Միտոքոնդրիումային հիվանդություն

Միտոքոնդրիումային հիվանդություններ, միտոքոնդրումների դիսֆունկցիայի հետևանքով առաջացող հիվանդությունների խումբ։ Միտոքոնդրիումները օրգանոիդներ են, որոնք բջջի կենսագործունեության համար էներգիա են ստանում, առկա են օրգանիզմի բոլոր բջիջներում՝ բացի արյան կարմիր բջիջներից։ Այս օրգանոիդները սննդից ստացված էներգիան փոխարկում են ԱԵՖ-ի, որն օգտագործվում է բջջի բազմաթիվ ֆունկցիաների իրականացման համար։

Միտոքոնդրիալ հիվանդություններն իրենց բնույթով յուրահատուկ են՝ պայմանավորված հիվանդությունների ընթացքով։ Միտոքոնդրիալ հիվանդությունների ենթադասերից է միտոքոնդրիալ միոպաթիան, որն արտահայտվում է նեյրոմկանային ախտանիշներով։

Տեսակներ 
Միտոքոնդրիալ հիվանդության արտահայտումները կարող են տարբեր լինել։ Միտոքոնդրիալ հիվանդությունների տեսակներից են․

 Միտոքոնդրիալ միոպաթիա
 Շաքարային դիաբետ՝ զուգակցված խլության հետ (DAD)
 այս համադրումը վաղ տարիքում պայմանավորված է մեծապես միտոքոնդրիալ հիվանդությամբ
 շաքարային դիաբետը և խլությունը կարող են հանդիպել նաև այլ պատճառներից
 Լեբերի ժառանգական տեսողական նեյրոպաթիա (LHON)
 տեսողության կորուստ դեռահասության շրջանում
 աչքի հիվանդություն, որը բնութագրվում է կենտրոնական տեսողության հարաճող կորստով՝  օպտիկական նյարդերի և ցանցաթաղանթի դեգեներացիայի պատճառով
 ախտահարում է Ֆինլանդիայում ապրող 50000 մարդուց 1-ին
 Լեյի համախտանիշ, ենթասուր նեկրոտիզացնող էնցեֆալոմիելոպաթիա
 նորմալ զարգացումից հետո հիվանդությունը սովորաբար սկսվում է կյանքի առաջին տարվա վերջում, չնայած, կարող է արտայատվել նաև ավելի հասուն տարիքում
 տեղի է ունենում տարբեր օրգանների ֆունկցիաների արագ անկում, որն արտահայտվում  է նոպաներով, գիտակցության խանգարումներով, թուլամտությամբ, թոքերի օդափոխության անբավարարությամբ
 Նեյրոպաթիա, ատաքսիա, պիգմենտացնող ռետինիտ և պտոզ (NARP)
 ախտանիշերի արագ հարաճում
 դեմենցիա
 Միոնեյրոգեն աղեստամոքսային էնցեֆալոպաթիա (MNGIE)
 ստամոքսաղիքային պսևդոօբստրուկցիա
 նեյրոպաթիա
 MERRF համախտանիշ
 հարաճող միոկլոնիկ էպիլեպսիա
 «Պատառոտված կարմիր թելիկները» վնասված միտոքոնդրիումների կուտակումներ են, որոնք տեղակայվում են ենթասարկոլեմալ տարածությունում և երևում են, երբ մկանային հյուսվածքը ներկվում է Գոմորիի տրիխրոմային ներկով
 կարճ հասակ
 լսողության կորուստ
 լակտացիդող
 ֆիզիկական ակտիվության անկարողություն
 MELAS համախտանիշ
 միտոքոնդրիալ էնցեֆալոպաթիա
 լակտացիդոզ
 ինֆարկտանման էպիզոդների
 Միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի սպառման համախտանիշ
Ֆրիդրիխի ատաքսիայի դեպքում միտոքոնդրիումները կարող են վնասվել, սակայն այս հիվանդությունը չի դասվում միտոքոնդրիալ սպիտակուցների արտադրման խանգարմամբ պայմանավորված հիվանդությունների շարքին։

Դրսևորում

Ասոցացված վիճակներ 
Վիճակներ, որոնց առաջացման մեխանիզմում ապացուցված է միտոքոնդրիալ դիսֆունկցիայի դերը․

 շաքարայի դիաբետ
 Հենտինգտոնի հիվանդություն
 քաղցկեղ
 Ալցհեյմերի հիվանդություն
 Պարկիսոնի հիվանդություն
 երկբևեռ աֆեկտիվ խանարում, շիզոֆրենիա, ծերցման, անհանգստության խնդիրներ
 սիրտանոթային հիվանդություններ
 սարկոպենիա
 քրոնիկ հոգնածության համախտանիշ

Օրգանիզմը, դրա յուրաքանչյուր մուտացիա մոդուլավորվում են գենոմի այլ տարբերակներով. մուտացիան, որը մեկ անձի մոտ կարող է առաջացնել լյարդի հիվանդություն, մեկ այլ անձի մոտ հանգեցնում է գլխուղեղի ֆունկցիայի խանգարման։ Որոշ արատների ծանրության աստիճանը կարող է տարբեր լինել։ Որոշ դեֆեկտներ ներառում են ֆիզիկական ծանրաբեռնվածության անտանելիություն։ Արատները հաճախ հանգեցնում են միտոքոնդրիումների և բազմաթիվ հյուսվածքների աշխատանքի ծանր խանգարումների՝ հանգեցնելով բազմահամակարգային հիվանդությունների։

Տվյալներ կան, որ դեղորայքի նկատմամբ դիմացկուն քաղցկեղային բջիջներն ունեն միտոքոնդրիումների քանակի և չափի ավելացում, ինչը խոսում է միտոքոնդրիումների բիոգենեզի աճի մասին։ Վերջերս Nature Nanotechnology ամսագրում հրապարակված ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ քաղցկեղային բջիջները կարող են գրավել իմունային բջիջների միտոքոնդրիումները ֆիզիկական թունելային նանոխողովակների միջոցով։

Ընդհանուր առմամբ, միտոքոնդրիալ հիվանդություններն ավելի ծանր են ընթանում, երբ վնասված միտոքոնդրիումներն առկա են լինում մկանների, գլխուղեղի կամ նյարդային բջիջներում, քանի որ այդ բջիջներն ավելի շատ էներգիա են օգտագործում, քան մարմնի այլ բջիջների մեծ մասը։

Չնայած միտոքոնդրիալ հիվանդությունները մեծապես տարբերվում են իրենց դրսևորումներով տարբեր անհատների մոտ, գոյություն ունեն մի քանի հիմնական կլինիկական կատեգորիաներ՝ հիմնվելով ամենատարածված ֆենոտիպային հատկությունների, ախտանիշների և նշանների վրա, որոնք կապված են հատուկ մուտացիաների հետ։

Որոշ հեղինակներ նշում են, որ ուղեղիկային ատրոֆիան կամ հիպոպլազիան նույնպես կարող են ասոցացված լինել միտոքոնդրիումային հիվանդությունների հետ։

Պատճառներ 
Միտոքոնդրիումային հիվանդությունները կարող են առաջանալ մուտացիաների (ձեռքբերովի կամ բնածին) հետևանքով, որոնք կարող են առաջանալ միտոքոնդրիումային ԴՆԹ-ում (mtDNA), կամ կորիզային գեներում, որոնք պատասխանատու են միտոքոնդրիումի բաղադրիչների սինթեզի համար։ Միտոքոնդրիումային հիվանդությունները կարող են լինել միտոքոնդրիումի ձեռքբերովի դիսֆունկցիայի հետևանք, որն առաջանում է դեղորայքից, ինֆեկցիաներից կամ շրջակա միջավայրի որոշ պայմանների ազդեցությունից։ Հայտնի են դեպքեր, երբ օքսալատը, մուտք գործելով բջիջ, հանգեցնում է միտոքոնդրիումային դիսֆունկցիայի։

Յուրաքանչյուր բջջում կա կորիզային ԴՆԹ-ի երկուական կրկնօրինակ (բացառությամբ սպերմատոզոիդի և ձվաբջջի)․ գեներից մեկը հայրական է, մյուսը՝ մայրական։ Մինչդեռ, միտոքոնդրիումային ԴՆԹ-ն ժառանգվում է միայն մորից (առկա են բացառություններ), իսկ յուրաքանչյուր միտոքոնդրիում պարունակում է միջինում 2-10 mtDNA կրկնօրինակներ։ Բջջի կիսման ժամանակ միոքոնդրիումները պատահականության սկզբունքով բաժանվում են երկու բջիջների միջև։ Այս միտոքոնդրիումները առաջացնում են մոտ 500 կրկնօրինակներ։ Քանի որ կիսման ժամանակ mtDNA-ն կրկնապատկում է, այն կարող է կուտակել տարբեր մուտացիաներ․ այս ֆենոմենն անվանում են հետերոպլազմիա։ Եթե մորից ժառանգված mtDNA-ներից ընդամենը մի քանիսն են դեֆեկտավոր, միտոքոնդրիումի կիսման ժամանակ դրանց մեծամասնությունը կարող է տեղափոխվել միայն մեկ միտոքոնդրիումի ներս։ Միտոքոնդրիումիային հիանդությունը կլինիկորեն կարող է արտահայտվել, երբ ախտահարված միտոքոնդրիումների քանակը հասնում է որոշակի քանակի․ այս ֆենոմենն անվանում են  «շեմային արտահայտում»։

Միտոքոնդրիումներն ունեն ԴՆԹ-ի վերականգնման նույն ուղիները, ինչ միջուկը (ոչ բոլորը), սակայն միտոքոնդրիումային ԴՆԹ-ում մուտացիաները տեղի են ունենում ավելի հաճախ, քան միջուկային ԴՆԹ-ում։ Սա նշանակում է, որ միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի խանգարումները կարող են առաջանալ ինքնաբերաբար և համեմատաբար հաճախ։ Միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի վերարտադրությունը վերահսկող ֆերմենտների արատները (բոլորը կոդավորված են միջուկային ԴՆԹ-ի գեներով) նույնպես կարող են առաջացնել միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի մուտացիաներ։ Միտոքոնդրիումի ֆունկցիաների մեծամասնությունը կառավարվում է միջուկային ԴՆԹ-ի կողմից։ Մարդու միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ն կոդավորում է շնչառական շղթայի 13 սպիտակուցներ, մինչդեռ մոտ 1500 սպիտակուցների և բաղադրիչների մեծ մասը կոդավորված է միջուկային ԴՆԹ-ով։ Միջուկից կոդավորված միտոքոնդրիալ գեների արատները կապված են հարյուրավոր կլինիկական հիվանդությունների ֆենոտիպերի հետ, ներառյալ սակավարյունությունը, դեմենցիան, հիպերտոնիան, լիմֆոման, ռետինոպաթիան, ցնցումային նոպաները և նյարդային զարգացման խանգարումները։

Եյլի համալսարանի հետազոտողների կողմից կատարված ուսումնասիրությունը, որը հրապարակվել Է New England Journal of Medicine-ի 2004 թ. փետրվարի 12-ի համարում,  ուսումնասիրել է միտոքոնդրիումի դերը 2-րդ տիպի շաքարախտով հիվանդների սերունդների մոտ ինսուլինակայունության առաջացման մեջ։ Այլ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ այս մեխանիզմը կարող է ներառել մարմնի բջիջներում միտոքոնդրիալ ազդանշանային գործընթացի ընդհատումը (ներբջջային լիպիդներ)։ Լուիզիանայի Բաթոն Ռուժ քաղաքում գտնվող Փենինգթոնի կենսաբժշկական հետազոտությունների կենտրոնում կատարված ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ այս մեխանիզմը իր հերթին մասամբ կարող է անջատել միտոքոնդրիում արտադրող գեները։

Մեխանիզմներ 
Մարմնի մատչելի էներգիան որոշելու համար արդյունավետ ընդհանուր էներգիայի միավորը կոչվում է «գլիկոգեն արտադրելու ամենօրյա կարողություն» և օգտագործվում է քրոնիկ գլիկոգենային սպառումով մարդկանց միտոքոնդրիումների արտադրությունը առողջ մարդկանց հետ համեմատելու համար։ Այս արժեքը դանդաղորեն է փոխվում կոնկրետ անհատի մոտ, քանի որ ամբողջական ցիկլը ավարտվում է 18-ից 24 ամսում։

Գլիկոգեն արտադրելու ունակությունը լիովին կախված է և որոշվում է մարդու մարմնի բոլոր բջիջներում միտոքոնդրիումի աշխատանքի մակարդակից։ Այնուամենայնիվ, միտոքոնդրիումի արտադրած էներգիայի և գլիկոգենի արտադրության ունակության միջև կապը շատ թույլ է և միջնորդվում է բազմաթիվ կենսաքիմիական ուղիներով։

Ախտորոշում 
Միտեքոնդրիումային հիվանդությունները սովորաբար ախտորոշվում են մկանային նմուշներն ուսումնասիրելու եղանակով, որտեղ այս օրգանելների պարունակությունը մեծ է։ Այս հիվանդությունների հայտնաբերման հիմնական եղանակներ են․

 Սաութերն-բլոտ՝ դելեցիաները և կրկնօրինակումները հայտնաբերելու համար,
 Պոլիմերազային շղթայական ռեակցիա և սպեցիֆիկ մուտացիոն թեստավորում,
 Սեքվենավորում։

Բուժում 
Չնայած հետազոտությունները շարունակվում են, բուժման տարբերակները ներկայումս սահմանափակ են. հաճախ նշանակվում են վիտամիններ, չնայած դրանց արդյունավետության վերաբերյալ քիչ ապացույցներ կան։ Պիրուվատը որպես բուժման տարբերակ է առաջարկվել 2007 թվականին։ N-ացետիլցիստեինը հակադարձում է միտոքոնդրիալ դիսֆունկցիայի շատ օրինաչափություններ։ Տրամադրության խանգարումների, մասնավորապես՝ երկբևեռ խանգարման դեպքում ենթադրվում է, որ N-ացետիլցիստեինը ( NAC), ացետիլ-L-կարնինատը( ALCAR), S-ադենոինմեթիոնինը(SAMe), կոէնզիմ Q10-ը (CoQ10), ալֆա-լիպոաթթուն (ALA), կրեատին մոնոհիդրատը (CM), և մելատոնինը կարող են լինել բուժման հավանական տարբերակ։

Գենային թերապիա բեղմնավորումից առաջ 
Միտոքոնդրիումային փոխարինող թերապիան, որի ընթացքում միջուկային ԴՆԹ-ն տեղափոխվում է մեկ այլ՝ առողջ ձվաբջիջ, համարվում է արտամարմնային բեղմնավորման բաղկացուցիչ մաս։ Օգտագործելով նմանատիպ միջուկային փոխանցման տեխնիկա, Նյուքասլի համալսարանի հետազոտողները՝ Դուգլաս Թյորնբուլի գլխավորությամբ, հաջողությամբ փոխպատվաստել են մարդու ձվաբջիջների առողջ ԴՆԹ-ն միտոքոնդրիալ հիվանդություն ունեցող կանանցից այն դոնոր կանանց ձվաբջիջներին, որոնք չեն տուժել հիվանդությունից։ Նման դեպքերում կենսաբանական մայրության հետ կապված էթիկական հարցեր են առաջանում, քանի որ երեխան երկու տարբեր կանանցից ստանում է գեներ և գեների կարգավորիչ մոլեկուլներ։ Գենետիկական ինժեներիայի օգտագործումը միտոքոնդրիալ հիվանդություններ չունեցող երեխաներ լույս աշխարհ բերելու փորձերի մեջ որոշ շրջանակներում հակասություններ և որոշ էթիկական կարևոր հարցեր է առաջ բերում։

2012թվականի սեպտեմբերին Մեծ Բրիտանիայում սկսվել են հանրային խորհրդատվություններ՝ դրա հետ կապված էթիկական հարցերը ուսումնասիրելու համար։ Մարդու գենետիկական ինժեներիան օգտագործվում է փոքր մասշտաբով, որպեսզի թույլ տա անպտուղ կանանց, ովքեր ունեն միտոքոնդրիումային գենետիկ արատներ, երեխաներ ունենալ։ 2013 թվականի հունիսին Միացյալ Թագավորության կառավարությունը համաձայնեց մշակել օրենսդրություն, որը օրինականացնում է «երեք անձի ներգրավմամբ» արտամարմնային բեղմնավորման ընթացակարգը որպես բուժում՝ մորից երեխային փոխանցվող միտոքոնդրիալ հիվանդությունները կանխելու համար։ Այս գործողությունը սկսել են կատարել 2015 թվականի հոկտեմբերի 29-ից՝ համապատասխան կանոնակարգերի հաստատումից հետո։

Համաճարակաբանություն 
Հայտնի է, որ Միացյալ Նահանգներում 1-4000 երեխանեի մոտ մինչև 10 տարեկան հասակը կհայտնաբերվեն միտոքոնդրիալ դիսֆունկցիայով պայմանավորված հիվանդություններ։ Ամեն տարի 4000-ից ավել երեխաներ Միացյալ Նահանգներում ծնվում են միտոքոնդրիալ հիվանդություններով։

Պատմություն 
Միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ում առաջին ախտածնային մուտացիան հայտնաբերվել է 1988 թվականին։ Մինչև 2016 թվականը հայտնաբերվել են ախտածին մուտացիայի հետևանքով առաջացած շուրջ 275 հիվանություններ։

Նշանալի դեպքեր 
Միտոքոնդրիալ հիվանդություններով նշանակալի դեպքերից են․

 Մեթի Սթեպանեկ․ պոետ, խաղաղության պաշտպան և մոտիվացիոն խոսնակ, ով ունեցել է դիսավտոնոմիկ միտոքոնդրիալ միոպաթիա և մահացել է 13 տարեկան հասակում։
 Ռոկո Բալդելի․ մարզիչ, Բեյսբոլի գլխավոր լիգայի խաղացող, ով 29 տարեկան հասակում դադարել է խաղալ՝ պայմանավորված միտոքոնդրիալ կանալոպաթիայով։
 Չարլի Գարդ․ բրիտանացի մանկահասակ տղա, ով ունեցել է միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի հյուծման համախտանիշ, նրա բուժման մասին որոշումները կայացվել են դատարաններում։
 Չարլզ Դարվին․ 19-րդ դարի նատուրալիստ, ով ունեցել է հաշմանդամություն, ենթադրվում է՝ MELAS համախտանիշի պատճառով։

Ծանոթագրություններ

Արտաքին հղումներ 

 
International Mito Patients (IMP)

Գենետիկ հիվանդություններ և խանգարումներ
Հիվանդություններ
Մոլեկուլային կենսաբանություն
Նյութափոխանակության խանգարումներ
Միտոքոնդրիումներ
Նյարդային համակարգի հիվանդություններ
Գենետիկա
Ժառանգական հիվանդություններ
Հազվադեպ հանդիպող հիվանդություններ