Choroby mitochondrialne powstają w wyniku zaburzonych procesów fosforylacji oksydacyjnej zachodzących w mitochondriach. Cechują się zajęciem wielu układów i narządów, różnym przebiegiem w czasie i dużą zmiennością obrazu klinicznego nawet w obrębie jednej rodziny. W diagnostyce tych chorób konieczne jest zastosowanie licznych badań z zakresu biochemii, okulistyki, laryngologii, kardiologii, neuroradiologii, histopatologii i genetyki. Poznanie ich patogenezy i podłoża genetycznego daje nadzieję na opracowanie w przyszłości skutecznych metod leczenia przyczynowego.

Wprowadzenie

Choroby mitochondrialne wynikają z zaburzonych procesów fosforylacji oksydacyjnej zachodzących w mitochondriach. Szacuje się, że występują z częstością ok. 1 na 5000 urodzeń. Część z nich to klasyczne zespoły związane z mutacjami mitochondrialnego DNA, występujące sporadycznie lub dziedziczone w linii od matki. Większość chorób mitochondrialnych wywołana jest mutacjami w genach kodowanych przez jądrowy DNA (nDNA – nuclear DNA). Choroby mitochondrialne charakteryzują się zajęciem wielu układów i narządów, różnym przebiegiem w czasie i dużą zmiennością obrazu klinicznego nawet w obrębie jednej rodziny.

Genetyka chorób mitochondrialnych

Różnorodny obraz chorób mitochondrialnych wynika głównie z unikalnych cech genetyki mitochondrialnej. Mutacje w mitochondrialnym DNA (mtDNA) dziedziczone są w linii od matki. Poszczególne komórki, tkanki i narządy zawierają różne proporcje cząsteczek zmutowanego i prawidłowego mtDNA, taki stan to heteroplazmia. Objawy choroby ujawniają się w momencie osiągnięcia przez zmutowane cząsteczki mtDNA tzw. efektu progowego. W trakcie podziałów wskutek segregacji mitotycznej komórki potomne otrzymują w sposób losowy różną liczbę cząsteczek mtDNA.

Pierwszą mutację punktową mitochondrialnego DNA, związaną z dziedziczną neuropatią nerwu wzrokowego Lebera (LHON – Leber hereditary optic neuropathy), opisano w 1988 r. Od tego czasu mutacje w genach mitochondrialnych wykryto w ponad 200 jednostkach chorobowych, z których wiele stanowią miopatie, neuropatie i encefalopatie. Akumulacja mutacji mtDNA może zachodzić pod wpływem ekspozycji na wolne rodniki tlenowe i wskutek zaburzonych mechanizmów reperacji DNA. Mitochondria są strukturami dynamicznymi, ulegającymi ciągłym podziałom, fuzji i transportowi wewnątrzkomórkowemu. Panuje zgodne przekonanie, że stres oksydacyjny, narażenie na wolne rodniki tlenowe, nieprawidłowości w działaniu układu immunologicznego i uwarunkowane genetycznie zaburzenia funkcji mitochondriów odgrywają istotną rolę w patogenezie także wielu innych chorób układu nerwowego, takich jak stwardnienie rozsiane, zespół przewlekłego zmęczenia, choroba Parkinsona, autyzm, schizofrenia, choroba afektywna dwubiegunowa.