^

สุขภาพ

ผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ของบทความ

นักพันธุศาสตร์เด็ก, กุมารแพทย์

สิ่งตีพิมพ์ใหม่

A
A
A

โรคไมโตคอนเดรีย

 
บรรณาธิการแพทย์
ตรวจสอบล่าสุด: 12.07.2025
 
Fact-checked
х

เนื้อหา iLive ทั้งหมดได้รับการตรวจสอบทางการแพทย์หรือตรวจสอบข้อเท็จจริงเพื่อให้แน่ใจว่ามีความถูกต้องตามจริงมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

เรามีแนวทางการจัดหาที่เข้มงวดและมีการเชื่อมโยงไปยังเว็บไซต์สื่อที่มีชื่อเสียงสถาบันการวิจัยทางวิชาการและเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้ โปรดทราบว่าตัวเลขในวงเล็บ ([1], [2], ฯลฯ ) เป็นลิงก์ที่คลิกได้เพื่อการศึกษาเหล่านี้

หากคุณรู้สึกว่าเนื้อหาใด ๆ ของเราไม่ถูกต้องล้าสมัยหรือมีข้อสงสัยอื่น ๆ โปรดเลือกแล้วกด Ctrl + Enter

โรคทางไมโตคอนเดรียเป็นกลุ่มโรคทางพันธุกรรมและภาวะทางพยาธิวิทยาที่หลากหลายซึ่งเกิดจากความผิดปกติในโครงสร้าง หน้าที่ของไมโตคอนเดรีย และการหายใจของเนื้อเยื่อ ตามรายงานของนักวิจัยต่างชาติ พบว่าโรคเหล่านี้พบในทารกแรกเกิดในอัตรา 1:5,000

รหัส ICD-10

ความผิดปกติของระบบเผาผลาญ ระดับที่ 4 E70-E90

การศึกษาลักษณะของภาวะทางพยาธิวิทยาเหล่านี้เริ่มขึ้นในปี 1962 เมื่อกลุ่มนักวิจัยได้บรรยายถึงผู้ป่วยอายุ 30 ปีที่มีภาวะการเผาผลาญเกินปกติที่ไม่ใช่ไทรอยด์ กล้ามเนื้ออ่อนแรง และอัตราการเผาผลาญพื้นฐานสูง มีข้อเสนอแนะว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกี่ยวข้องกับกระบวนการออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชันที่บกพร่องในไมโตคอนเดรียของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ ในปี 1988 นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ รายงานการค้นพบการกลายพันธุ์ในดีเอ็นเอไมโตคอนเดรีย (mtDNA) เป็นครั้งแรกในผู้ป่วยที่เป็นโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงและเส้นประสาทตาอักเสบ สิบปีต่อมา พบการกลายพันธุ์ในยีนนิวเคลียร์ที่เข้ารหัสคอมเพล็กซ์ห่วงโซ่การหายใจในเด็กเล็ก ดังนั้น จึงเกิดแนวทางใหม่ในโครงสร้างของโรคในวัยเด็ก ได้แก่ พยาธิวิทยาไมโตคอนเดรีย โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงไมโตคอนเดรีย โรคสมองเสื่อมไมโตคอนเดรีย

ไมโตคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ภายในเซลล์ที่ประกอบด้วยสำเนาหลายร้อยชุดในเซลล์ทั้งหมด (ยกเว้นเม็ดเลือดแดง) และผลิต ATP ไมโตคอนเดรียมีความยาว 1.5 ไมโครเมตร ความกว้าง 0.5 ไมโครเมตร ออร์แกเนลล์เหล่านี้จะถูกสร้างใหม่อย่างต่อเนื่องตลอดวัฏจักรเซลล์ ออร์แกเนลล์มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น คือ เยื่อหุ้มภายนอกและเยื่อหุ้มภายใน จากเยื่อหุ้มภายในจะมีรอยพับที่เรียกว่าคริสตียื่นเข้ามาด้านใน ช่องว่างภายในเต็มไปด้วยเมทริกซ์ ซึ่งเป็นสารเนื้อเดียวกันหรือเนื้อละเอียดหลักของเซลล์ เมทริกซ์ประกอบด้วยโมเลกุลวงแหวนของดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอเฉพาะ เม็ดเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียม เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการฟอสโฟรีเลชันแบบออกซิเดชัน (สารเชิงซ้อนของไซโตโครม b, c, a และ a3) และการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจะถูกตรึงบนเยื่อหุ้มภายใน เป็นเยื่อหุ้มที่ทำหน้าที่แปลงพลังงาน โดยจะแปลงพลังงานเคมีจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารตั้งต้นให้เป็นพลังงานที่สะสมในรูปของ ATP ครีเอทีนฟอสเฟต เป็นต้น เยื่อหุ้มชั้นนอกจะมีเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งและออกซิเดชันกรดไขมัน ไมโตคอนเดรียสามารถแบ่งตัวได้เอง

หน้าที่หลักของไมโตคอนเดรียคือการออกซิเดชันทางชีวภาพแบบใช้ออกซิเจน (การหายใจของเนื้อเยื่อโดยใช้ออกซิเจนจากเซลล์) ซึ่งเป็นระบบที่ใช้พลังงานจากสารอินทรีย์โดยค่อย ๆ ปลดปล่อยพลังงานเหล่านี้ในเซลล์ ในกระบวนการหายใจของเนื้อเยื่อ จะมีการถ่ายโอนไอออนไฮโดรเจน (โปรตอน) และอิเล็กตรอนตามลำดับผ่านสารประกอบต่าง ๆ (ตัวรับและตัวให้) ไปยังออกซิเจน

ในกระบวนการย่อยสลายกรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน กลีเซอรอล คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ อะซิติลโคเอ็นไซม์เอ ไพรูเวต ออกซาโลอะซีเตท คีโตกลูทาเรต จะถูกสร้างขึ้น จากนั้นจะเข้าสู่วงจรเครบส์ ไอออนไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจะถูกนิวคลีโอไทด์อะดีนีน - อะดีนีน (NAD + ) และนิวคลีโอไทด์ฟลาวิน (FAD + ) ยอมรับ โคเอ็นไซม์ที่ลดลง NADH และ FADH จะถูกออกซิไดซ์ในห่วงโซ่การหายใจ ซึ่งแสดงโดยคอมเพล็กซ์การหายใจ 5 แห่ง

ในระหว่างกระบวนการถ่ายโอนอิเล็กตรอน พลังงานจะถูกสะสมในรูปของ ATP ครีเอตินฟอสเฟต และสารประกอบแมโครเอจิกอื่นๆ

ห่วงโซ่การหายใจแสดงโดยกลุ่มโปรตีน 5 กลุ่มที่ดำเนินกระบวนการออกซิเดชันทางชีวภาพที่ซับซ้อนทั้งหมด (ตารางที่ 10-1):

  • คอมเพล็กซ์ที่ 1 - NADH-ubiquinone reductase (คอมเพล็กซ์นี้ประกอบด้วยโพลีเปปไทด์ 25 ตัว ซึ่งการสังเคราะห์ 6 ตัวเข้ารหัสโดย mtDNA)
  • คอมเพล็กซ์ที่ 2 - ซักซิเนต-ยูบิควิโนน ออกซิโดเรดักเตส (ประกอบด้วยโพลีเปปไทด์ 5-6 ตัว รวมทั้งซักซิเนตดีไฮโดรจีเนส ที่เข้ารหัสโดย mtDNA เท่านั้น)
  • คอมเพล็กซ์ที่ 3 - ไซโตโครมซีออกซิโดเรดักเตส (ถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากโคเอนไซม์คิวไปยังคอมเพล็กซ์ 4 ประกอบด้วยโปรตีน 9-10 ตัว การสังเคราะห์โปรตีนตัวหนึ่งจะถูกเข้ารหัสโดย mtDNA)
  • คอมเพล็กซ์ที่ 4 - ไซโตโครมออกซิเดส [ประกอบด้วยไซโตโครม 2 ตัว (a และ a3) ที่เข้ารหัสโดย mtDNA]
  • คอมเพล็กซ์ที่ 5 - ไมโตคอนเดรีย H + -ATPase (ประกอบด้วยซับยูนิต 12-14 ยูนิต ทำหน้าที่สังเคราะห์ ATP)

นอกจากนี้ อิเล็กตรอนจากกรดไขมัน 4 ชนิดที่กำลังเกิดปฏิกิริยาเบตาออกซิเดชันจะถูกถ่ายโอนโดยโปรตีนขนส่งอิเล็กตรอน

กระบวนการสำคัญอีกประการหนึ่งเกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย นั่นคือ การเบตาออกซิเดชันของกรดไขมัน ซึ่งส่งผลให้เกิดอะซิทิลโคเอและคาร์นิทีนเอสเทอร์ ในแต่ละรอบของการออกซิเดชันกรดไขมัน จะเกิดปฏิกิริยาทางเอนไซม์ 4 ปฏิกิริยา

ขั้นแรกประกอบด้วย acyl-CoA dehydrogenase (สายสั้น สายกลาง และสายยาว) และตัวพาอิเล็กตรอน 2 ตัว

ในปี 1963 ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าไมโตคอนเดรียมีจีโนมเฉพาะของตัวเอง ซึ่งสืบทอดมาจากสายมารดา โดยแสดงด้วยโครโมโซมวงแหวนขนาดเล็กเพียงอันเดียว ยาว 16,569 คู่เบส ซึ่งเข้ารหัส RNA ไรโบโซม 2 ตัว RNA ถ่ายโอน 22 ตัว และซับยูนิต 13 ยูนิตของคอมเพล็กซ์เอนไซม์ในห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน (7 ยูนิตอยู่ในคอมเพล็กซ์ 1, 1 ยูนิตอยู่ในคอมเพล็กซ์ 3, 3 ยูนิตอยู่ในคอมเพล็กซ์ 4, 2 ยูนิตอยู่ในคอมเพล็กซ์ 5) โปรตีนไมโตคอนเดรียส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชัน (ประมาณ 70 โปรตีน) เข้ารหัสโดยดีเอ็นเอนิวเคลียส และมีเพียง 2% (โพลีเปปไทด์ 13 ตัว) เท่านั้นที่สังเคราะห์ขึ้นในเมทริกซ์ไมโตคอนเดรียภายใต้การควบคุมของยีนโครงสร้าง

โครงสร้างและการทำงานของ mtDNA แตกต่างจากจีโนมนิวเคลียร์ ประการแรก mtDNA ไม่มีอินทรอน ซึ่งทำให้มีความหนาแน่นของยีนสูงเมื่อเทียบกับ DNA นิวเคลียร์ ประการที่สอง mRNA ส่วนใหญ่ไม่มีลำดับ 5'-3' ที่ไม่ได้แปลรหัส ประการที่สาม mtDNA มี D-loop ซึ่งเป็นบริเวณควบคุม การจำลองเป็นกระบวนการสองขั้นตอน ความแตกต่างในรหัสพันธุกรรมของ mtDNA จาก DNA นิวเคลียร์ยังได้รับการระบุด้วย ควรสังเกตเป็นพิเศษว่ามีสำเนาของ mtDNA จำนวนมาก ไมโตคอนเดรียแต่ละแห่งมีตั้งแต่ 2 ถึง 10 สำเนาหรือมากกว่านั้น เมื่อพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าเซลล์สามารถมีไมโตคอนเดรียได้หลายร้อยหรือหลายพันตัว การมีอยู่ของ mtDNA มากถึง 10,000 สำเนาจึงเป็นไปได้ มีความไวต่อการกลายพันธุ์เป็นอย่างมาก โดยในปัจจุบันมีการระบุการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว 3 ประเภท ได้แก่ การกลายพันธุ์จุดของโปรตีนที่เข้ารหัสยีน mtDNA (การกลายพันธุ์ mit) การกลายพันธุ์จุดของยีน mtDNA-tRNA (การกลายพันธุ์ sy/7) และการจัดเรียงใหม่ขนาดใหญ่ของ mtDNA (การกลายพันธุ์ p)

โดยปกติแล้ว จีโนไทป์ของเซลล์ทั้งหมดของจีโนมไมโตคอนเดรียจะเหมือนกัน (โฮโมพลาสมี) แต่เมื่อเกิดการกลายพันธุ์ ส่วนหนึ่งของจีโนมจะยังคงเหมือนเดิม ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งจะเปลี่ยนแปลงไป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า เฮเทอโรพลาสมี การแสดงออกของยีนกลายพันธุ์เกิดขึ้นเมื่อจำนวนการกลายพันธุ์ถึงระดับวิกฤต (เกณฑ์) ที่กำหนด หลังจากนั้น กระบวนการทางชีวพลังงานของเซลล์จะเกิดการละเมิด นี่อธิบายได้ว่า หากมีการละเมิดเพียงเล็กน้อย อวัยวะและเนื้อเยื่อที่ต้องใช้พลังงานมากที่สุด (ระบบประสาท สมอง ตา กล้ามเนื้อ) จะได้รับผลกระทบก่อน

อาการของโรคไมโตคอนเดรีย

โรคไมโตคอนเดรียมีลักษณะอาการทางคลินิกที่หลากหลายและเด่นชัด เนื่องจากระบบที่ต้องใช้พลังงานมากที่สุดคือระบบกล้ามเนื้อและระบบประสาท ระบบเหล่านี้จึงได้รับผลกระทบก่อน จึงมักมีอาการที่มีลักษณะเฉพาะที่สุด

อาการของโรคไมโตคอนเดรีย

การจำแนกประเภท

ไม่มีการจำแนกโรคไมโตคอนเดรียแบบรวมเนื่องจากความไม่แน่นอนของการกลายพันธุ์ของจีโนมนิวเคลียร์ที่ส่งผลต่อสาเหตุและพยาธิสภาพของโรค การจำแนกประเภทที่มีอยู่ในปัจจุบันนั้นอิงตามหลักการสองประการ ได้แก่ การมีส่วนร่วมของโปรตีนกลายพันธุ์ในปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชัน และโปรตีนกลายพันธุ์นั้นถูกเข้ารหัสโดยดีเอ็นเอไมโตคอนเดรียหรือนิวเคลียสหรือไม่

การจำแนกโรคไมโตคอนเดรีย

trusted-source[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

การวินิจฉัยโรคไมโตคอนเดรีย

การศึกษาทางสัณฐานวิทยามีความสำคัญอย่างยิ่งในการวินิจฉัยพยาธิวิทยาของไมโตคอนเดรีย เนื่องจากข้อมูลที่มีคุณค่าอย่างมาก การตรวจชิ้นเนื้อเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อและการตรวจทางฮิสโตเคมีของชิ้นเนื้อที่ได้จึงมักมีความจำเป็น ข้อมูลที่สำคัญสามารถได้รับโดยการตรวจวัสดุพร้อมกันโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและอิเล็กตรอน

การวินิจฉัยโรคไมโตคอนเดรีย

trusted-source[ 9 ], [ 10 ]

การรักษาโรคไมโตคอนเดรีย

จนถึงปัจจุบัน การรักษาโรคไมโตคอนเดรียอย่างมีประสิทธิผลยังคงเป็นปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข เนื่องมาจากหลายปัจจัย ได้แก่ ความยากลำบากในการวินิจฉัยในระยะเริ่มต้น การศึกษาเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างแต่ละบุคคลในพยาธิสภาพของโรคที่ไม่ดี การเกิดพยาธิสภาพบางรูปแบบนั้นหายาก ความรุนแรงของอาการของผู้ป่วยเนื่องจากลักษณะทางพยาธิวิทยาหลายระบบซึ่งทำให้การประเมินการรักษามีความซับซ้อน และการขาดมุมมองที่เป็นหนึ่งเดียวเกี่ยวกับเกณฑ์สำหรับประสิทธิผลของการบำบัด วิธีการแก้ไขด้วยยาขึ้นอยู่กับความรู้ที่ได้รับเกี่ยวกับพยาธิสภาพของโรคไมโตคอนเดรียแต่ละรูปแบบ

การรักษาโรคไมโตคอนเดรีย

Использованная литература

You are reporting a typo in the following text:
Simply click the "Send typo report" button to complete the report. You can also include a comment.