การจำแนกโรคไมโตคอนเดรีย

ไม่มีการจำแนกโรคไมโตคอนเดรียแบบรวมเนื่องจากความไม่แน่นอนของการกลายพันธุ์ของจีโนมนิวเคลียร์ที่ส่งผลต่อสาเหตุและพยาธิสภาพของโรค การจำแนกประเภทที่มีอยู่ในปัจจุบันนั้นอิงตามหลักการสองประการ ได้แก่ การมีส่วนร่วมของโปรตีนกลายพันธุ์ในปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชัน และโปรตีนกลายพันธุ์นั้นถูกเข้ารหัสโดยดีเอ็นเอไมโตคอนเดรียหรือนิวเคลียสหรือไม่

อาศัยการทำงานสองแบบของการเข้ารหัสของโปรตีนไมโตคอนเดรียของกระบวนการหายใจของเนื้อเยื่อและการฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชัน (นิวเคลียร์และไมโตคอนเดรียล้วนๆ) จึงแบ่งกลุ่มโรคทางพันธุกรรมออกเป็น 3 กลุ่มตามหลักสาเหตุ

• โรคไมโตคอนเดรียที่เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนในดีเอ็นเอนิวเคลียส:
  • ข้อบกพร่องของพื้นผิวการขนส่ง
  • ข้อบกพร่องของวัสดุที่ใช้ผลิต;
  • ข้อบกพร่องของเอนไซม์วงจรเครบส์
  • โรคผิดปกติของการเกิดออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่น
  • ความผิดปกติในห่วงโซ่การหายใจ o ข้อบกพร่องในการนำเข้าโปรตีน
• โรคไมโตคอนเดรียที่มีสาเหตุมาจากการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอในไมโตคอนเดรีย:
  • การกลายพันธุ์โดยสุ่ม
  • การกลายพันธุ์แบบจุดของยีนโครงสร้าง
  • การกลายพันธุ์แบบจุดของยีนสังเคราะห์
• โรคไมโตคอนเดรียที่เกี่ยวข้องกับการหยุดชะงักของผลการส่งสัญญาณระหว่างจีโนม:
  • การลบ DNA ของไมโตคอนเดรียออกไปหลายจุด แต่ถ่ายทอดในลักษณะออโตโซมัลเด่น
  • การลบออก (ลดปริมาณ) ของดีเอ็นเอในไมโตคอนเดรียที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบถ่ายทอดทางยีนลักษณะด้อย

ยังมีโรคไมโตคอนเดรียที่เกิดขึ้นจากการได้รับสารพิษ ยา และการแก่ชราอีกด้วย

ในปัจจุบัน พยาธิสภาพของโรคไมโตคอนเดรียได้รับการศึกษาค่อนข้างดีแล้ว ในรูปแบบไดอะแกรมสามารถนำเสนอทีละขั้นตอนได้ดังนี้: การขนส่งสารตั้งต้น การเกิดออกซิเดชัน วงจรเครบส์ การทำงานของห่วงโซ่การหายใจ การเชื่อมโยงการหายใจของเนื้อเยื่อและการฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชัน การขนส่งสารตั้งต้นดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนขนส่งพิเศษ - ทรานสโลเคสซึ่งถ่ายโอนกรดไดคาร์บอกซิลิก ATP, ADP, ไอออนแคลเซียม กลูตาเมต ฯลฯ สารตั้งต้นหลักของไมโตคอนเดรียคือไพรูเวตและกรดไขมัน ซึ่งการขนส่งนั้นจัดทำโดยคาร์นิทีนปาล์มิโตอิลทรานสเฟอเรสและคาร์นิทีน

การเกิดออกซิเดชันของสารตั้งต้นเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ของคอมเพล็กซ์ไพรูเวตดีไฮโดรจีเนสซึ่งประกอบด้วยเอนไซม์ 3 ชนิด ได้แก่ ไพรูเวตดีไฮโดรจีเนส ไลโปเอตอะซิทิลทรานสเฟอเรส และไลโปเอไมด์ดีไฮโดรจีเนส โดยเกิดการสร้างอะซิทิลโคเอ ซึ่งรวมอยู่ในวงจรเครบส์ การใช้กรดไขมันเกิดขึ้นเป็นขั้นตอนในกระบวนการออกซิเดชันเบตา ในระหว่างปฏิกิริยาเหล่านี้ อิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจะถูกถ่ายโอนไปยังห่วงโซ่การหายใจของไมโตคอนเดรีย การสลายตัวของไพรูเวตอย่างสมบูรณ์เกิดขึ้นในวงจรเครบส์ ส่งผลให้เกิดการสร้างโมเลกุล NAD และ FAD ที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังห่วงโซ่การหายใจ ห่วงโซ่การหายใจประกอบด้วยคอมเพล็กซ์เอนไซม์หลายชนิด 5 แห่ง โดย 4 แห่งทำหน้าที่ขนส่งอิเล็กตรอน และแห่งที่ 5 ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์ ATP คอมเพล็กซ์ห่วงโซ่การหายใจอยู่ภายใต้การควบคุมของจีโนมนิวเคลียร์และไมโตคอนเดรีย

จากมุมมองของพยาธิวิทยา สามารถแบ่งโรคไมโตคอนเดรียออกเป็น 3 กลุ่มหลัก

• โรคที่เกิดจากกระบวนการฟอสโฟรีเลชั่นออกซิเดชัน
• โรคที่เกิดจากกรดไขมันเบตาออกซิเดชัน
• ข้อบกพร่องของการเผาผลาญไพรูเวตและวงจรเครบส์

จากมุมมองของข้อบกพร่องทางชีวเคมีที่ร้ายแรง โรคทางไมโตคอนเดรียสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ได้ดังนี้

• ข้อบกพร่องในการขนส่งสารตั้งต้น
  • ภาวะขาดโมโนคาร์บอกซีทรานสโลเคส
  • ความผิดปกติของการขนส่งคาร์นิทีน-อะซิลคาร์นิทีน (ภาวะขาดคาร์นิทีนในกล้ามเนื้อเป็นหลัก ภาวะขาดคาร์นิทีนทั่วร่างกาย ภาวะขาดคาร์นิทีนแบบผสม ภาวะขาดคาร์นิทีนรอง ภาวะขาดคาร์นิทีนปาล์มิโทลทรานสเฟอเรส 1 และ 2 ภาวะขาดคาร์นิทีนและคาร์นิทีนปาล์มิโทลทรานสเฟอเรสรวมกัน)
• ข้อบกพร่องในการใช้วัสดุพิมพ์
  • ข้อบกพร่องของออกซิเดชันไพรูเวต:
    • ภาวะขาดเอนไซม์ไพรูเวตดีคาร์บอกซิเลส
    • ภาวะขาดเอนไซม์ไดไฮโดรไลโปอิลทรานซาเซทิเลส
    • ภาวะขาดเอนไซม์ไดไฮโดรไลโปอิลดีไฮโดรจีเนส
    • ภาวะขาดเอนไซม์ไพรูเวตดีไฮโดรจีเนส
    • ภาวะขาดเอนไซม์ไพรูเวตคาร์บอกซิเลส
    • ภาวะขาดคาร์นิทีนอะซิทิลทรานสเฟอเรส
• ข้อบกพร่องในการเผาผลาญกรดไขมันอิสระ: ข้อบกพร่องในกระบวนการเบตาออกซิเดชันของกรดไขมัน
• ความผิดปกติของห่วงโซ่การหายใจ
  • ข้อบกพร่องของคอมเพล็กซ์ NADH:KoQ reductase (โดยมีระดับคาร์นิทีนปกติและมีอาการขาดคาร์นิทีน)
  • ข้อบกพร่องของคอมเพล็กซ์ KoQ cytochrome b และ cl-reductase (ภาวะขาด KoQ-10 ภาวะขาดโปรตีน Fe-S ภาวะขาดไซโตโครม b ภาวะขาดไซโตโครม b และ cl ร่วมกัน)
  • ภาวะขาดไซโตโครม เอ เอ 3
  • ภาวะพร่องไซโตโครม a, a3 และ b
• ข้อบกพร่องในการเก็บและส่งพลังงาน
  • ความผิดปกติของกระบวนการออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่นร่วมกับภาวะการเผาผลาญมากเกินไป (Luft disease)
  • ความผิดปกติของกระบวนการออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่นโดยไม่มีภาวะการเผาผลาญมากเกินไป
  • ภาวะขาดเอนไซม์ ATPase ในไมโตคอนเดรีย
  • ภาวะขาดอะดีนีนนิวคลีโอไทด์ทรานสโลเคส

ปัจจุบัน การจำแนกประเภทที่ใช้จะยึดตามหลักสาเหตุ โดยสามารถแบ่งกลุ่มโรคได้หลายกลุ่มย่อยในแต่ละกลุ่ม ซึ่งถือเป็นหลักที่สมเหตุสมผลที่สุด

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