미토콘드리아 질환

미토콘드리아 질병은 구조적 장애, 미토콘드리아 기능 및 조직 호흡에 의해 야기되는 유전 적 질환 및 병리학 적 상태의 큰 이종 집단이다. 외국 연구원에 따르면, 신생아에서 이러한 질병의 발병률은 1 : 5000입니다.

ICD-10 코드

대사 장애, 클래스 IV, E70-E90.

이 병리학 적 상태의 본질에 대한 연구는 1962 년에 시작되었다. 한 그룹의 연구자가 갑상선 기능 항진증, 근육 약화 및 높은 수준의 기초 대사를 가진 30 년 환자를 기술했다. 이러한 변화는 근육 조직의 미토콘드리아에서 산화 적 인산화의 과정에서의 장애와 관련이 있다고 제시되었다. 1988 년 다른 과학자들은 미토콘드리아와 광학 신경 병증 환자에서 미토콘드리아 DNA (mtDNA)의 돌연변이를 처음으로 발견했다. 10 년 후, 소아에서 호흡 연쇄 복합체를 코딩하는 핵 유전자의 돌연변이가 발견되었습니다. 따라서 미성년 질병의 구조, 즉 미토콘드리아 병리학, 미토콘드리아 근 병증, 미토콘드리아 뇌 신경증에 새로운 방향이 형성되었다.

미토콘드리아 (Mitochondria)는 모든 세포 (적혈구를 제외하고)에서 ATP를 생성하는 수백 개의 사본으로 존재하는 세포 내 소기관이다. 미토콘드리아 길이는 1.5 μm, 너비는 0.5 μm입니다. 그들의 갱신은 세포주기를 통하여 지속적으로 발생합니다. 오르 테 ellum에는 외부와 내부의 2 개의 멤브레인이 있습니다. 안쪽 멤브레인 안쪽 주름에서 cristae. 내부 공간은 세포의 주요 균질 또는 미세 입자 물질 인 매트릭스를 채 웁니다. 그것은 원형 DNA 분자, 특정 RNA, 칼슘과 마그네슘 염의 과립을 포함합니다. 내부 막 상에 산화 적 인산화 (시토크롬 b, c, a 및 a3 복합체) 및 전자 전달과 관련된 효소가 고정되어있다. ATP, 포스 포 등의 형태로 축적되는 에너지를 화학 에너지 기질 산화 변환이 에너지 변환 막. 반송 및 지방산 산화에 관련된 농축 외막 효소. 미토콘드리아는 자기 복제가 가능합니다.

미토콘드리아의 주요 기능은 호기성 생물학적 산화 (산소 세포를 이용한 조직 호흡) - 세포 내에서 단계적 방출을 통해 유기 물질의 에너지를 사용하는 시스템. 조직 호흡 과정에서 수소 이온 (양성자)과 전자는 다양한 화합물 (수용체 및 공여체)을 통해 산소로 순차적으로 전달됩니다.

다음 크렙스 회로 입력 아미노산, 탄수화물, 지방, 글리세롤 형태 이산화탄소, 물, 아세틸 -CoA, 피루브산, 옥 살로 아세테이트, 케 토글 루타 레이트의 이화 작용의 과정에서,. 형성된 수소 이온은 아데닌 뉴클레오타이드 - 아데닌 (NAD ⁺ ) 및 플라 빈 (FAD ⁺ ) 뉴클레오티드에 의해 수용된다 . 복구 된 보조 효소 NADH 및 FADH는 5 개의 호흡 복합체로 대표되는 호흡 사슬에서 산화됩니다.

전자가 전달되는 동안, 에너지는 ATP, 크레아틴 - 인산염 및 기타 거대 화합물의 형태로 저장됩니다.

호흡 사슬은 생물학적 산화의 전체 복잡한 과정을 수행하는 5 개의 단백질 복합체로 표현됩니다 (표 10-1).

• 첫 번째 복합체는 NADH-ubiquinone reductase입니다 (이 복합체는 25 개의 폴리 펩타이드로 이루어져 있으며 그 중 6 개는 mtDNA에 의해 암호화됩니다).
• 2 차 - 숙신산 - 유비 퀴논 - 산화 환원 효소 (숙신산 탈수소 효소를 포함한 5-6 폴리펩티드로 이루어짐, mtDNA에 의해서만 코딩 됨);
• 3 차 복합체 - 시토크롬 C- 산화 환원 효소 (전자를 코엔자임 Q에서 복합체 4로 전달, 9-10 개의 단백질로 구성, 그 중 하나의 합성은 mtDNA에 의해 암호화 됨);
• 4 번째 복합 시토크롬 산화 효소 [mtDNA에 의해 암호화 된 2 개의 cytochromes (a와 a3)로 구성];
• 5 번째 복합체는 mitochondrial H ⁺ -ATPase (12-14 subunits로 구성되어 있으며 ATP의 합성을 수행함)입니다.

또한 베타 산화를받는 4 지방산의 전자는 전자 운반 단백질을 전달합니다.

미토콘드리아에서 또 다른 중요한 과정은 아세틸 -CoA와 카르니틴 에스테르의 형성을 가져 오는 지방산의 베타 산화입니다. 지방산의 각 산화 과정에서 4 가지 효소 반응이 일어난다.

첫 단계는 acyl-CoA 탈수소 효소 (단쇄, 중쇄 및 장쇄)와 2 개의 전자 캐리어에 의해 제공됩니다.

1963 년에, 미토콘드리아는 산모 계통으로부터 유전되는 그들 자신의 유일한 게놈을 가지고 있다는 것이 확인되었다. 그것은 단지 작은 환형 염색체 길이 16569 BP로 표시된다 (1의 복합체를 참조 그 일곱 번을 인코딩 2 리보솜 RNA는 RNA 22 옮기고 13 개 소단위 복합체, 전자 전달계 효소 - 착체 (3)에, 셋 - 복합체에 4, 2 - 복잡한 5). 대부분의 단백질이 미토콘드리아는 핵 DNA에 의해 코딩되는 산화 적 인산화 처리 (70)에 포함하고, 2 % (13 폴리펩티드)는 구조 유전자의 제어하에 미토콘드리아 매트릭스 합성된다.

MtDNA의 구조와 기능은 핵 게놈과 다릅니다. 첫째, 핵 DNA와 비교하여 유전자 밀도가 높은 인트론을 포함하지 않습니다. 둘째, 대부분의 mRNA는 5'-3 '비 번역 서열을 포함하지 않는다. 셋째, mtDNA에는 D- 루프가 있으며, 이는 규제 지역입니다. 복제는 2 단계 프로세스입니다. 핵과 mtDNA의 유전 암호의 차이도 밝혀졌다. 특히 첫 번째 사본이 상당수 있다는 점에 유의해야합니다. 각 미토콘드리아는 2 ~ 10 부 이상을 함유하고 있습니다. 세포가 미토콘드리아의 수백 또는 수천으로 구성 될 수 있다는 사실을 감안할 때, 최대 10 천 존재할 수 있습니다. 미토콘드리아 DNA를 복사합니다. 그것은 돌연변이에 매우 민감 지금 변화의 세 가지 유형의 식별 : 점 돌연변이 단백질 코딩 미토콘드리아 유전자 (MIT- 돌연변이) 미토콘드리아 DNA의 tRNA 유전자 (SY / 7 돌연변이)과 미토콘드리아 DNA의 주요 변경의 돌연변이 (P 점을 돌연변이).

일반적으로 미토콘드리아 게놈의 전체 세포 유전형은 동일하지만 (homoplasm), 돌연변이가 발생하면 게놈의 일부는 동일하게 유지되고 다른 하나는 변경됩니다. 이 현상을 heteroplasmia라고합니다. 돌연변이 유전자의 발현은 돌연변이의 수가 특정 임계 수준 (임계 값)에 이르렀을 때 일어난다. 그 후 돌연변이는 세포 생물 에너지의 과정을 위반한다. 이것은 최소한의 위반으로 에너지 의존적 인 기관과 조직 (신경계, 뇌, 눈, 근육)이 가장 먼저 고통을 겪을 것이라는 사실을 설명합니다.

미토콘드리아 질병의 증상

미토콘드리아 질병은 다양한 임상 증상을 특징으로합니다. 가장 휘발성이 강한 시스템 (근육계와 신경계)이 가장 먼저 영향을 받기 때문에 가장 특징적인 징후가 나타납니다.

미토콘드리아 질병의 증상

분류

미토콘드리아 질병의 단일 분류는 병인 및 병인에 대한 핵 게놈 돌연변이의 불확실성 때문에 존재하지 않습니다. 기존의 분류는 산화 인산화 반응에서의 돌연변이 단백질의 참여와 돌연변이 단백질이 미토콘드리아 또는 핵 DNA에 의해 코딩되는지 여부의 2 가지 원칙에 기반합니다.

미토콘드리아 질병의 분류

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미토콘드리아 질병 진단

미토콘드리아 병리학의 진단에있어 형태 학적 연구가 특히 중요하다. 큰 유익한 중요성 때문에, 근육 조직의 생검 및 얻어진 생검 표본의 조직 화학 검사를 수행하는 것이 종종 필요합니다. 중요한 정보는 빛과 전자 현미경으로 물질을 동시에 검사하여 얻을 수 있습니다.

미토콘드리아 질병 진단

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미토콘드리아 질병의 치료

지금까지 미토콘드리아 질환의 효과적인 치료 도전 남아있다. 이것은 여러 가지 요인 때문이다 : 조기 진단의 어려움, 어려운 치료, 치료의 효과의 기준에 대한 일반적인 관점의 부족을 추정 할 수 인해 멀티 시스템 참여에 특정 질병, 질병의 드문 형태, 환자의 상태의 심각도의 병인의 가난한 지식. 미토콘드리아 질병의 특정 형태의 병인의 달성 지식을 바탕으로 약물 보정 방법.

미토콘드리아 질병의 치료