تصنيف أمراض الميتوكوندريا

لا يوجد تصنيف موحد لأمراض الميتوكوندريا نظرًا لعدم اليقين بشأن مساهمة طفرات الجينوم النووي في مسبباتها وتطورها المرضي. تستند التصنيفات الحالية إلى مبدأين: مشاركة البروتين الطافر في تفاعلات الفسفرة التأكسدية، وما إذا كان البروتين الطافر مُرمَّزًا بواسطة الحمض النووي للميتوكوندريا أو الحمض النووي.

بناءً على ازدواجية ترميز البروتينات الميتوكوندريا لعمليات تنفس الأنسجة والفسفورية التأكسدية (النووية والميتوكوندريا البحتة)، يتم التمييز بين 3 مجموعات من الأمراض الوراثية وفقًا للمبدأ السببي.

• أمراض الميتوكوندريا الناجمة عن طفرات جينية في الحمض النووي:
  • عيوب ركائز النقل؛
  • عيوب ركائز الاستخدام؛
  • عيوب إنزيمات دورة كريبس؛
  • اضطراب الفسفرة التأكسدية؛
  • اضطرابات في السلسلة التنفسية؛ o عيوب في استيراد البروتين.
• أمراض الميتوكوندريا التي تعتمد على الطفرات في الحمض النووي للميتوكوندريا:
  • الطفرات المتفرقة؛
  • الطفرات النقطية في الجينات البنيوية؛
  • الطفرات النقطية للجينات الاصطناعية.
• أمراض الميتوكوندريا المرتبطة بتعطيل تأثيرات الإشارات بين الجينوم:
  • الحذف المتعدد للحمض النووي للميتوكوندريا، ولكن يتم توريثه بطريقة جسمية سائدة؛
  • الحذف (انخفاض في الكمية) في الحمض النووي للميتوكوندريا، والذي يتم توريثه بطريقة جسمية متنحية.

هناك أيضًا أمراض الميتوكوندريا المكتسبة المرتبطة بالتعرض للسموم والمخدرات والشيخوخة.

حتى الآن، دُرست مسببات أمراض الميتوكوندريا بشكل جيد. ويمكن عرضها، في شكل رسم تخطيطي، خطوة بخطوة على النحو التالي: نقل المواد الأساسية، وأكسدتها، ودورة كريبس، ووظيفة السلسلة التنفسية، واقتران تنفس الأنسجة، والفسفرة التأكسدية. يتم نقل المواد الأساسية بمساعدة بروتينات نقل خاصة - وهي الترانسلوكازات، التي تنقل الأحماض ثنائية الكربوكسيل، وATP، وADP، وأيونات الكالسيوم، والغلوتامات، وغيرها. المواد الأساسية للميتوكوندريا هي البيروفات والأحماض الدهنية، ويتم نقلها بواسطة كارنيتين بالميتويل ترانسفيراز والكارنيتين.

تحدث أكسدة المواد الأساسية بمشاركة إنزيمات مُركب بيروفات ديهيدروجينيز، المُكوّن من ثلاثة إنزيمات: بيروفات ديهيدروجينيز، ليبوات أسيتيل ترانسفيراز، وليبوأميد ديهيدروجينيز، مع تكوين أسيتيل-CoA، المُدرج في دورة كريبس. يحدث استخدام الأحماض الدهنية على مراحل في عملية أكسدة بيتا. خلال هذه التفاعلات، تُنقل الإلكترونات المُتكونة إلى السلسلة التنفسية للميتوكوندريا. يحدث التحلل الكامل للبيروفات في دورة كريبس، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات NAD وFAD التي تنقل إلكتروناتها إلى السلسلة التنفسية. تتكون الأخيرة من خمسة مُركبات متعددة الإنزيمات، أربعة منها تنقل الإلكترونات، والخامس يُحفز تخليق ATP. يخضع مُركب السلسلة التنفسية لسيطرة مزدوجة من الجينوم النووي والميتوكوندري.

من وجهة نظر علم الأمراض، يمكن التمييز بين ثلاث مجموعات رئيسية من أمراض الميتوكوندريا.

• أمراض عمليات الفسفرة التأكسدية.
• أمراض أكسدة الأحماض الدهنية بيتا.
• عيوب في أيض البيروفات ودورة كريبس.

ومن وجهة نظر العيب الكيميائي الحيوي الرئيسي، تنقسم أمراض الميتوكوندريا إلى المجموعات التالية.

• عيوب في نقل الركيزة.
  • نقص أحادي كاربوكسي ترانزلوكاز.
  • اضطرابات نقل الكارنيتين-أسيل كارنيتين (نقص الكارنيتين العضلي الأولي، نقص الكارنيتين الجهازي، أشكال مختلطة من نقص الكارنيتين، نقص الكارنيتين الثانوي، نقص كارنيتين بالميتويل ترانسفيراز 1 و2، نقص الكارنيتين المشترك وكارنيتين بالميتويل ترانسفيراز).
• عيوب في استخدام الركيزة.
  • عيوب أكسدة البيروفات:
    • نقص بيروفات ديكاربوكسيلاز؛
    • نقص ديهيدروليبويل ترانس أسيتيلاز؛
    • نقص ديهيدروليبويل ديهيدروجينيز؛
    • نقص بيروفات ديهيدروجينيز؛
    • نقص بيروفات كاربوكسيلاز؛
    • نقص أسيتيل ترانسفيراز الكارنيتين.
• عيوب في عملية التمثيل الغذائي للأحماض الدهنية الحرة: عيوب في أكسدة بيتا للأحماض الدهنية.
• عيوب السلسلة التنفسية.
  • عيوب مجمع اختزال NADH:KoQ (مع مستويات الكارنيتين الطبيعية ومع نقص الكارنيتين).
  • عيوب مجمع السيتوكروم ب من KoQ، واختزال الكلوريد (نقص KoQ-10، نقص بروتين Fe-S، نقص السيتوكروم ب، نقص مشترك بين السيتوكروم ب وcl).
  • نقص السيتوكروم A، A3.
  • نقص السيتوكروم أ، أ3، ب.
• عيوب في تخزين ونقل الطاقة.
  • اضطرابات الفسفرة التأكسدية مع فرط التمثيل الغذائي (مرض لوفت).
  • اضطرابات الفسفرة التأكسدية دون فرط التمثيل الغذائي.
  • نقص ATPase الميتوكوندريا.
  • نقص نقل نوكليوتيد الأدينين.

يعتمد التصنيف المُعتمد حاليًا على مبدأ علم الأسباب، مع تحديد عدة مجموعات فرعية من الأمراض في كل مجموعة. وهو الأكثر تبريرًا.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]، [ 7 ]