in i mitoptos, når inte koncentrationerna av cytokrom C och andra mitokondriella proapoptotiska proteiner i cytosolen de värden som är nödvändiga för att aktivera apoptos. Om fler och fler mitokondrier blir ROS-superproducenter och "öppna kungstenar", ökar dessa koncentrationer och apoptos av cellen som innehåller många defekta mitokondrier börjar. Som ett resultat rensas vävnaden från celler vars mitokondrier producerar för mycket ROS.

Således kan vi tala om mitokondriell dysfunktion som en ny patobiokemisk mekanism för ett brett spektrum av neurodegenerativa störningar. För närvarande särskiljs två typer av mitokondriell dysfunktion - primär, som ett resultat av en medfödd genetisk defekt, och sekundär, som uppstår under påverkan av olika faktorer: hypoxi, ischemi, oxidativ och nitrosativ stress och uttryck av pro-inflammatoriska cytokiner. I modern medicin intar läran om polysystemiska störningar av cellulärt energiutbyte, den så kallade mitokondriella patologin, eller mitokondriell dysfunktion, en allt viktigare plats.

Mitokondriell dysfunktion är en heterogen grupp av patologier som orsakas av genetiska, biokemiska och strukturella och funktionella defekter i mitokondrier med försämrad cell- och vävnadsandning. Klassificeringen av mitokondriell dysfunktion har sin egen historia. En av de första var ett schema baserat på biokemiska defekter i ämnesomsättningen. Systematiseringen av kliniska syndrom var inte heller tillräckligt djup, bland dem urskiljdes tidigare följande:

• 1) syndrom av etablerad mitokondriell natur;
• 2) syndrom av förmodligen mitokondriell natur;
• 3) syndrom är konsekvenser av mitokondriell patologi.

Det första omnämnandet av en sjukdom associerad med en defekt i mitokondrier hänvisar till 1962: R. Luft et al. beskrev ett fall av en sjukdom där det fanns en kränkning av konjugationen av andning och fosforylering i mitokondrierna i skelettmusklerna hos en patient med icke-tyreoidal hypermetabolism. Under efterföljande år beskrevs de kliniska, biokemiska och morfologiska aspekterna av mitokondriella encefalomyopatier. Användningen av modifierad Gomori-färgning spelade en viktig roll i utvecklingen av denna riktning, med hjälp av vilken det var möjligt att upptäcka fibrer med förändrade mitokondrier i skelettmusklerna - de så kallade trasiga röda fibrerna (RRF).

Senare, med upptäckten av det mitokondriella genomet och mDNA eller nukleära DNA-mutationer, var det möjligt att tillämpa den genetiska principen om klassificering för primär, medfödd mitokondriell dysfunktion - först i en förenklad form, sedan i en mer komplicerad. Nyckelområdet för mitokondriell patologi är ärftliga syndrom, som är baserade på mutationer i generna som är ansvariga för mitokondriella proteiner (Kearns-Sayre syndrom, MELAS, MERRF, Pearson, Barth, etc.). Mitokondriell dysfunktion manifesteras av ett brett spektrum av kliniska symtom. Dessa mutationer kan involvera tRNA, rRNA eller strukturella gener och kan uttryckas biokemiskt som defekter i hela elektrontransportkedjan eller som defekter i individuella enzymer.

Under hela 1990-talet förbryllade identifieringen av många mitokondriella defekter som orsakar kliniskt mycket olika störningar läkare när det gäller diagnosen heterogena och komplexa syndrom som kännetecknas av följande egenskaper:

• -- Skelettmuskler: låg träningstolerans, hypotoni, proximal myopati, inklusive ansikts- och farynxmuskler, oftalmopares, ptos;
• - hjärta: hjärtarytmier, hypertrofisk myokardiopati;
• - CNS: optisk nervatrofi, retinopati pigmentosa, myoklonus, demens, strokeliknande episoder, psykiska störningar;
• - perifert nervsystem: axonal neuropati, nedsatt motorisk aktivitet i mag-tarmkanalen;
• -- Endokrina systemet: diabetes, hypoparatyreos, försämrad exokrina bukspottkörtelfunktion, kortväxthet.

Eftersom primär mitokondriell dysfunktion visar sig hos en person med ett antal olika symtom, har läkare försökt kombinera några grupper av de vanligaste kombinationerna av symtom till syndrom:

• MELAS - Mitokondriell myopati, encefalopati, laktacidos och strokeliknande episoder (mitokondriell myopati, encefalopati, laktacidos, strokeliknande episoder).
• CPEO / PEO - Extern oftalmoplegi, oftalmoplegi plus syndrom (oftalmoplegi associerad med skador på oculomotoriska muskler, oftalmoplegi plus syndrom).
• KSS - Kearns - Sayre Syndrome - retinopati, proximal muskelsvaghet, hjärtarytmi och ataxi (retinopati, proximal muskelsvaghet, arytmi, ataxi).
• · MERRF -- Myoklonisk epilepsi associerad med trasiga röda fibrer.
• LHON - Leber Hereditary Optic Neuropathy (medfödd neuropati i synnerven).
• · Leigs syndrom -- infantil subakut nekrotiserande encefalopati (infantil subakut nekrotiserande encefalopati).
• · NAPR -- Neuropati, ataxi och pigmentär retinopati (neuropati, ataxi och pigmentretinopati).

inlägg uppdaterat 2019-02-28

Introduktion(funktioner hos mänskliga mitokondrier). En funktion av mitokondriernas funktion är närvaron av deras eget mitokondriella genom - cirkulär mitokondrie-DNA (mtDNA) som innehåller 37 gener, vars produkter är involverade i processen för energiproduktion i mitokondriernas andningskedja. mtDNA finns i mitokondriernas inre membran och består av fem konjugerade enzymkomplex, som har totalt 86 subenheter. De kodas huvudsakligen av nukleära gener (nDNA), men sju subenheter av det första enzymkomplexet (ND1, 2, 3, 4, 4L, 5, 6), en av de tredje (cytokrom b), tre av de fjärde (COI) , COII, COIII) och två av de femte (ATPas 6 och 8) kodas av mtDNA-strukturgener. Således är enzymatiska komplex (dvs proteiner) som kodas av både nukleära (nDNA) och mitokondriella gener (mtDNA) involverade i att säkerställa de olika biokemiska funktionerna hos mitokondrier.

notera! De huvudsakliga biokemiska processerna som är relaterade till energimetabolism och som förekommer i mitokondrier är: trikarboxylsyracykeln (Krebs cykel), betaoxidation av fettsyror, karnitincykel, elektrontransport i andningskedjan och oxidativ fosforylering. Alla dessa processer kan störas och orsaka mitokondriell insufficiens.

Orsak till mitokondriell sjukdom (nedan MB). Det mitokondriella genomets huvudsakliga egenskaper är det cytoplasmatiska arvet av gener, frånvaron av rekombinationer (d.v.s. omorganisationen av genetiskt material genom utbyte av enskilda segment, regioner, DNA-dubbelhelixar) och en hög mutationshastighet. Det mitokondriella genomet kännetecknas av uttalad instabilitet och en hög grad av nukleotidsubstitutioner, i genomsnitt 10–17 gånger högre än mutationshastigheten för nukleära gener, och somatiska mutationer förekommer ofta i det under en individs liv. Den omedelbara orsaken till uppkomsten och utvecklingen av mitokondriell dysfunktion ligger i defekter i det oxidativa fosforyleringssystemet, ofullkomlighet i reparationsmekanismer, frånvaron av histoner och närvaron av fria syreradikaler, som är biprodukter av aerob andning.

Mutationer i mitokondriegenomet kännetecknas av fenomenet [ !!! ] heteroplasmi, där (på grund av mitokondriell arvs specificitet), som ett resultat av celldelning, fördelningen (som varierar kraftigt - från 1 till 99%) av mutant mtDNA mellan dotterceller sker slumpmässigt och ojämnt, som ett resultat av vilka kopior av mtDNA som bär normal och/eller mutant allel. Samtidigt kan olika vävnader i kroppen eller närliggande områden av samma vävnad skilja sig åt i graden av heteroplasmi, d.v.s. beroende på graden av närvaro och förhållandet i cellerna i kroppen av mitokondrier med både mutant och normalt mtDNA (i efterföljande generationer kan vissa celler bara ha normalt mtDNA, en annan del endast mutant och en tredje del - båda typerna av mtDNA) . Innehållet av mitokondrier med mutant mtDNA ökar gradvis. På grund av denna "lagperiod" (från engelska "lag" - delay) når framtida patienter ofta sexuell mognad (och föder avkommor som nästan alltid bär samma mutationer i mtDNA). När antalet mutantkopior av mtDNA i en cell når en viss koncentrationströskel, försämras energimetabolismen i celler avsevärt och manifesterar sig i form av en sjukdom (notera: en egenskap hos ärftlig MB är ofta den fullständiga frånvaron av patologisk tecken i början av patientens liv).

notera! Heteroplasmi kännetecknas av den samtidiga förekomsten av mutant och normalt mtDNA i samma cell, vävnad eller organ, vilket bestämmer svårighetsgraden, naturen och åldern av MB-manifestation. Antalet förändrat mtDNA kan också öka med åldern under påverkan av olika faktorer och gradvis nå en nivå som kan orsaka kliniska manifestationer av sjukdomen.

I enlighet med ovanstående egenskaper hos det dubbla mitokondriella genomet kan typen av MB-arv vara annorlunda. Eftersom mtDNA i kroppen nästan uteslutande är av moderns ursprung, när en mitokondriell mutation överförs till avkomman, sker en modertyp av arv i stamtavlan - alla barn till en sjuk mamma blir sjuka. Om en mutation inträffar i en nukleär gen (nDNA) som kodar för syntesen av ett mitokondrieprotein, överförs sjukdomen enligt klassiska Mendelska lagar. Ibland inträffar en mtDNA-mutation (vanligtvis en deletion) de novo i ett tidigt skede av ontogeni, och då visar sig sjukdomen som ett sporadiskt fall.

notera! För närvarande är mer än 100 punktmutationer och flera hundra strukturella omarrangemang av mtDNA kända för att vara associerade med karakteristiska neuromuskulära och andra mitokondriella syndrom som sträcker sig från dödliga i den neonatala livsperioden till sjukdomar med sent debut.

Definition. MB kan karakteriseras som sjukdomar orsakade av genetiska och strukturella-biokemiska defekter i mitokondrier och åtföljs av en kränkning av vävnadsandning och, som ett resultat, en systemisk defekt i energimetabolism, som ett resultat av vilket de mest energiberoende vävnaderna och målen organ påverkas i olika kombinationer: hjärnan, skelettmusklerna och myokardiet (mitokondriella encefalomyopatier), pankreas, synorgan, njurar, lever. Kliniskt kan kränkningar i dessa organ realiseras i alla åldrar. Samtidigt komplicerar symtomens heterogenitet den kliniska diagnosen av dessa sjukdomar. Behovet av att utesluta MB uppstår i närvaro av multisystemmanifestationer som inte passar in i den vanliga patologiska processen. Frekvensen av dysfunktion i andningskedjan uppskattas från 1 per 5-10 tusen till 4-5 per 100 tusen nyfödda.

Semiotik. Neuromuskulär patologi i MB representeras vanligtvis av demens, kramper, ataxi, optisk neuropati, retinopati, sensorineural dövhet, perifer neuropati och myopati. Emellertid har cirka 1/3 av MB-patienterna normal intelligens och inga neuromuskulära manifestationer. MB inkluderar i synnerhet Kearns-Sayre encefalokardiomyopati (retinitis pigmentosa, extern oftalmoplegi, fullständigt hjärtblock); MERRF-syndrom (myoklonus epilepsi, "slitna" röda fibrer); (mitokondriell encefalomyopati, laktacidos, strokeliknande episoder); Pearsons syndrom (encefalomyopati, ataxi, demens, progressiv extern oftalmoplegi); NAPR-syndrom (neuropati, ataxi, retinitis pigmentosa); och vissa former av oftalmopatisk myopati. Alla dessa former förenas av ett myopatiskt syndrom uttryckt i en eller annan grad.

notera! De två huvudsakliga kliniska tecknen på MB är ökningen över tid av antalet organ och vävnader som är involverade i den patologiska processen, såväl som den nästan oundvikliga skadan på det centrala nervsystemet. Polymorfismen av kliniska manifestationer, inklusive skador på organ som vid första anblicken är fysiologiskt och morfologiskt orelaterade, i kombination med olika perioder av manifestation och den stadiga progressionen av symtomen på sjukdomen med åldern, gör det möjligt att misstänka en [genetisk] mtDNA-mutation .

notera! I klinisk praxis är förmågan att skilja den kliniska bilden av MB från vanligare somatiska, autoimmuna, endokrina och andra patologiska tillstånd, varav de flesta är behandlingsbara, av stor betydelse. Det är nödvändigt att göra en grundlig bedömning av familjehistorien, data från rutinmässiga kliniska och laboratorieinstrumentella undersökningsmetoder, innan specifika genetiska och biokemiska tester tilldelas patienten, som syftar till att söka efter mitokondriell patologi.

Diagnostik . Algoritmen för att diagnostisera alla MB bör innehålla följande steg: [ 1 ] identifiering av en typisk klinisk bild av mitokondriellt syndrom eller en "oförklarlig" multisystemisk lesion och en ärftlig historia som bekräftar moderns typ av arv; [ 2 ] ytterligare diagnostisk sökning bör syfta till att upptäcka vanliga markörer för mitokondriell dysfunktion: en ökning av nivån av laktat/pyruvat i blodserum och cerebrospinalvätska, en kränkning av kolhydrat-, protein-, aminosyrametabolismen, samt en klinisk bild som involverar minst tre av dessa system i den patologiska processen: CNS, kardiovaskulära systemet, muskulära, endokrina, njurar, syn- och hörselorgan; [ 3 ] vid kliniska och bekräftade laboratorie- och instrumentella tecken på mitokondriell patologi, utförs en PCR-analys av blodlymfocyter för en riktad sökning efter mtDNA-punktmutationer; en studie som anses vara guldstandarden för att diagnostisera MB [cytopatier] - en biopsi av skelettmuskler med histokemiska, elektronmikroskopiska, immunologiska och molekylärgenetiska analyser, karakteristiska förändringar i vilka kommer att vara med vilken MB som helst (se nedan); [ 5 ] de mest känsliga testerna för att diagnostisera MB är metoder för att bedöma nivån av patologisk mtDNA-heteroplasmi i olika organ och vävnader: fluorescerande PCR, kloning, denaturerande högpresterande vätskekromatografi, sekvensering, Southern blot-hybridisering, etc.

Histokemisk studie av muskelbiopsiprover från patienter, inklusive trikromfärgning enligt Gomory-metoden, visar förändringar som är karakteristiska för MB - trasiga röda fibrer av myofibriller, som innehåller ett stort antal prolifererande och skadade mitokondrier, som bildar agglomerat längs muskelfiberns periferi . I det här fallet bör antalet rivna röda fibrer i biopsi vara ≥ 2 %. Enzymhistokemisk analys visar en brist på cytokrom C-oxidas i 2 och 5 % av myofibriller (för patienter yngre än 50 och äldre än 50 år) av deras totala antal i biopsiprover. Histokemisk analys av succinatdehydrogenas (SDH) aktivitet visar CDH-positiv färgning av myofibriller (ragged blå fibrer), vilket, i kombination med SDH-positiv färgning av artärväggar som förser blod till muskler, indikerar en hög grad av skada på myocytmitokondrier. När man utför elektronmikroskopi av muskelbiopsiprover bestäms patologiska inneslutningar, strukturella omarrangemang av mitokondrier, förändringar i deras form, storlek och antal.

notera! Trots betydande framsteg sedan upptäckten av genetiska mutationer i mtDNA, har de flesta av de diagnostiska metoder som används i klinisk praxis en låg grad av specificitet för individuella MB. Därför består diagnostiska kriterier för en viss MB i första hand av en kombination av specifika kliniska och morfologiska mönster.

Behandlingsprinciper . Terapi för MB (cytopatier) är uteslutande symtomatisk och syftar till att minska sjukdomens fortskridande, samt att förbättra patienternas livskvalitet. För detta ändamål ordineras patienterna en standardkombination av läkemedel, inklusive koenzym Q10, idebenon - en syntetisk analog av CoQ10, kreatin, folsyra, vitaminer B2, B6, B12 och andra läkemedel som förbättrar redoxreaktioner i celler (elektronbärarläkemedel i andningskedjan och kofaktorer för enzymatiska reaktioner av energimetabolism). Dessa föreningar stimulerar syntesen av ATP-molekyler och minskar aktiviteten av fria radikalprocesser i mitokondrier. Samtidigt, enligt en systematisk översikt, har de flesta läkemedel med antioxidant- och metaboliska effekter som används i MB inte utvärderats i stora randomiserade placebokontrollerade studier. Därför är det svårt att bedöma svårighetsgraden av deras terapeutiska effekt och förekomsten av betydande biverkningar.

Läs mer om MB i följande källor:

artikel "Neuromuscular pathology in mitochondrial diseases" L.A. Saykova, V.G. Pustozer; St. Petersburg Medical Academy of Postgraduate Education i Roszdrav (tidningen "Bulletin of the St. Petersburg Medical Academy of Postgraduate Education" 2009) [läs];

artikel "Kroniska sjukdomar av icke-inflammatorisk genes och mutationer av det mänskliga mitokondriella genomet" K.Yu. Mitrofanov, A.V. Zhelankin, M.A. Sazonova, I.A. Sobenin, A.Yu. Postnov; Skolkovo Innovation Center. Forskningsinstitutet för ateroskleros, Moskva; GBOU forskningsinstitut för allmän patologi och patofysiologi vid Ryska akademin för medicinska vetenskaper, Moskva; Institutet för klinisk kardiologi. A.L. Myasnikova FGBU RKNPK vid ministeriet för hälsa och social utveckling i Ryska federationen (tidningen "Cardiology Bulletin" nr 1, 2012) [läs];

artikel "Mitochondrial DNA and human hereditary pathology" N.S. Prokhorova, L.A. Demidenko; Institutionen för medicinsk biologi, statlig institution "Crimean State Medical University uppkallad efter I.I. SI. Georgievsky", Simferopol (tidningen "Tauride Medical and Biological Bulletin" nr 4, 2010) [läs];

artikel "Mitochondrial genome and human mitochondrial diseases" I.O. Mazunin, N.V. Volodko, E.B. Starikovskaya, R.I. Sukernik; Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk (tidskriften "Molecular Biology" nr 5, 2010) [läs];

artikel "Prospects for Mitochondrial Medicine" av D.B. Zorov, N.K. Isaev, E.Yu. Plotnikov, D.N. Silachev, L.D. Zorova, I.B. Pevzner, M.A. Morosanova, S.S. Yankauskas, S.D. Zorov, V.A. Babenko; Moscow State University M.V. Lomonosov, Institutet för fysisk och kemisk biologi uppkallad efter A.I. EN. Belozersky, Research Institute of Mitoengineering, Laser Research Center, Fakulteten för bioteknik och bioinformatik; Ryska National Research Medical University. N.I. Pirogov (tidningen "Biochemistry" nr 9, 2013) [läs];

artikel "Strokes vid mitokondriella sjukdomar" N.V. Pizov; Institutionen för nervsjukdomar med kurser i neurokirurgi och medicinsk genetik, SBEI HPE "Yaroslavl State Medical Academy" (tidskrift "Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics" nr 2, 2012) [läs];

artikel "Diagnos och förebyggande av nukleärt kodade mitokondriella sjukdomar hos barn" E.A. Nikolaev; Research Clinical Institute of Pediatrics, Moskva (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics, nr 2, 2014) [läs];

artikel "Epilepsi hos barn med mitokondriella sjukdomar: egenskaper vid diagnos och behandling" Zavadenko N.N., Kholin A.A.; GBOU VPO Russian National Research Medical University. N.I. Pirogov från ministeriet för hälsa och social utveckling i Ryssland, Moskva (tidskriften "Epilepsy and paroxysmal conditions" nr 2, 2012) [läs];

artikel "Mitokondriell patologi och problem med patogenesen av psykiska störningar" av V.S. Sukhorukov; Moscow Research Institute of Pediatrics and Pediatric Surgery av Rosmedtekhnologii (Journal of Neurology and Psychiatry, nr 6, 2008) [läs];

artikel "Algorithm för diagnos av mitokondriella encefalomyopatier" S.N. Illarioshkin (tidningen nervsjukdomar nr 3, 2007) [läs];

artikel "Faktiska frågor om behandling av mitokondriella störningar" av V.S. Sukhorukov; Federal State Budgetary Institution "Moscow Research Institute of Pediatrics and Pediatric Surgery" vid Rysslands hälsoministerium (tidskriften "Effective Pharmacotherapy. Pediatrics" nr 4, 2012 [läs];

artikel "Leukoencefalopati med en övervägande lesion av hjärnstammen, ryggmärgen och ökat laktat vid MR-spektroskopi (klinisk observation)" V.I. Guzeva, E.A. Efet, O.M. Nikolaeva; St. Petersburg Pediatric Medical University, St. Petersburg, Ryssland (tidskriften "Neurosurgery and neurology of childhood" nr 1, 2013) [läs];

läromedel för tredjeårsstudenter vid medicinska diagnostiska fakulteten vid medicinska universitet "Äftliga mitokondriella sjukdomar" T.S. Ugolnik, I. V. Manaenkova; Utbildningsinstitution "Gomel State Medical University", Institutionen för patologisk fysiologi, 2012 [läs];

snabb: Mitokondriella sjukdomar(neurodegeneration) - till webbplatsen med 17 länkar till källor (artiklar, presentationer, etc.).

© Laesus De Liro

För inte så länge sedan var frågor om mitokondriell dysfunktion av intresse endast för forskare och enskilda behandlande läkare. Sedan en tid tillbaka har läkare som använder ett biomedicinskt tillvägagångssätt och föräldrar till barn med ASD börjat prata om det mer och mer.

Mitokondriekomplexet är den del av cellerna som ansvarar för energiproduktionen. Mitokondriell dysfunktion ses som en av de möjliga orsakerna till många manifestationer av autism.

Jag noterar direkt att det helt enkelt finns en gigantisk mängd data om mitokondrier som behöver systematiseras, generaliseras och skapas en fungerande modell. Genetik, komplexa kemiska reaktioner, rörelse av elektroner och permeabiliteten hos cellmembran - alla dessa frågor är relevanta för problemet med effektiviteten av mitokondriell funktion hos patienter med ASD.

Ett stort antal barn med autism har liknande symtom som kan bero på otillräcklig cellenergi:

• Låg aktivitet av glatta muskler. Detta är särskilt skadligt för matsmältningskanalens arbete, vilket leder till reflux (återflöde av maginnehåll i matstrupen), dyskinesier, förstoppning och överväxt av jäst på grund av den långa vistelsen av mat i tarmarna.
• Generell muskelsvaghet. Detta leder till klumpighet och dålig grovmotorik, vilket i sin tur orsakar utvecklingsförseningar.
• Minskad effektivitet av kroppsavgiftning. Organ som utför avgiftning, såsom levern, kräver mycket energi. . Om inte, kommer inte alla gifter att behandlas. Det gör att kroppen förgiftas mer och mer och potentiellt skadliga ämnen som kommer med mat och vatten har en oväntat stark effekt.
• Otillräcklig energitillförsel till nervsystemet. Detta leder till förvrängning av signalerna i sensoriska systemet. När nervimpulser från hjärnan till musklerna passerar med stor svårighet, hindrar detta ytterligare smidigheten och klarheten i rörelserna.
• Minskad energipotential hos hjärnceller. En hjärna som berövas tillräckligt med energi kommer inte att kunna utföra sina funktioner fullt ut: producera och absorbera signalsubstanser, odla nya celler, bli av med gamla och överföra signaler. Som ett resultat kan problem med minne och koncentration observeras.

Om barnet uppvisar de angivna symtomen, sedan är läkarens uppgift att kontrollera funktionen hos alla kroppssystem och avgöra om laboratoriestudier av mitokondriell funktion är nödvändiga.

Läs också Kostens inverkan på autismförloppet: var och hur man letar efter möjligheter till förbättring

Det kan antas att inte alla tillstånd som åtföljer ASD är irreversibla. Mättnaden av vissa brister, som inkluderar mitokondriell dysfunktion, kommer att ge barnets kropp den energi som den verkligen saknar.

Som ett resultat kommer vi att kunna observera en förbättring av funktionen hos nästan alla kroppssystem, vilket kommer att öka patientens inlärningsförmåga och underlätta hans integration i samhället.

Listan över faktorer och ämnen som leder till en försämring av mitokondriernas funktion:

• infektioner, särskilt virala;
• inflammatorisk process;
• värme;
• uttorkning;
• långvarig hunger;
• extrem värme eller kyla;

• paracetamol;
• icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel;
• antipsykotika;
• antidepressiva medel;
• antiepileptika;
• anestesi;
• tungmetaller;
• insekticider;
• cigarett rök.

Föräldrar till barn med ASD bör undvika följande:

1. Alkoholkonsumtion av barn
2. Hålla barn i närheten av cigarettrök
3. Äta måltider med mononatriumglutamat (nästan all bearbetad mat som kan hittas på stormarknadens hyllor)
4. Användning av paracetamol med hög feber (ta ibuprofen istället, vilket är säkrare)
5. Tar antipsykotika.

Här är listan antibiotika som försämrar det mitokondriella systemets funktion:

• Linezolid
• Rifampicin
• Tetracyklin
• Kloramfenikol
• Imipenem
• Penicillin
• Cefalosporiner

• Kinoloner (ciprofloxacin, levofloxacin, ofloxacin)
• Makrolider (azitromycin, klaritromycin, erytromycin)
• Sulfanilamid co-trimoxazol

Mitokondriella störningar behandlas bäst med:

1. Ketogen kost (hög fett, tillräckligt med protein, låga kolhydrater)
2. Använda vitaminer och näringstillskott för att rätta till situationen:

• Vitamin B12 i form av subkutana injektioner
• Ett komplex av B-vitaminer, såsom B-50. Dessa är alla B-vitaminer på 50 mg vardera
• S-adenosylmetionin (SAM, ademetionin)
• L-cystein och glutation
• Koenzym Q10
• Ginkgo biloba extrakt
• Komplex av antioxidanter, som inkluderar vitaminerna A, C, E och mineralerna selen och zink

Läkare började observera hur mitokondriella sjukdomar manifesterar sig på 1900-talet. I ett försök att avgöra vad någon av de mitokondriella sjukdomarna kan komma från, har experter identifierat mer än 50 typer av sjukdomar som är förknippade med störningar som påverkar mitokondrierna.

Beroende på orsakerna finns det tre huvudsakliga undergrupper av mitokondriella sjukdomar, nämligen:

• Sjukdomar orsakade av mutationer i mitokondrie-DNA. Sådana defekter är förknippade med en punktmutation av olika element och ärvs huvudsakligen från modern. Dessutom kan strukturell dislokation orsaka sjukdom. Denna kategori av sjukdomar inkluderar sådana ärftliga syndrom av Kearns-Sayre, Pearson, Leber, etc.
• Sjukdomar orsakade av defekter på nivån av nukleärt DNA. Mutationer leder till störningar av mitokondriernas funktion. Dessutom kan de orsaka negativa förändringar i enzymerna som är involverade i den cykliska biokemiska processen, i synnerhet försörjningen av celler i kroppen med syre. Dessa inkluderar Luft och Alpers syndrom, diabetessjukdomar, etc.
• Sjukdomar orsakade av defekter på nivån av nukleärt DNA och, som ett resultat, orsakar sekundär deformation av mitokondrie-DNA. Listan över sekundära förändringar inkluderar leversvikt och syndrom, som det som identifierats av De Toni-Debre-Fanconi.

Symtom

Under en lång tid kan mutationer och, som ett resultat, mitokondriella sjukdomar, inte visa sig hos en minderårig patient. Men med tiden ökar ackumuleringen av ohälsosamma organeller, som ett resultat börjar de första tecknen på en viss sjukdom dyka upp.

Eftersom sjukdomar i mitokondriella gruppen representerar en hel grupp av patologier, skiljer sig tecknen på dessa sjukdomar avsevärt beroende på vilka organ och system i barnets kropp som skadades. Med tanke på förhållandet mellan mitokondriella defekter och energifunktion kan en särskild känslighet för skador på nerv- och muskelsystemen identifieras.

Bland de karakteristiska tecknen på muskelsystemets patologi kan erkännas:

• Begränsning eller fullständig frånvaro av motorisk aktivitet på grund av oförmåga att utföra normala aktiviteter på grund av muskelsvaghet eller, som detta tillstånd kallas, myopati.
• Sänkt blodtryck.
• Smärtsyndrom eller muskelspasmer, åtföljd av svår smärta.

Hos barn manifesteras främst huvudvärk, intensiva och återkommande kräkningar och svaghet efter minimal fysisk ansträngning.

Om vi ​​talar om skador på nervsystemet, sker följande manifestationer:

• eftersläpning i psykomotorisk utveckling;
• oförmåga att utföra handlingar som barnet klarade av tidigare - utvecklingsregression;
• konvulsiva anfall;
• periodiska manifestationer av apné och takypné;
• frekvent förlust av medvetande och falla i koma;
• förändringar i nivån av syra-basbalans;
• förändring i gång.

Hos äldre barn kan man märka domningar, förlamning, känselbortfall, strokeliknande anfall, patologier i form av ofrivilliga rörelser m.m.

Inblandning av sinnesorganen uttrycks i försämring av synfunktionen, ptos, grå starr, defekter i ögonnäthinnan och synfältet, hörselnedsättning eller fullständig dövhet av neurosensorisk natur. Skador på organ i ett barns kropp visar sig i form av problem med hjärtat, levern, njurarna, bukspottkörteln. När det gäller sjukdomar associerade med det endokrina systemet, noteras här:

• retardation i tillväxt och sexuell utveckling,
• minskad produktion av glukos i kroppen,
• sköldkörteldysfunktion,
• andra metabola problem.

Diagnos av mitokondriella sjukdomar hos ett barn

För att diagnostisera förekomsten av mitokondriella sjukdomar studerar läkaren historien, genomför en fysisk undersökning, undersöker först och främst barnets styrka och uthållighet. Dessutom föreskrivs en undersökning av en neuropatolog, inklusive en bedömning av syn, reflexer, tal och kognitiva förmågor. Med hjälp av specialiserade analyser - muskelbiopsi, MRS, och så vidare - bekräfta misstankarna. Dator- och magnetresonanstomografi samt DNA-diagnostik utförs också med konsultation med genetiker.

Komplikationer

Faran för mitokondriella defekter beror på typen av sjukdom. Till exempel, när muskelsystemet är skadat, uppstår en fullständig förlamning och funktionshinder, inklusive intellektuell regression.

Behandling

Vad kan du göra

Första hjälpen från föräldrar beror på exakt vilka manifestationer av sjukdomen är. I alla fall, om det finns den minsta misstanke och avvikelse från normen, är det nödvändigt att kontakta en specialist och ta reda på vad man ska göra med sjukdomen om den är närvarande.

Vad gör en läkare

Oavsett typ av sjukdom kan den behandlas genom att administrera läkemedel som normaliserar energiomsättningen. Dessutom ordineras barnet symptomatisk och specialiserad behandling på det sätt som föreskrivs för en viss sjukdom. Fysiska övningar och fysioterapiprocedurer hjälper till att bota patologier snabbare eller normalisera patientens tillstånd.

Förebyggande

Mitokondriella sjukdomar kan inte förebyggas eftersom de uppstår på genetisk nivå. Det enda sättet att något minimera riskerna är att leva en hälsosam livsstil utan dåliga vanor.

Nyckelord

NYFÖDA BARN / MITOKONDRIELL SJUKDOM / MTDNA AVFALLSSYNDROM TYP 13 / ENCEFALOMIOPATI/ LAKTATACIDOS / NEONATAL MANIFESTATION/ GENE FBXL4 / NYFÖDA / MITOKONDRIELL STÖDELSE / 13 TYP MTDNA-UTARMNINGSSYNDROM/ ENCEFALOMIOPATI / MJÖLKSYRA / NEONATAL MANIFESTATION / FBXL4-GEN

anteckning vetenskaplig artikel om klinisk medicin, författare till vetenskapligt arbete - Degtyareva A.V., Stepanova E.V., Itkis Yu.S., Dorofeeva E.I., Narogan M.V.

En klinisk observation av ett barn med tidigt neonatal manifestation en sällsynt ärftlig sjukdom av mitokondriellt DNA-utarmningssyndrom (mtDNA) typ 13, laboratoriebekräftad i Ryssland. Mutationer i FBXL4-genen orsakar störningar i mtDNA-replikation och en minskning av aktiviteten hos mitokondriella respiratoriska kedjekomplex, vilket resulterar i en kränkning av det funktionella tillståndet för olika organ och system, främst muskelsystemet och hjärnan. Prenatalt diagnostiserades barnet med hydronefros till höger, subependymala cystor i hjärnan, partiell tarmobstruktion mot bakgrund av polyhydramnios. Tillståndet försämrades kraftigt mot slutet av den första levnadsdagen. Det fanns ett kliniskt symtomkomplex av sepsis, ett uttalat syndrom av depression, muskelhypotoni, dekompenserad metabolisk laktacidos, en ökning av koncentrationen av mitokondriella markörer i blodplasma och urin, såväl som förändringar i hjärnans basala ganglier. Differentialdiagnos utfördes med ärftliga sjukdomar som fortskrider enligt typen av "sepsisliknande" symtomkomplex med laktacidos: en grupp metaboliska störningar av aminosyror, organiska syror, defekter i β-oxidation av fettsyror, sjukdomar i mitokondrierna andningskedja, glykogensjukdom. mtDNA-utarmningssyndrom typ 13 har en ogynnsam prognos, men korrekt diagnos är extremt viktig för medicinsk genetisk rådgivning och hjälper till att förhindra återfödelse av ett sjukt barn i familjen.

Relaterade ämnen vetenskapliga artiklar i klinisk medicin, författare till vetenskapligt arbete - Degtyareva A.V., Stepanova E.V., Itkis Yu.S., Dorofeeva E.I., Narogan M.V.

• Mitokondriell deoxyguanosinkinasbrist

  2009 / Degtyareva Anna Vladimirovna, Zakharova Ekaterina Yurievna, Tsygankova Polina Georgievna, Chegletsova Elena Vladimirovna, Gotye Sergey Vladimirovich, Tsirulnikova Olga Martenovna

• Subakut nekrotiserande encefalomyelit. Kliniska observationer

  2016 / Onegin E.V., Berdovskaya A.N., Domarenko T.N., Danilova G.S., Motyuk I.N.

• Subakut nekrotiserande encefalomyopati

  2009 / Mikhailova Svetlana Vitalievna, Zakharova Ekaterina Yurievna, Kharlamov Dmitry Alekseevich, Ilyina Elena Stepanovna, Sukhorukov Vladimir Sergeevich, Balina Elena Albertovna, Luzin Anatoly Vladimirovich, Tsygankova Polina Georgievna

• Klinisk polymorfism av mitokondriella encefalomyopatier orsakade av mutationer i gammapolymerasgenen

  2012 / Mikhailova Svetlana Vitalievna, Zakharova Ekaterina Yuryevna, Tsygankova Polina Georgievna, Abrukova Anna Viktorovna, Politova Ekaterina Alekseevna, Balabanova Vera Antonidovna, Pechatnikova N.L., Savvin Dmitry Anatolyevich, Aleksandrin Pilotjjjj, Alexandrin Pilovichi, Kholinj Varj

• Epilepsi vid melas syndrom

  2009 / Mukhin K.Yu., Mironov M.B., Nikiforova N.V., Mikhailova S.V., Chadaev V.A., Alikhanov A.A., Ryzhkov B.N., Petrukhin A.S.

• Diagnostiskt värde av studien av cytokemisk aktivitet hos enzymer i ärftliga mitokondriella sjukdomar

  2017 / Kazantseva I.A., Kotov S.V., Borodataya E.V., Sidorova O.P., Kotov A.S.

• Brist på acyl-koenzym ett dehydrogenas av mycket långa fettsyror

  2014 / Degtyareva Anna Vladimirovna, Nikitina Irina Vladimirovna, Orlovskaya Irina Vladimirovna, Zakharova Ekaterina Yurievna, Baidakova Galina Viktorovna, Ionov Oleg Vadimovich, Amirkhanova Dzhenneta Yunusovna, Levadnaya Anna Viktorovna

• Mitokondriella sjukdomar i pediatrisk neurologisk praxis (klinisk observation)

  2014 / Prygunova Tatyana Mikhailovna, Radaeva Tatyana Mikhailovna, Stepanova Elena Yurievna

• Stroke vid mitokondriella sjukdomar

  2012 / Pizova N.V.

• Sällsynta mitokondriella DNA-varianter hos ett barn med encefalomyopati

  2016 / Voronkova Anastasia Sergeevna, Litvinova Natalia Alexandrovna, Nikolaeva Ekaterina Alexandrovna, Sukhorukov Vladimir Sergeevich

Artikeln rapporterar kliniska fall av tidig neonatal manifestation av en sällsynt genetisk sjukdom mitokondriellt DNA-utarmningssyndrom, bekräftat i laboratorium i Ryssland. Mutationer av FBXL4, som kodar för ett föräldralöst mitokondriellt F-box-protein, involverat i underhållet av mitokondriellt DNA (mtDNA), vilket i slutändan leder till störningar av mtDNA-replikation och minskad aktivitet hos mitokondriella respiratoriska kedjekomplex. Det är en orsak till abnormiteter i kliniskt påverkade vävnader, mest av allt muskelsystemet och hjärnan. I vårt fall diagnostiserades hydronefros till höger, subependimala cystor i hjärnan, partiell tarmobstruktion åtföljd av polyhydramnios antenatal. Bebisens tillstånd vid födseln var tillfredsställande och förvärrades dramatiskt mot slutet av den första levnadsdagen. Klinisk presentation inkluderar sepsisliknande symtomkomplex, neonatal depression, muskelhypotoni, ihållande dekompenserad laktacidos, ökning av koncentrationen av mitokondriella markörer i blodplasma och urin och förändringar i hjärnans basala ganglier. Avbildning av hjärnan med magnetisk resonanstomografi (MRT) visade global volymförlust, särskilt den subkortikala och periventrikulära vita substansen med signifikant onormal signal i bilaterala basala ganglier och hjärnstammen med tillhörande fördröjd myelinisering. Differentialdiagnos utfördes med ärftliga sjukdomar som uppstår som ett "sepsisliknande" symtomkomplex, åtföljt av laktacidos: en grupp metaboliska störningar av aminosyror, organiska syror, ß-oxidationsdefekter av fettsyror, respiratoriska mitokondriella kedjestörningar och glykogenlagringssjukdom. Diagnosen bekräftades efter sekvensanalys av 62 mytokondriella gener av NGS (Next Generation Sequencing). Rapporterad sjukdom har en ogynnsam prognos, men korrekt diagnos är mycket viktig för genetisk rådgivning och hjälper till att förhindra återfödelse av ett sjukt barn i familjen.

Texten till det vetenskapliga arbetet på ämnet "Klinisk observation av en patient med mitokondriellt DNA-utarmningssyndrom"

Klinisk observation av en patient med mitokondriellt DNA-utarmningssyndrom

A.V. Degtyareva1,3, E.V. Stepanova1, Yu.S. Itkis2, E.I. Dorofeeva1, M.V. Narogan1,3, L.V. Ushakova1, A.A. Puchkova1, V.G. Bychenko1, P.G. Tsygankova2, T.D. Krylova2, I.O. Bychkov2

1FGBU "Vetenskapligt centrum för obstetrik, gynekologi och perinatologi uppkallat efter akademiker V.I. Kulakov» från Ryska federationens hälsoministerium, Moskva;

2FGBNU "Medical Genetic Research Center", Moskva;

3FGAOU HE First Moscow State Medical University. DEM. Sechenov från Ryska federationens hälsoministerium, Moskva, Ryssland

Kliniskt fall av Mitokondriell DNA-utarmning

A.V. Degtyareva1,3, E.V. Stepanova1, Yu.S. Itkis2, E.I. Dorofeeva1, M.V. Narogan1,3,

L.V. Ushakova1, A.A. Puchkova1, V.G. Bychenko1, P.G. Tsygankova2, T.D. Krylova2, I.O. Bychkov2

1"Forskningscentrum för obstetrik, gynekologi och perinatologi" Ryska federationens hälsovårdsministerium 2FSBI "Forskningscentrum för medicinsk genetik"

3First Moscow State Medical University I.M. Sechenov från hälsovårdsministeriet

Artikeln presenterar en klinisk observation av ett barn med tidig neonatal manifestation av en sällsynt ärftlig sjukdom - mitokondriellt DNA-utarmningssyndrom (mtDNA) typ 13, laboratoriebekräftat i Ryssland. Mutationer i FBXL4-genen orsakar störningar i mtDNA-replikation och en minskning av aktiviteten hos mitokondriella respiratoriska kedjekomplex, vilket resulterar i en kränkning av det funktionella tillståndet för olika organ och system, främst muskelsystemet och hjärnan. Prenatalt diagnostiserades barnet med hydronefros till höger, subependymala cystor i hjärnan, partiell tarmobstruktion mot bakgrund av polyhydramnios. Tillståndet försämrades kraftigt mot slutet av den första levnadsdagen. Det fanns ett kliniskt symtomkomplex av sepsis, ett uttalat syndrom av depression, muskelhypotoni, dekompenserad metabolisk laktacidos, en ökning av koncentrationen av mitokondriella markörer i blodplasma och urin, såväl som förändringar i området av basalganglierna av hjärnan. Differentialdiagnos utfördes med ärftliga sjukdomar som fortskrider enligt typen av "sepsisliknande" symtomkomplex med laktacidos: en grupp metaboliska störningar av aminosyror, organiska syror, defekter i fettsyra p-oxidation, sjukdomar i mitokondriella andningsorganen kedja, glykogensjukdom. Typ 13 mtDNA-utarmningssyndrom har en ogynnsam prognos, men korrekt diagnos är extremt viktig för medicinsk genetisk rådgivning och hjälper till att förhindra återfödelse av ett sjukt barn i familjen.

Nyckelord: nyfödda, mitokondriell sjukdom, typ 13 mtDNA-utarmningssyndrom, encefalomyopati, laktacidos, neonatal manifestation, FBXL4-genen.

För citat: Degtyareva A.V., Stepanova E.V., Itkis Yu.S., Dorofeeva E.I., Narogan M.V., Ushakova L.V., Puchkova A.A., Bychenko V.G., Tsygankova P.G., Krylova T.D., Bychkov I.O. Klinisk observation av en patient med mitokondriellt DNA-utarmningssyndrom. Rosvestn perinatol och barnläkare 2017; 62:(5): 55-62. DOI: 10.21508/1027-4065-2017-62-5-55-62

Sammanfattning: Artikeln rapporterar kliniska fall av tidig neonatal manifestation av en sällsynt genetisk sjukdom - mitokondriellt DNA-utarmningssyndrom, bekräftat i laboratorium i Ryssland. Mutationer av FBXL4, som kodar för ett föräldralöst mitokondriellt F-box-protein, involverat i underhållet av mitokondriellt DNA (mtDNA), vilket i slutändan leder till störningar av mtDNA-replikation och minskad aktivitet hos mitokondriella respiratoriska kedjekomplex. Det "är en orsak till abnormiteter i kliniskt påverkade vävnader, framför allt muskelsystemet och hjärnan. I vårt fall diagnostiserades hydronefros till höger, subependimala cystor i hjärnan, partiell tarmobstruktion åtföljd av polyhydramnios prenatalt. Babys tillstånd kl. förlossningen var tillfredsställande och förvärrades dramatiskt mot slutet av den första levnadsdagen. Klinisk presentation inkluderar sepsisliknande symtomkomplex, neonatal depression, muskelhypotoni, ihållande dekompenserad laktacidos, ökning av koncentrationen av mitokondriella markörer i blodplasma och urin och förändringar i hjärnans basala ganglier. Avbildning av hjärnan med magnetisk resonanstomografi (MRT) visade global volymförlust, särskilt den subkortikala och periventrikulära vita substansen med signifikant onormal signal i bilaterala basala ganglier och hjärnstammen med tillhörande fördröjd myelinisering. Differentialdiagnos utfördes med ärftliga sjukdomar som uppstår som ett "sepsisliknande" symtomkomplex, åtföljt av laktacidos: en grupp metaboliska störningar av aminosyror, organiska syror, p-oxidationsdefekter av fettsyror, respiratoriska mitokondriella kedjestörningar och glykogenlagringssjukdom. Diagnosen bekräftades efter sekvensanalys av 62 mytokondriella gener av NGS (Next Generation Sequencing). Rapporterad sjukdom har en ogynnsam prognos, men korrekt diagnos är mycket viktig för genetisk rådgivning och hjälper till att förhindra återfödelse av ett sjukt barn i familjen.

Nyckelord: nyfödda, mitokondriell störning, 13 typ mtDNA-utarmningssyndrom, encefalomyopati, laktacidos, neonatal manifestation, FBXL4-genen.

För citat: Degtyareva A.V., Stepanova E.V., Itkis Yu.S., Dorofeeva E.I., Narogan M.V., Ushakova L.V., Puchkova A.A., Bychenko V.G., Tsygankova P.G., Krylova T.D., Bychkov I.O. Kliniskt fall av FBXL4-relaterad encefalomyopatisk mitokondriell DNA-utarmning. Ros Vestn Perinatal i Pediatr 2017; 62:(5): 55-62 (i ryss). DOI: 10.21508/1027-4065-2017-62-5-55-62

Mitokondrier är komplexa organeller som spelar en nyckelroll i cellhomeostas. De är huvudkällan för intracellulär energisyntes i form av ATP-molekyler, är nära involverade i processerna för kalcium- och fria radikalers metabolism och deltar också i apoptos. Vävnader och organ, särskilt beroende av dessa funktioner, är de första som drabbas av mitokondriella sjukdomar - detta påverkar mest av allt muskelvävnaden, nervsystemet och endokrina systemen. De flesta mitokondriella sjukdomar är progressiva till sin natur, vilket leder till funktionshinder och för tidig död. Dessa sjukdomar klassificeras som sällsynta, med en prevalens på 1-1,5: 5 000-10 000 nyfödda. Mitokondriella sjukdomar kan utvecklas i alla åldrar. Cirka 30% av fallen manifesterar sig i neonatalperioden.

Enligt den genetiska klassificeringen delas mitokondriella sjukdomar in i följande grupper: 1) sjukdomar orsakade av punktmutationer i mitokondriellt DNA (mtDNA) - MELAS, MERRF, LHON, NARP syndrom med moderlig nedärvning; 2) sjukdomar orsakade av enstaka stora mtDNA-omarrangemang - Kearns-Sayre, Pearsons syndrom; 3) sjukdomar associerade med mutationer i kärngenerna hos strukturella proteiner

Korrespondensadress: Degtyareva Anna Vladimirovna - doktor i medicinska vetenskaper, chef. i kliniskt arbete vid avdelningen för neonatologi och pediatrik vid Scientific Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology uppkallad efter akademikern V.I. Kulakova, prof. Institutionen för neonatologi, First Moscow State Medical University uppkallad efter I.M. Sechenova, ORCID 0000-0003-0822-751X Stepanova Ekaterina Vladimirovna - Bosatt i Scientific Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology uppkallad efter akademiker V.I. Kulakova Dorofeeva Elena Igorevna - Kandidat för medicinska vetenskaper, chef. om kliniskt arbete vid avdelningen för neonatalkirurgi vid avdelningen för neonatologi och pediatrik vid Scientific Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology uppkallad efter akademiker V.I. Kulakova

Narogan Marina Viktorovna - doktor i medicinska vetenskaper, ledande professor vetenskaplig medarbetare Institutionen för patologi hos nyfödda och för tidigt födda barn, Institutionen för neonatologi och pediatrik, Vetenskapligt centrum för obstetrik, gynekologi och perinatologi uppkallad efter akademiker V.I. Kulakova, prof. Institutionen för neonatologi, First Moscow State Medical University uppkallad efter I.M. Sechenova Lyubov Vitalievna Ushakova - kandidat för medicinska vetenskaper, neurolog vid den vetenskapliga konsultativa pediatriska avdelningen vid avdelningen för neonatologi och pediatrik vid det vetenskapliga centret för obstetrik, gynekologi och perinatologi uppkallad efter akademiker V.I. Kulakova

Puchkova Anna Alexandrovna - Ph.D., chef. om kliniskt arbete vid den vetenskapliga rådgivande pediatriska avdelningen vid avdelningen för neonatologi och pediatrik vid det vetenskapliga centret för obstetrik, gynekologi och perinatologi uppkallad efter akademiker V.I. Kulakova

Bychenko Vladimir Gennadievich - kandidat för medicinska vetenskaper, chef. Institutionen för strålningsdiagnostik vid Vetenskapligt centrum för obstetrik, gynekologi och perinatologi uppkallad efter akademiker V.I. Kulakova 117997 Moskva, st. Akademiker Oparin, 4

Itkis Yulia Sergeevna - Forskare vid Medical Genetic Research Center

Krylova Tatyana Dmitrievna - laboratoriegenetiker vid Medical Genetic Research Center

Bychkov Igor Olegovich - doktorand vid Medical Genetic Research Center 115478 Moskva, st. Moskvorechye, 1

respiratorisk kedja av mitokondrier, - Lees syndrom, infantil encefalomyopati ärvd autosomalt recessivt eller X-kopplad; 4) sjukdomar associerade med mutationer i de nukleära generna av bärarproteiner och sammansättare av mitokondriella respiratoriska kedjekomplex - Lees syndrom, infantila encefalomyopatier ärvt autosomalt recessivt eller X-kopplat; 5) sjukdomar associerade med mutationer i nukleära gener som är ansvariga för mtDNA-biogenes - mtDNA-utarmningssyndrom med en autosomal recessiv typ av nedärvning.

En av de biokemiska markörerna för mitokondriella sjukdomar är en hög nivå av laktat i blodet. Komplexet av den första raden av undersökningar med misstanke om denna patologi inkluderar bestämning av innehållet av aminosyror, acylkarnitiner och organiska syror i blodet och urinen. Nyligen har det höga informationsinnehållet för bestämning av koncentrationen av fibroblasttillväxtfaktor-21 (FGF-21) och tillväxtdifferentieringsfaktor-15 (GDF-15) i blodplasma visats, dock har effektiviteten av dessa biomarkörer för diagnos av vissa grupper visats. av mitokondriella sjukdomar studeras fortfarande av olika grupper av forskare. Den slutliga diagnosen av mitokondriell sjukdom fastställs på grundval av resultatet av molekylärgenetisk analys.

För närvarande finns det inga effektiva behandlingar för mitokondriella sjukdomar. Symtomatisk terapi är baserad på användningen av metabola läkemedel som koenzym Q10, kreatinmonohydrat, riboflavin, idebenon, karnitin, tiamin, dikloracetat, etc. Särskild uppmärksamhet bör också ägnas åt barnets näring; En övergång till en lågproteindiet med en stor mängd fett i kosten rekommenderas. Användningen av valproinsyrapreparat och barbiturater är kontraindicerad.

mtDNA-utarmningssyndrom är en kliniskt och genetiskt heterogen grupp av sjukdomar som ärvs på ett autosomalt recessivt sätt och orsakas av mutationer i gener som upprätthåller mtDNA-biogenes och integritet. Med sådana störningar sker en minskning av antalet mtDNA-kopior i de drabbade vävnaderna utan dess strukturella skador. Kliniskt särskiljs tre former av sjukdomar associerade med en minskning av antalet mtDNA-kopior: encefalomyopatisk, myopatisk och hepatocerebral. Det finns 20 kända gener vars mutationer leder till mtDNA-slöserisyndrom: ABAT, AGK, C10ORF2 (TWINKLE), DGUOK, DNA2, FBXL4, MFN2, MGME1, MPV17, OPA1, POLG, POLG2, RNASEH1, RRM2B, SLCUCLA24, SLCUCLA, SLCUCLA, SLCUCLA, SLCUCLA, S TFAM , TK2, TYMP. I Ryska federationen, i laboratoriet för ärftliga metabola sjukdomar vid Medical Genetic Research Center, diagnostiserades 36 patienter med

mtDNA-utarmningssyndrom med mutationer i generna POLG och TWINKLE (encefalomyopatiska och hepatocerebrala former), DGUOK och MPV17 (hepatocerebral form), som stod för en betydande andel av alla tidiga former av mitokondriella sjukdomar.

mtDNA-utarmningssyndrom typ 13 (MIM http://omim.org/entry/615471 615471) orsakas av mutationer i FBXL4-genen som finns på 6q16.1-q16.27-lokuset. Denna störning beskrevs första gången 2013 av P.E. Bonnen och X. Gai oberoende. För närvarande är 26 kliniska observationer kända i världen. FBXL4-genen kodar för ett protein (F-box och leucinrikt repetition 4-protein), som är en av subenheterna i ubiquitin-proteinligaskomplexet, som spelar en viktig roll i förstörelsen av defekta proteiner i cellen, inklusive mitokondrier. Den exakta funktionen av detta protein är okänd, men det har visats i cellkulturer att ATP-syntesen minskar i skadade mitokondrier och mtDNA-replikation störs, vilket i slutändan leder till en minskning av dess kopior i vävnader och störningar av den mitokondriella andningskedjan.

I de flesta fall visar sig typ 13 mtDNA-utarmningssyndrom i den tidiga neonatalperioden, dock har observationer av en senare manifestation upp till 24 månaders ålder beskrivits. Sjukdomen kännetecknas av encefalopati, hypotoni, laktacidos, allvarlig utvecklingsförsening och förändringar i basala ganglierna vid magnetisk resonanstomografi (MRT) av hjärnan. Enligt M. Huemer et al. , hos patienter med mutationer i FBXL4-genen noteras sådana fenotypiska egenskaper som ett smalt och långt ansikte, en utskjutande panna, tjocka ögonbryn, smala palpebrala sprickor, en bred näsrygg och en sadelnäsa.

Prognosen är extremt ogynnsam, de flesta barn dör under de första 4 levnadsåren. Att fastställa en diagnos av sjukdomen är av stor betydelse för medicinsk genetisk rådgivning och eventuell prenatal diagnos.

Syftet med denna publikation är att ge en klinisk beskrivning av det första ryska fallet av en mitokondriell sjukdom orsakad av mutationer i FBXL4-genen och att fastställa huvudkriterierna för att diagnostisera mtDNA-utarmningssyndrom i tidig barndom.

Patient- och forskningsmetoder

Flickan föddes och var under dynamisk observation vid Scientific Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology uppkallad efter. IN OCH. Kulakov. En omfattande klinisk, laboratorie- och instrumentell undersökning genomfördes. Vissa biokemiska och molekylärgenetiska studier utfördes i laboratoriet för ärftliga

metabola sjukdomar vid Medical Genetic Research Center. Organiska syror i urin analyserades med gaskromatografi med masspektrometrisk detektion som trimetylsilyletrar. Provberedningen utfördes enligt den metod som föreslagits av M. Lefevere. Analysen utfördes på ett 7890A/5975C-instrument (Agilent Technologies, USA) med en HP-5MS-kolonn (30 m*0,25 mm*4 µm). De erhållna resultaten beräknades med användning av den interna standardmetoden. Koncentrationen av mitokondriella markörer FGF-21 och GDF-15 i blodplasma mättes med hjälp av kit baserade på enzymimmunanalysmetoden från Biovendor (Tjeckien).

DNA isolerades från helblod med hjälp av Isogene-kit (Ryssland) enligt tillverkarens protokoll. Sekvensering av 62 nukleära mitokondriella gener utfördes med hjälp av NGS-metoden (Next Generation Sequencing) på Ion Torrent PGM™-systemet för nästa generations sekvenseringsinstrument (Life Technologies, Thermo Fisher Scientific). Provberedning av DNA-prover utfördes med Ion AmpliSeq™ Library Kit 2.0 reagenskit (primerpooldesign med Ampliseq-teknologi) enligt tillverkarens protokoll. Visualisering av anpassningen av de sekvenserade fragmenten till referenssekvensen för det humana genomet Human.hg19 utfördes med användning av IGV-programmet. De upptäckta ändringarna kommenterades med ANNOVAR-programmet. Den prediktiva funktionella betydelsen av tidigare obeskrivna mutationer utvärderades med hjälp av olika program med öppen källkod (PolyPhen2, Mutation taster, SIFT). De identifierade varianterna filtrerades efter frekvensen av förekomst i populationer enligt data som presenteras i de öppna databaserna ExAc, 1000 genom, etc. Nukleotidsubstitutioner andra än referenssekvensen analyserades i databaser med mutationer och polymorfismer (HGMD, Ensemble, dbSNP) . Mutationerna som identifierats i FBXL4-genen verifierades genom direkt automatisk sekvensering på en ABI3500 genetisk analysator (Thermo Fisher Scientific) med hjälp av BigDye Terminator v.1.1 (Thermo Fisher Scientific). Specifika oligonukleotidprimrar användes för polymeraskedjereaktion (PCR) (sekvens tillgänglig på begäran). Justering och jämförelse av data utfördes i enlighet med NM_012160-utskriften.

Klinisk observation

Barnet föddes vid termin av en somatiskt frisk kvinna med en belastad obstetrisk-gynekologisk och smittsam historia. Äktenskapet är orelaterade. Familjen har ett friskt barn. Graviditeten fortsatte med en exacerbation av salpingo-ooforit under första trimestern, pulpit med temperaturökning upp till 38°C och slutade med spontan förlossning.

Barnet föddes med en kroppsvikt på 2555 g, en längd på 49 cm, en Apgar-poäng på 8/9 poäng. Antenatalt diagnostiserades hydronefros på höger sida, subependymala cystor i hjärnan och partiell tarmobstruktion mot bakgrund av polyhydramnios. De första timmarna i livet hade karaktären av en "period av relativt välbefinnande", men med tanke på mödrapatologin överfördes barnet till avdelningen för operation, återupplivning och neonatal intensivvård för undersökning.

I slutet av den första levnadsdagen försämrades tillståndet kraftigt, det fanns ett uttalat depressionssyndrom, muskelhypotoni, hemodynamisk försämring, andningsstörningar som krävde konstgjord lungventilation. Enligt blodets syra-bastillstånd och gassammansättning noterades dekompenserad metabolisk laktacidos (pH 7,12; pCO2 12,6 mm Hg; pO2 71,9 mm Hg; BE -24,2 mmol/l; laktat 19,0 mmol/l). Baserat på historikdata var det omöjligt att utesluta närvaron av en infektionsprocess, och barnet ordinerades antibakteriell och immunmodulerande terapi. I den kliniska analysen av blod noterades leukocytos med en förskjutning av formeln till vänster, en minskning av hemoglobinhalten, nivån av blodplättar låg inom de normativa värdena (tabell 1).

Samtidigt var markörer för det systemiska inflammatoriska svaret (C-reaktivt protein och prokalcitonin) negativa (0,24 mg/l respektive 10 ng/ml), och inga infektionshärdar upptäcktes under undersökningen. För att utesluta medfödd lunginflammation utfördes en röntgenundersökning, vars resultat inte avslöjade specifika förändringar. Baserat på resultaten av lumbalpunktion uteslöts hjärnhinneinflammation. Klinisk analys av urin avslöjade inte heller

Tabell 1. Parametrarna för patientens kliniska blodprov

inflammatoriska förändringar. Dessutom erhölls negativa resultat från mikrobiologiska odlingar av blod och urin, skrapning från svalget och serologiska tester för TORCH-infektion.

I den neurologiska statusen fanns det ett syndrom av svår depression, det fanns inga meningeala symtom, det fanns en intermittent divergerande skelning, svår diffus muskulär hypotoni. Terapin inkluderade det metaboliska läkemedlet megluminatnatriumsuccinat (Reamberin) och en stimulator för syntesen av acetylkolin och fosfatidylkolin - kolin alfosscerat (Kolitilin). Mot bakgrund av pågående postsyndromisk behandling noterades positiv dynamik; på den 8:e levnadsdagen avlägsnades barnet från andningsbehandling. Enligt resultaten av ett kliniskt blodprov upphörde inflammatoriska förändringar, inflammationsmarkörerna C-reaktivt protein och prokalcitonin förblev inom det normala intervallet. Barnet behöll dock tecken på allvarlig muskelhypotoni, CNS-depressionssyndrom och laktacidos (9,5 mmol/l). Det är viktigt att notera att laktatnivån aldrig sjönk till normala värden och var böljande under hela sjukhusvistelsen (Fig. 1).

Diskrepansen mellan kliniska tecken på sepsis med svår dekompenserad laktacidos, negativa markörer för systemiskt inflammatoriskt svar och behandlingssvar var en anledning att misstänka en metabolisk störning. Utbudet av differentialdiagnostik inkluderade sjukdomar som inträffade under neonatalperioden enligt typen av "sepsisliknande" symtomkomplex med laktacidos: en grupp metaboliska störningar av aminosyror, organiska syror, defekter i p-oxidation av fettsyror, andningsvägar sjukdomar

Parametrar 2:a levnadsdagen Referensvärden (1-7:e levnadsdagen) 8:e levnadsdagen Referensvärden (> 7 levnadsdagar)

Erytrocyter, -1012/l 4,03 5,5-7,0 4,42 4,5-5,5

Hemoglobin, g/l 137 160-190 136 180-240

Hematokrit 40,9 0,41-0,56 38,1 0,41-0,56

Blodplättar, -199/l 236 218-419 213 218-419

Leukocyter, -109/l 49,11 5,0-30,0 11,72 8,5-14,0

Neutrofiler, -109/l 27,514 6-20 4,342 1,5 - 7,0

Neutrofilindex 0,44< 0,25 0,16 < 0,25

Stabb, % 16 5-12 6 1-5

Segmenterad, % 56 50-70 47 35-55

Eosinofiler, % 0 1-4 3 1-4

Monocyter, % 9 4-10 18 6-14

Lymfocyter, % 10 16-32 32 30-50

mitokondriell kedja och glykogen typ I-sjukdom (Girkes sjukdom). Barnet testades med matning, baserat på bestämning av koncentrationen av glukos och laktat i blodet efter en hungrig paus och 20-30 minuter efter matning. Enligt resultaten av denna studie minskade nivån av fastande blodsocker och nivån av laktat ökade; efter utfodring noterades en ökning av glukosnivåerna och en uttalad ökning av laktatemi (tabell 2).

Den första linjens undersökningsgrupp inkluderade tester som bestämde spektrumet av aminosyror och acylkarnitiner i blodet och organiska syror i urinen, samt plasmamitokondriella biomarkörer FGF-21 och GDF-15. Ett ökat innehåll av alanin, leucin och ornitin hittades i blodet (tabell 3). Spektrum av acylkarnitiner i blodet låg inom normalområdet, vilket gjorde det möjligt att utesluta sjukdomar från gruppen av defekter i ß-oxidation av fettsyror. Urinanalys visade en ökning av nivåerna av laktat, fumarsyra, 3-hydroxibutyrat, pyruvat, succinat och 4-hydroxifenylpyruvat (se tabell 3). Dessa förändringar kan tyda på mitokondriella

Tabell 2. Resultat av ett prov med utfodring

Ris. 1. Dynamik för blodlaktatkoncentrationen (i mmol/l). Fikon. 1. Dynamik av blodlaktatkoncentration.

nom kränkning och fumarsyrauri.

En molekylärgenetisk studie av nukleotidsekvensen för FH-genen genomfördes, vars mutationer orsakar utvecklingen av fumarsyrauri. Inga avvikelser från normen hittades.

Koncentrationen av mitokondriella markörer FGF-21 och GDF-15 i blodplasma ökade och uppgick till 720 pg/ml (normalt 0-330 pg/ml) respektive 15715 pg/ml (normalt 0-2000 pg/ml).

Vid en ålder av 8 dagar av livet genomgick barnet en MRT av hjärnan, vars resultat avslöjade en symmetrisk lesion av de subkortikala kärnorna i form av cystiska förändringar, vilket är mycket

Parameter Före måltid 20-30 minuter efter måltid

BE, mmol/l - 6,2 - 7,7

Glukos, mmol/l 2,1 2,7

Laktat, mmol/l 5,8 9,2

p CO2, mmHg 33,4 29,2

Tabell 3. Nivån av patientens aminosyror i blodet och organiska syror i urinen

Parameter Nedre normalgräns Övre normalgräns Värde hos patienten

Aminosyror i blod, nmol/l

Alanine 85 750 1139.327

Leucin 35 300 405,533

Ornitin 29 400 409,205

Organiska syror i urin, mol per mol kreatinin

Laktat 0,00 25,00 82,9

Fumarsyra 0,00 2,00 274,2

3-hydroxibutyrat 0,00 3,00 18,2

Pyruvat 0,00 12,00 13,7

Succinat 0,50 16,00 103,4

4-hydroxifenylpyruvat 0,00 2,00 39,5

patognomoniska tecken på mitokondriella sjukdomar. Konsekvenserna av blödning i hjärnans laterala ventriklar avslöjades också (Fig. 2).

Med tanke på det kliniska och laboratoriemässiga symtomkomplexet misstänktes en mitokondriell sjukdom från gruppen infantila encefalomyopatier. Med hjälp av riktad sekvensering analyserades barnet den kodande sekvensen av 62 nukleära gener, mutationer i vilka leder till utvecklingen av mitokondriell patologi. Två sammansatta heterozygota mutationer c.A1694G:p identifierades i FBXL4-genen. D565G (i exon 8) och c.627_633del:p.V209fs (i exon 4). Mutation c.A1694G:p.D565G

Ris. 2. MRT av hjärnan hos ett barn som är 8 dagar i livet. A - T2 viktad bild i axialplanet. Vita pilar visar cystor längs konturerna av de laterala ventriklarna, som är ett karakteristiskt tecken på mitokondriella sjukdomar. Röda pilar belägna i en mycket konserverad region visar produkterna av hemoglobinets biologiska nedbrytning i lumen av den ventrikulära LRR (Leucine-Rich Repeat) domänen och systemet (konsekvenser av intraventrikulär blödning).

B - tomogrammet gjordes i Flair-läget i det axiella planet. Vita pilar visar cystor i paraventrikulära områden och i projektionen av de subkortikala kärnorna, vilket är typiskt för mitokondriella sjukdomar. Fikon. 2. MRT av barnets hjärna vid en ålder av 8 dagar i livet. A - T2 viktad bild i axialplanet. Vita pilar visar cystor längs konturerna av de laterala ventriklarna, som är ett karakteristiskt kännetecken för mitokondriella sjukdomar. Röda pilar visar produkterna av biologisk nedbrytning av hemoglobin i kammarsystemets lumen (konsekvenser av intraventrikulär blödning). B - tomogrammet utförs i Flair i axialplanet. Vita pilar visar cystor i paraventrikulära regioner och i projektionen av de subkortikala kärnorna, vilket är karakteristiskt för mitokondriella sjukdomar.

tidigare beskrivits i litteraturen. Den andra mutationen hittades för första gången hos vår patient, och dess patogenicitet råder ingen tvekan om, eftersom den leder till en förskjutning i läsramen och bildandet av ett för tidigt stoppkodon.

Vid 42 dagars ålder skrevs barnet ut hem i måttligt tillstånd. Vid uppföljningen fanns tecken på CNS-depression, allvarlig muskelhypotoni, tendens till ptos, dekompenserad metabolisk laktacidos, psykomotorisk retardation, dysfagi, en monoton platt viktkurva, frekventa återkommande luftvägsinfektioner, vilket senare ledde till utveckling av multipel organsvikt och död vid 11 månaders ålder.

Diskussion

I vår observation diagnostiserades hydronefros till höger, subependymala cystor i hjärnan och partiell tarmobstruktion mot bakgrund av polyhydramnios antenatalt. Denna bild under prenatal ultraljudsdiagnostik beskrivs för mutationer i FBXL4-genen. I cirka 10% av fallen uppstår polyhydramnios mot bakgrund av medfödda sjukdomar, inklusive ärftliga metabola sjukdomar. I observationen av M. Van Rij et al. patienten diagnostiserades också med svår polyhydramnios vid 30 veckors fosterutveckling och en organisk lesion av hjärnstrukturen hittades i form av cerebellär hypoplasi, subependymala cystor och expansion av cerebral cisterna magna. Prenatal detektion av subependymala cystor i hjärnan rapporterades också i observationen av T. Baroy et al. . Vid mitokondriella sjukdomar har även fall av prenatal diagnos av hydronefros beskrivits.

Barnets tillstånd försämrades kraftigt i slutet av den första levnadsdagen efter perioden av "ljusperioden", det fanns ett uttalat syndrom av depression, muskelhypotoni, andningsrubbningar (kräver konstgjord lungventilation), försämring av hemodynamiken, dekompenserad metabolisk mjölksyra. Den neonatala manifestationen av mtDNA-utarmningssyndromet i mer än 80% av fallen beskrivs som ett uttalat syndrom av depression, muskelhypotoni, encefalopati, dysfagi med episoder av uppstötningar i kombination med en ökad nivå av laktat och metabolisk acidos som uppstår efter en period av "ljusperiod". Patogenetiskt beror en ökning av nivån av laktat på det faktum att med en funktionell kränkning av andningskedjan förändras redoxbalansen i cytoplasman, vilket leder till en störning av Krebs-cykelns funktion på grund av ett överskott av NADH i förhållande till NAD+. Denna process leder till en ökning av koncentrationen av laktat, en ökning av molförhållandet mellan laktat/pyruvat och koncentrationen av ketonkroppar i blodet. Enligt litteraturen varierar nivån av laktat hos barn med typ 13 mtDNA-slöserisyndrom från 6,3 till 21 mmol/L. Det finns en ökning av nivån av laktat i cerebrospinalvätskan. Det normala molförhållandet mellan laktat/pyruvatkomposition är

lägger<20, тогда как, по данным M. Van Rij и соавт., у детей с мутациями в гене FBXL4 этот показатель составил 71 . У нашей пациентки уровень пирува-та не исследовался.

Enligt vår observation var hyperlaktatemi den ledande laboratorieegenskapen för sjukdomen, men detta symptom är inte särskilt specifikt. Orsakerna till ökningen av koncentrationen av laktat i blodet kan också vara perinatal asfyxi, medfödda hjärtfel, sepsis, lever- och njursjukdomar, defekter i fettsyra p-oxidation, organisk aciduri, försämrad biotinmetabolism, kolhydratmetabolism m.m. , vilket ger stora svårigheter för tidig diagnos av patologi.

Vid undersökning av en patient fanns det en diskrepans mellan de kliniska tecknen på en infektionsprocess med dekompenserad laktacidos och negativa markörer för ett systemiskt inflammatoriskt svar, kombinerat med frånvaron av infektionshärdar och bakteriemi. Mot bakgrund av posidromisk terapi var det en viss förbättring av barnets tillstånd, men neurologiska störningar och svår laktacidos kvarstod, vilket gjorde det möjligt att misstänka en metabol sjukdom. I studien av spektrumet av aminosyror avslöjades en ökad koncentration av alanin, leucin och ornitin, vilket ofta finns vid laktacidos. Nivån av laktat i urinen, såväl som metaboliterna i Krebs-cykeln (fumarsyra, pyruvat, succinat) ökade signifikant, vilket också är karakteristiskt för ett antal mitokondriella sjukdomar. Liknande förändringar i organiska syror i urin beskrevs av M.C. Van Rij et al. vid klinisk observation

ett barn med mtDNA wasting syndrom typ 13.

Hos vår patient överskred plasmakoncentrationen av FGF-21 den övre gränsen för normen med 2 gånger och koncentrationen av GDF-15 var mer än 7 gånger. Dessa data överensstämmer med nyare publikationer om att GDF-15 är en mer känslig markör för mitokondriell patologi. I hepato-cerebrala former av mtDNA-utarmningssyndrom ökar nivån av båda markörerna i genomsnitt 15 gånger över den normala gränsen. Vid en ålder av 8 dagar av livet genomgick barnet en MRT av hjärnan, som avslöjade mycket specifika tecken på den encefalomyopatiska formen av mitokondriell sjukdom: symmetriska lesioner av de subkortikala kärnorna i form av cystiska förändringar.

Således presenterar denna artikel ett fall av en patient med en neonatal manifestation av en mitokondriell sjukdom, typ 13 mtDNA-utarmningssyndrom, orsakad av mutationer i FBXL4-genen. De första tecknen på sjukdomen var ospecifika och hade karaktären av ett sepsisliknande symtomkomplex som uppträdde efter en period med ett lätt intervall i barnets tillstånd. Det fanns ett uttalat syndrom av depression, muskelhypotoni, såväl som ihållande laktacidos, en ökning av nivån av mitokondriella biomarkörer FGF-21 och GDF-15 i blodplasma och symmetriska skador i subkortikala strukturer på MRI av hjärnan. För närvarande finns det ingen patogenetisk behandling för mtDNA-utarmningssyndrom, men identifieringen av patientens genotyp ger en grund för prenatal diagnos, vilket kommer att bidra till att förhindra återfödelse av ett sjukt barn i familjen.

LITTERATUR (REFERENSER)

1. Wallace DC. Mitokondriella sjukdomar hos människa och mus. Science 1999; 283: 1482-1488.

2. Pfeffer G., Majamaa K., Turnbull D.M., Thorburn D., Chinnery P.F. Behandling för mitokondriella störningar. Cochrane Database Syst Rev 2012; 4:1-42. DOI: 10.1002/14651858. CD004426.pub3

3. Maypek E. Medfödda metabolismfel - tidig upptäckt, nyckelsymtom och terapeutiska alternativ. Bremen. UNI-MED, 2008; 128.

4. Schaefer A.M., Taylor R.W., Turnbull D.M., Chinnery P.F. Epidemiologin för mitokondriella störningar - dåtid, nutid och framtid. Biochim Biophys Acta 2004; 1659: 115-120.

5. Honzik T, Tesarova M., Magner M., Mayr J., Jesina R. et al. Neonatal debut av mitokondriella störningar hos 129 patienter: kliniska och laboratorieegenskaper och ett nytt tillvägagångssätt för diagnos. J Inherit Metab Dis 2012; 35:749-759. DOI 10.1007/s10545-011-9440-3

6. Gibson K., Halliday J.L., Kirby D.M., Yaplito-Lee J., Thorburn D.R., Boneh A. Mitokondriella oxidativa fosforyleringsstörningar hos nyfödda: kliniska manifestationer och enzymatiska och molekylära diagnoser. Pediatrik 2015; 122:1003-1008. DOI: 10.1542/peds.2007-3502

7. Debray F.G., Lambert M., Mitchell G.A. Störningar i mito-

ackordsfunktion. Curr Opin Pediatr 2008; 20:471-482. DOI: 10.1097/M0P.0b013e328306ebb6

8. Van Rij M.C., Jansen F.A.R., Hellebrekers D.M.E.I., Onkenhout W, Smeets H.J.M., Hendrickx A.T. et al. Polyhydramnios och cerebellär atrofi: en prenatal presentation av mitokondriell encefalomyopati orsakad av mutationer i FBXL4-genen. Clin Case Rep 2016; 4(4):425-428. DOI: 10.1002/ccr3.511

9. Koene S., Smeitink J. Mitokondriell medicin. En klinisk riktlinje. första upplagan. Nederländerna. Khondrion och Nijmegen, 2011; 135.

10. T. D. Krylova, T. Yu. Proshlyakova, G. V. Baidakova, Yu. S. Itkis, M. V. Kurkina och E. Yu. Biomarkörer vid diagnos och övervakning av behandling av cellorganellsjukdomar. Medicinsk genetik 2016; 15(7):3-10.

11. Liang C., Ahmad K, Sue C.M. Det bredda spektrumet av mitokondriell sjukdom: Förskjutningar i det diagnostiska paradigmet. Biochim Biophys Acta 2014; 1840(4): 1360-1367. DOI: 10.1016/j.bbagen.2013.10.040

12. Davis R., Liang C., Edema-Hildebrand F., Riley C., Need-ham M. Fibroblasttillväxtfaktor 21 är en känslig biomarkör för mitokondriell sjukdom. Neurologi. Amer Acad Neurol 2013; 81: 1819-1826. DOI: 10.1212/01. wnl.0000436068.43384.ef

13. Pagliarini D.J., Calvo S.E., Chang B, Sheth S.A., Vafai S.B., Ong S.E. et al. Ett mitokondrieproteinkompendium belyser komplex I sjukdomsbiologi. Cell 2008; 134(1): 112-123. DOI: 10.1016/j.cell.2008.06.016

14. Danilenko N.G., Tsygankova P.G., Sivitskaya L.N., Levdansky O.D., Davydenko O.G. Mitokondriella utarmningssyndrom i neurologisk praktik: kliniska egenskaper och DNA-diagnostik. Neurology and neurosurgery (Östeuropa) 2013; 19(3):97-111.

15. El-Hattab A.W., Craigen W.J., Scaglia F. Mitokondriella DNA-underhållsdefekter. Biochim Biophys Acta 2017; 1863(6): 1539-1555. DOI: 10.1016/j.bbadis.2017.02.017

16. A. V. Degtyareva, E. Yu. Mitokondriell deoxyguanosinkinasbrist. Bulletin från Russian State Medical University 2009; 1:27-30.

17. Mikhailova S.V., Zakharova E.Yu., Tsygankova P.G., Abrukova A.V. Klinisk polymorfism av mitokondriella encefalomyopatier orsakade av mutationer i gammapolymerasgenen. Roswestn ped och perinatol 2012; 57:4(2):54-61.

18. Bonnen P.E., Yarham J.W., Besse A., Wu P., Faqeih E.A., Al-Asmari A.M. et al. Mutationer i FBXL4 orsakar mitokondriell encefalopati och en störning av mitokondriellt DNA-underhåll. Am J Hum Genet 2013; 93:471-481. DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.07.017

19. Gai X., Ghezzi D., Johnson M.A., Biagosch C.A., Shamseld-in H.E., Haack T.B. et al. Mutationer i FBXL4, kodning

Mottaget 20/05/17

stöd som ska rapporteras.

ett mitokondriellt protein, orsakar tidigt debuterande mitokondriell encefalomyopati. Am J Hum Genet 2013; 93:482-495. DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.07.016

20. Huemer M., Karall D., Schossig A., Abdenur J.E. Kliniska, morfologiska, biokemiska, avbildnings- och utfallsparametrar hos 21 individer med mitokondriell underhållsdefekt relaterad till FBXL4-mutationer. J Inherit Metab Dis 2015; 38(5): 905-914. DOI:10.1007/s10545-015-9836-6

21. Antoun G., McBride S., Vanstone J., Naas T., Michaud J., Red-path S. Detaljerad biokemisk och bioenergetisk karakterisering av FBXL4-relaterad encefalomyopatisk mitokondriell DNA-utarmning. JIMD-rapporter 2016; 27:1-9. DOI: 10.1007/8904_2015_491

22. Baroy T., Pedurupillay C., Bliksrud Y, Rasmussen M., Holmgren A., Vigeland M.D. et al. En ny mutation i FBXL4 i ett norskt barn med encefalomyopatisk mitokondriellt DNA-utarmningssyndrom 13. Eur J Med Genet 2016; 59; 342-346. DOI: 10.1016/j.ejmg.2016.05.005

23. Winston J.T., Koepp D.M., Zhu C., Elledge S.J., Harper J.W. et al. En familj av F-box-proteiner från däggdjur. Curr Biol 1999; 9:1180-1182

24. Nirupam N., Nangia S., Kumar A., ​​​​Saili A. Ett ovanligt fall av hyperlaktatemi hos en nyfödd. Praktikant J STD & AIDS 2012; 24(12): 986-988. DOI: 10.1177/0956462413487326

25. Lefevere M.F., Verhaeghe B.J., Declerck D.H., Van Bocxlaer J.F., De Leenheer A.P., De Sagher R.M. Metabolisk profilering av organiska syror i urinen med singel- och flerkolumnkapillär gaskromatografi. J Chromatogr Sci 1989; 27(1):23-29.

26. Mroch A.R., Laudenschlager M., Flanagan J.D. Detektering av en ny FH-helgendeletion i propositus som leder till efterföljande prenatal diagnos i ett syskon med fumarasbrist. Am J Med Genet del A 2012; 158A: 155-158. DOI: 10.1002/ajmg.a.34344

27. Dashe J., McIntire R.D., Ramus R., Santos-Ramos, Twickler D.M. Hydramnios: anomaliprevalens och sonografisk upptäckt. Obstet Gynecol 2002; 100:134-139.

28. Raju G.P., Li H.C., Bali D., Chen Y.T., Urion D.K., Lidov H.G. et al. Ett fall av medfödd glykogenlagringssjukdom typ IV med en ny GBE1-mutation. J Child Neurol 2008; 23: 349352. DOI: 10.1177/0883073807309248

29. Montero R., Yubero D., Villarroya J., Henares D., Jou C., Rodriguez M.A., Ramos F. et al. GDF-15 är förhöjd hos barn med mitokondriella sjukdomar och induceras av mitokondriell dysfunktion. PLoS ONE 2016; 11(2): e0148709.