การวินิจฉัยโรค mitochondrial

การประเมินลักษณะการสืบทอดและการแสดงออกของอาการทางคลินิกของโรค mitochondrial

เนื่องจากโรค myotochondrial ในบางกรณีอาจเกิดจากความเสียหายของจีโนมนิวเคลียร์การถ่ายทอดโรคนี้จะสอดคล้องกับกฎหมายมรดกแห่งเมนเด็ล ในกรณีเดียวกันเมื่อการพัฒนาของโรคเกิดจากการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอของ mitochondrial การสืบทอดจะสอดคล้องกับประเภทของ mitochondrial นั่นคือจะถูกส่งไปตามสายมารดา สุดท้ายเมื่อพยาธิวิทยาพัฒนาขึ้นพร้อมกับความเสียหายที่เกิดขึ้นกับยีนของยีนนิวเคลียร์และยลโทรน mitochondrial มรดกมรดกจะซับซ้อนและจะพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ ในเรื่องนี้การวิเคราะห์วงศ์ในพื้นที่อย่างเป็นทางการ (ลักษณะของมรดกโดยสายเลือด) สามารถระบุประเภทที่แตกต่างกันมากของมรดก: autosomal เด่น, autosomal ถอย X-เชื่อมโยงยล

การพัฒนาโรค myotochondrial ดังกล่าวเป็นการละเมิดการเผาผลาญของกรด pyruvic หรือเบต้าออกซิเดชันของกรดไขมันวงจร Krebs มีส่วนเกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ในยีนของจีโนมนิวเคลียร์ สำหรับโรคเหล่านี้โดดเด่นด้วย autosomal ถอนมรดกทางเมื่อพ่อแม่ของเขา - ผู้ให้บริการการกลายพันธุ์ (heterozygotes) และเด็ก - สนับสนุนการกลายพันธุ์ที่ได้รับการถ่ายทอดมาจากทั้งพ่อและแม่ (homozygote) ผู้ปกครองมักจะดูมีสุขภาพดีและโรคที่คล้ายกันหรือ mikropriznaki ควรดูที่พี่ชายและน้องสาวของเด็กป่วย (พี่น้องของ probands) และญาติของพวกเขาโดยทั้งพ่อและแม่ (ญาติ)

ในกรณีของการถอยร่วมกับ X-linked ประเภทมรดก (เช่นรูปแบบของทารกแรกเกิด glutaric aciduria ประเภท II หรือขาดของ subunit E1 ซับซ้อนไพรูโรค Menkes ฯลฯ ) บ่อยเด็กชายและแม่ยื่นออกมาพาหะของการกลายพันธุ์ที่ทนทุกข์ทรมานและโอนไปยังบุตรชายของเขา มรดกของมารดาแตกต่างจาก X-linked โดยการพ่ายแพ้ของบุคคลทั้งสองเพศ ในกรณีนี้เมื่อวิเคราะห์สายเลือดที่จำเป็นในการวิเคราะห์อัตราการเกิดในผู้ชายในขณะที่ผู้หญิงจะไม่ปรากฏ สายเลือดไม่ได้ตรวจสอบการส่งของการเกิดโรคด้วยเส้นพ่อลูกตั้งแต่พ่อสามารถส่งบุตรชายคนเดียวของ Y โครโมโซม

กับการพัฒนาของโรคเนื่องจากความเสียหายของจีโนมของ mitochondria (เช่นจำนวนของโรคห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจระบบประสาทแก้วนำแสง Leber อาการ Melas, MERF, NARP et al.) สังเกตมรดกของมารดาเพราะเด็ก mitochondria ได้รับการถ่ายทอดจากแม่และมันสามารถส่งพวกเขาเป็นเด็กผู้ชาย , และหญิง ดังนั้นคนทั้งสองเพศได้รับผลกระทบอย่างเท่าเทียมกัน ในเรื่องนี้ควรสืบเชื้อสายด้วยการถ่ายทอดโรคตามสายมารดา

ในการวิเคราะห์สายเลือดและการหาอาการของญาติโรคยลควรจะจำได้ว่าความรุนแรงของโรค (expressivity ลักษณะ) สามารถแตกต่างกันไปซึ่งอาจจะเกี่ยวข้องกับจำนวนที่แตกต่างกันของ mitochondria เสียหายลักษณะของการบาดเจ็บของพวกเขาการจัดจำหน่ายที่แตกต่างกันของการกลายพันธุ์ในเซลล์ ฯลฯ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจหาสัญญาณที่ชัดเจนของโรค ในบางกรณีพบว่ามีอาการโดดเดี่ยวลบข้อความหรือสัญญาณที่สามารถตรวจพบได้จากการค้นหาที่ตรงเป้าหมาย

การพัฒนาของโรคยลอาจจะเกี่ยวข้องกับความเสียหายให้กับส่วนที่สำคัญของ mitochondria ที่ microdeletions ที่เรียกว่า (เช่นดาวน์ซินโดร Kearns-Sayre ซินโดรมเพียร์สันบางรูปแบบของโรคเบาหวานมีอาการหูหนวกก้าวหน้า ophthalmoplegia ภายนอกอื่น ๆ ) ในกรณีเหล่านี้มักจะไม่พบลักษณะอาการของญาติเนื่องจากการพัฒนาของโรคที่เกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของการกลายพันธุ์ใหม่ที่เกิดขึ้นในตัวอ่อนได้ทันทีหลังจากการปฏิสนธิ (กลายพันธุ์เดอโนโว ) โรคนี้เป็นระยะ ๆ มักจะมีโรคเหล่านี้ของ autosomal เด่นได้รับมรดกจำนวนของเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ในหลายยลดีเอ็นเอตัวอย่างเช่นบางรูปแบบของ encephalomyopathies, ผงาดกับโรคตาแม้จะมีการปรากฏตัวของการกลายพันธุ์ mtDNA (หลายลบ) มีถ่ายทอดแบบรูปแบบที่โดดเด่นของมรดก

อย่างไรก็ตามในทางตรงกันข้ามกับมรดกประเภทเมเดนทัล autosomal ใน mitochondrial พยาธิวิทยาเป็นลักษณะจำนวนมากได้รับผลกระทบบุคคลในรุ่นต่อ ๆ ไป

ในที่สุดบางโรค mitochondrial มักเกี่ยวข้องกับการพร่องของ mtDNA mitochondria หรือการขาดในเซลล์สามารถสืบทอดในลักษณะ recesive autosomal เหล่านี้รวมถึงรูปแบบที่เป็นมา แต่กำเนิดของโรคกล้ามเนื้อหัวใจ cardiomyopathy, โรค neurodistress, lactic acidosis, ความเสียหายของตับเป็นต้น

การสำรวจลักษณะของมรดกของโรคที่มีความสำคัญสำหรับสุขภาพและการพยากรณ์โรคของการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมที่ต้องใช้ความรู้อย่างละเอียดของอาการทางคลินิกที่มีกลไกของการเกิดโรคยลและประเภทของการรับมรดก

การปรากฏตัวของอาการทางคลินิกแตกต่างกันออกไปตั้งแต่วันแรกของชีวิตจนถึงช่วงวัยผู้ใหญ่ เมื่อวิเคราะห์ตัวบ่งชี้นี้จำเป็นต้องพิจารณารูปแบบ nosological เนื่องจากแต่ละคนมีอายุที่แน่นอนในการเปิดตัว

ความผิดปกติของอัตราแลกเปลี่ยนที่สังเกตได้ในโรคของ mitochondrial ในกรณีส่วนใหญ่มีความก้าวหน้ามากขึ้น อาการเริ่มแรกมักจะไม่รุนแรงและมีความคืบหน้าและอาจทำให้เกิดความผิดปกติในการใช้งานที่สำคัญได้ รูปแบบที่หายากของพยาธิวิทยาเช่นโรคระบบประสาททารกอ่อนโยนและรูปแบบบางส่วนของโรคระบบประสาทของแสง Leber สามารถดีและย้อนกลับ

การวิจัยในห้องปฏิบัติการให้ความสนใจกับลักษณะเฉพาะของโรค mitochondrial:

• การปรากฏตัวของ acidosis;
• ระดับ lactate และไพรูแวร์ในเลือดสูงขึ้นการเพิ่มขึ้นของ lactate / pyruvate index มากกว่า 15 โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือดหรือการออกกำลังกาย
• hyperketonemyyu;
• ภาวะน้ำตาลในเลือด;
• hyperammonemia;
• การเพิ่มความเข้มข้นของ acetoacetate และ 3-hydroxybutyrate
• การเพิ่มสัดส่วนของกรด 3-hydroxybutyric acid / acetoacetic ในเลือด;
• เพิ่มเนื้อหาของกรดอะมิโนในเลือดและปัสสาวะ (alanine, glutamine, glutamic acid, valine, leucine, isoleucine);
• ระดับกรดไขมันในเลือดสูง;
• การลดกรดอินทรีย์ด้วยปัสสาวะ
• ลดระดับคาร์นิทีนในเลือด
• การเพิ่มขึ้นของเนื้อหาของ myoglobin ในของเหลวทางชีวภาพ;
• การลดลงของเอนไซม์ใน mitochondrial myocytes และ fibroblasts

ค่าวิเคราะห์ของตัวบ่งชี้เหล่านี้มีค่าสูงขึ้นสำหรับน้ำหนักอาหารมากกว่าการอดอาหาร ในทางปฏิบัติการทดสอบการวินิจฉัยได้พิสูจน์ตัวเอง: การกำหนดปริมาณแลคเตทในเลือดบนพื้นหลังของการใส่กลูโคสซึ่งทำให้สามารถระบุความไม่ลงรอยกันของห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจกับปริมาณน้ำตาลกลูโคสได้มากขึ้น

สำหรับการวินิจฉัยในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับความผิดปกติของ mitochondrial และรูปแบบเฉพาะของ nosological บางขั้นตอนวิธีการตรวจทางชีวเคมีประจำจะไม่เพียงพอจำเป็นต้องมีการตรวจพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสะดวกในการวิเคราะห์กิจกรรมของเอนไซม์ในตัวอย่างเนื้อเยื่อโครงกระดูกมากกว่าในเนื้อเยื่ออื่น ๆ สามารถตรวจสอบกิจกรรมของเอนไซม์ในระบบทางเดินหายใจโดยเฉพาะเอนไซม์ซิเตรตซิเตรต succinate dehydrogenase และ cytochrome C-oxidase

ข้อมูลการศึกษาทางสัณฐานวิทยาและโมเลกุล

การศึกษาทางสัณฐานวิทยาในการวินิจฉัยโรค mitochondrial มีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากความสำคัญในการให้ข้อมูลที่ดีจึงมักจำเป็นต้องทำการตรวจเนื้อเยื่อและเนื้อเยื่อของเนื้อเยื่อเนื้อเยื่อที่ได้รับ ข้อมูลที่สำคัญสามารถหาได้จากการตรวจสอบวัสดุโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแสงและอิเล็กตรอน

หนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญของโรคยล - ปรากฏการณ์ "มอมแมม" เส้นใยสีแดง [ปรากฏการณ์ RRF (เส้นใยสีแดงมอมแมม)]ก่อตั้งขึ้นในปี 1963 เขาเชื่อมโยงกับรูปแบบเนื่องจากการขยายตัวและการสะสมโฟกัสของ mitochondria ผิดปกติการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมโดยขอบของเส้นใยกล้ามเนื้อ ปรากฏการณ์นี้ถูกตรวจพบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ Gomori การย้อมสีพิเศษ แต่ในปีที่ผ่านมาเพื่อจุดประสงค์นี้เครื่องหมายยลที่แตกต่างและหลากหลายของวิธีการภูมิคุ้มกัน

ลักษณะทางสัณฐานวิทยาอื่น ๆ ของพยาธิวิทยา mitochondrial ได้แก่ :

• เพิ่มขึ้นอย่างมากในขนาดของ mitochondria;
• การสะสมของไกลโคเจน lipids และกลุ่มแคลเซียมใน subsarcolemma;
• กิจกรรมลดลงของเอนไซม์ mitochondrial;
• การกระจายตัวของเม็ดเม็ดเล็ก ๆ ของเอนไซม์ succinate dehydrogenase (SDH) NADH oxidoreductase cytochrome C-oxidase เป็นต้น

ในผู้ป่วยที่มีโรคยลด้วยกล้องจุลทรรศน์สามารถตรวจสอบเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่ไม่เฉพาะเจาะจง: เนื้อร้ายท้องถิ่นของเส้นใยกล้ามเนื้อมวลสะสม sarkoplazmennyh การปรากฏตัวของส่วนสลาย subsarkolemmalnyh basophilia sarcoplasmic sarcoplasmic จำนวนที่เพิ่มขึ้นของนิวเคลียสของกล้ามเนื้อกระตุ้นการทำงานของกระบวนการฟื้นฟูและอื่น ๆ

การสอบสวนของบทบาทของปรากฏการณ์ "มอมแมม" เส้นใยสีแดงแสดงให้เห็นความสำคัญของการวินิจฉัยของเงื่อนไขเช่นโรค Melas, MERRF, Kearns-Sayre, ophthalmoplegia ก้าวหน้าเรื้อรังและการกลายพันธุ์ mtDNA อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง ปรากฏการณ์นี้อาจเกิดขึ้นในโรคอื่น ๆ : เสื่อม Duchenne กล้ามเนื้อ dermatomyositis, เสื่อม Myotonic ยาเสพติดแผนกต้อนรับส่วนหน้า (clofibrate) และพยาธิสภาพอื่น ๆ ดังนั้นพร้อมกับโรค mitochondrial หลักปรากฏการณ์ของ RRF อาจมาพร้อมกับความผิดปกติของ mitochondrial รอง

ปัจจุบันการตรวจเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อของเนื้อเยื่อในเนื้อเยื่อของเนื้อเยื่อและเนื้อเยื่อถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อตรวจหาสัญญาณของ mitochondrial insufficiency ในบางกรณีพวกเขาช่วยวินิจฉัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับรูปทรงทางสัณฐานปกติของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อตามกล้องจุลทรรศน์แสง

อิเลคตรอนสัญญาณกล้องจุลทรรศน์ - การตรวจสอบการละเมิดการขยายยลของรูปร่างและขนาดของพวกเขาระส่ำระสายและเพิ่มริสตีที่สะสมของ mitochondria ผิดปกติภายใต้ Sarcolemma การสะสมของไขมันและ paracrystalline ผิดปกติ (ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตีน) หรือการรวม osmophilic ภาษาท้องถิ่นระหว่างเยื่อหุ้มภายในและภายนอกหรือ ภายในริสตีที่สะสมกลมมักจะอยู่ในเมทริกซ์ (ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไตรกลีเซอไรด์) และอื่น ๆ

ในผู้ป่วยบางรายสามารถตรวจพบความผิดปกติของ cytochemical ใน leukocytes ได้

การศึกษาด้านชีวเคมีและจุลกายวิภาคแบบซับซ้อนจะได้รับการเสริมด้วยวิธีการวินิจฉัยโมเลกุลที่ทันสมัย (การตรวจหาการกลายพันธุ์นิวเคลียร์หรือ mitochondrial) ที่ดำเนินการในห้องปฏิบัติการวินิจฉัยดีเอ็นเอเฉพาะทาง ในโรค mitochondrial จะมีการระบุชนิดของการกลายพันธุ์ต่างๆเช่นจุดลบการซ้ำซ้อนความผิดปกติเชิงปริมาณของดีเอ็นเอเป็นต้น

ในกรณีที่ไม่มีการกลายพันธุ์ใน mtDNA ถ้าสงสัยว่าเป็นพยาธิวิทยาของ mitochondrial การศึกษา DNA นิวเคลียร์จะดำเนินการ

เกณฑ์สำหรับการวินิจฉัย

มี 2 กลุ่มหลักเกณฑ์ในการวินิจฉัยโรค mitochondrial เกณฑ์การวินิจฉัยขั้นพื้นฐาน (กลุ่มแรก)

• คลินิก:
  • การวินิจฉัย: โรค MERRF, MELAS, NARP, MNGIE, Pearson, Leber's neuropathy, Leah's disease, Alpers;
  • Presence 2 หรือการรวมกันของคุณสมบัติต่อไปนี้:
    • ความเสียหายหลายระบบเกี่ยวกับโรคทางเดินหายใจ
    • ความคืบหน้าแน่นอนกับตอนของการกำเริบหรือการปรากฏตัวของการกลายพันธุ์ mitochondrial ในครอบครัว;
    • ยกเว้นการเผาผลาญและโรคอื่น ๆ โดยการทำแบบทดสอบที่เหมาะสม
• Histological - การตรวจหาปรากฏการณ์ของ RRF ในเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อมากกว่า 2%
• เอนไซม์:
  • เส้นใย cytochrome C-oxidase-negative;
  • (<20% ของบรรทัดฐานในเนื้อเยื่อ <30% ในเซลล์หรือเนื้อเยื่อต่างๆ)
• การทำงาน - ลดการสังเคราะห์ ATP ใน fibroblasts มากกว่า 3 ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน
• โมเลกุล - พันธุกรรม - การกลายพันธุ์ที่สำคัญทางพันธุกรรมของนิวเคลียร์หรือ mtDNA

เกณฑ์การวินิจฉัยเพิ่มเติม (กลุ่มที่สอง)

• อาการไม่เฉพาะเจาะจงที่เกิดขึ้นเมื่อโรคห่วงโซ่การหายใจ (คลอดลดลงทารกในครรภ์กิจกรรมเคลื่อนไหวในช่วงต้นการตายของทารกแรกเกิดความผิดปกติของการเคลื่อนไหวผิดปกติของพัฒนาการการรบกวนของกล้ามเนื้อในช่วงทารกแรกเกิด) - คลินิก
• Histological - ร้อยละขนาดเล็กของปรากฏการณ์ของ RRF การสะสม subarachromolemal ของ mitochondria หรือความผิดปกติของพวกเขา
• เอนไซม์ - กิจกรรมต่ำของเอนไซม์ของระบบทางเดินหายใจ (20-30% ของบรรทัดฐานในเนื้อเยื่อ 30-40% - ในเซลล์หรือเซลล์เส้น)
• การทำงาน - ลดการสังเคราะห์ ATP ใน fibroblasts โดยการเบี่ยงเบนมาตรฐาน 2-3 หรือการขาดการเจริญเติบโตของไฟโบรบลาสต์ในสื่อที่มีกาแลคโตส
• โมเลกุล - พันธุกรรม - การตรวจหาการกลายพันธุ์ของนิวเคลียร์หรือ mtDNA กับการเชื่อมโยงกับเชื้อสาเหตุสันนิษฐาน
• การเผาผลาญอาหาร - การตรวจหาสารอย่างน้อยหนึ่งอย่างซึ่งบ่งชี้ถึงการละเมิด bioenergetics ของเซลล์

[1], [2], [3], [4]