Klasifikasi penyakit mitokondria

Satu klasifikasi penyakit mitokondria tidak wujud kerana ketidaktentuan sumbangan mutasi genom nuklear terhadap etiologi dan patogenesis mereka. Klasifikasi sedia ada adalah berdasarkan 2 prinsip: penyertaan protein mutan dalam tindak balas fosforilasi oksidatif dan sama ada protein mutan disandikan oleh DNA mitokondria atau nuklear.

Berdasarkan berbelah pengekodan protein proses mitokondria pernafasan tisu dan pemfosforilan oksidatif (terutamanya nuklear dan mitokondria) telah diasingkan oleh 3 prinsip kumpulan etiological penyakit keturunan.

• Penyakit mitokondria akibat mutasi gen DNA nuklear:
  • kecacatan dalam substrat pengangkutan;
  • kecacatan dalam substrat kitar semula;
  • kecacatan enzim kitaran Krebs;
  • gangguan fosforilasi oksidatif;
  • gangguan dalam rantaian pernafasan; mengenai kecacatan import protein.
• Penyakit mitokondria, yang berdasarkan mutasi DNA mitokondria:
  • mutasi sporadis;
  • mutasi titik gen struktur;
  • mutasi titik gen sintetik.
• Penyakit mitokondria yang dikaitkan dengan pelanggaran kesan isyarat intergenom:
  • pelbagai penghapusan DNA mitokondria, tetapi diwarisi oleh jenis dominan autosomal;
  • penghapusan (penurunan bilangan) DNA mitokondria, yang diwarisi oleh jenis resesif autosomal.

Terdapat juga penyakit mitokondria yang dikaitkan dengan pendedahan kepada toksin, ubat-ubatan, dan penuaan.

Sehingga kini, patogenesis penyakit mitokondria telah dikaji dengan baik. Dalam skim yang ia boleh diwakili oleh peringkat seperti berikut: Pengangkutan substrat dan pengoksidaan mereka, Krebs kitaran, operasi rantaian pernafasan, berpasangan pernafasan tisu dan oksidatif pemfosforilan. Substrat pengangkutan melalui protein khas pengangkutan - translocase yang membawa asid dicarboxylic, ATP, ADP, kalsium, glutamat, dan lain-lain substrat utama mitokondria -. Pyruvate dan asid lemak, yang menyediakan pengangkutan carnitine palmitoil-transferase dan carnitine.

Pengoksidaan substrat berlaku dengan penyertaan enzim kompleks pyruvate dehydrogenase yang terdiri daripada tiga enzim: dehidrogenase pyruvate, asetil-lipoate dan lipoamide dehidrogenase untuk membentuk acetyl-CoA, yang termasuk dalam kitaran Krebs. Penggunaan asid lemak berlaku selangkah dalam proses beta pengoksidaan. Semasa tindak balas ini, elektron yang terhasil dipindahkan ke rantaian pernafasan mitokondria. Penguraian lengkap pyruvate dalam kitaran Krebs dijalankan, menyebabkan pembentukan NAD molekul dan FAD, menghantar elektron kepada rantaian pernafasan. Yang terakhir dibentuk oleh 5 kompleks multi-enzim, 4 yang membawa pengangkutan elektron, dan yang kelima memangkinkan sintesis ATP. Kompleks rangkaian pernafasan adalah di bawah kawalan dwi genom nuklear dan mitokondria.

Dari perspektif patogenesis, terdapat 3 kumpulan utama penyakit mitokondria.

• Penyakit proses fosforilasi oksidatif.
• Penyakit beta-oksidasi asid lemak.
• Kecacatan dalam metabolisme piruvat dan kitaran Krebs.

Dari sudut pandangan kecacatan biokimia utama penyakit mitokondria dibahagikan kepada kumpulan berikut.

• Kecacatan substrat pengangkutan.
  • Kekurangan monocarboxylic translocase.
  • pengangkutan pelanggaran carnitine-acylcarnitine (utama kekurangan otot carnitine, kekurangan carnitine sistemik, bentuk campuran kekurangan carnitine, kekurangan Carnitine menengah, kegagalan karnitpalmitoiltransferazy 1 dan 2, kekurangan gabungan carnitine dan carnitine palmitoyltransferase).
• Kecacatan dalam penggunaan substrat.
  • Kecacatan pengoksidaan piruvat:
    • kekurangan pyruvate decarboxylase;
    • kekurangan dihydrolipoyltransetylase;
    • kekurangan dihydrolipoyldehydrogenase;
    • kekurangan piruvat dehidrogenase;
    • kekurangan karboksilase piruvat;
    • kekurangan carnitine-acetyltransferase.
• Kecacatan dalam metabolisme asid lemak bebas: kecacatan beta-oksidasi asid lemak.
• Kecacatan dalam rantaian pernafasan.
  • Kecacatan NADH: kompleks KoQ-reduktase (dengan karnitin normal dan kekurangan karnitin).
  • Kecacatan sitokrom KoQ b, kompleks cl-reductase (kekurangan KoQ-10, kekurangan protein Fe-S, kekurangan sitokrom b, gabungan kekurangan cytochromes b dan cl).
  • Kekurangan cytochrome a, a3.
  • Ketidakseimbangan cytochrome a, a3 dan b.
• Kecacatan dalam pengumpulan dan penghantaran tenaga.
  • Gangguan fosforilasi oksidatif dengan hipermetabolisme (penyakit Luft).
  • Gangguan fosforilasi oksidatif tanpa hipermetabolisme.
  • Kurangnya ATPase mitokondria.
  • Transfon nukleotida adenine tidak mencukupi.

Pada masa ini, pengkelasan berdasarkan prinsip etiologi, dengan peruntukan dalam setiap kumpulan beberapa subkumpulan penyakit. Ia adalah paling munasabah.

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