Phân loại bệnh ty thể

Không có phân loại thống nhất nào về các bệnh ty thể do sự không chắc chắn về sự đóng góp của đột biến bộ gen hạt nhân vào nguyên nhân và sinh bệnh của chúng. Các phân loại hiện tại dựa trên hai nguyên tắc: sự tham gia của protein đột biến trong phản ứng phosphoryl hóa oxy hóa và liệu protein đột biến được mã hóa bởi DNA ty thể hay DNA hạt nhân.

Dựa trên tính chất kép của quá trình mã hóa protein ty thể của quá trình hô hấp mô và phosphoryl hóa oxy hóa (nhân và hoàn toàn ty thể), 3 nhóm bệnh di truyền được phân biệt theo nguyên tắc nguyên nhân.

• Bệnh ty thể do đột biến gen ADN nhân:
  • khuyết tật của chất nền vận chuyển;
  • khuyết tật của chất nền sử dụng;
  • khiếm khuyết của các enzym chu trình Krebs;
  • rối loạn phosphoryl hóa oxy hóa;
  • rối loạn trong chuỗi hô hấp; hoặc khiếm khuyết trong quá trình nhập khẩu protein.
• Các bệnh về ty thể dựa trên đột biến trong DNA ty thể:
  • đột biến rải rác;
  • đột biến điểm của gen cấu trúc;
  • đột biến điểm của gen tổng hợp.
• Các bệnh về ty thể liên quan đến sự gián đoạn của các hiệu ứng truyền tín hiệu giữa các gen:
  • nhiều lần xóa DNA ty thể, nhưng được di truyền theo kiểu trội trên nhiễm sắc thể thường;
  • sự mất mát (giảm về số lượng) DNA ty thể, được di truyền theo kiểu lặn trên nhiễm sắc thể thường.

Ngoài ra còn có các bệnh về ty thể mắc phải liên quan đến việc tiếp xúc với độc tố, thuốc và lão hóa.

Cho đến nay, cơ chế sinh bệnh của các bệnh ty thể đã được nghiên cứu khá kỹ. Dưới dạng sơ đồ, có thể trình bày từng bước như sau: vận chuyển chất nền, quá trình oxy hóa của chúng, chu trình Krebs, hoạt động của chuỗi hô hấp, sự kết hợp của hô hấp mô và quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. Vận chuyển chất nền được thực hiện với sự trợ giúp của các protein vận chuyển đặc biệt - translocase, vận chuyển axit dicarboxylic, ATP, ADP, ion canxi, glutamate, v.v. Các chất nền chính của ty thể là pyruvate và axit béo, quá trình vận chuyển được cung cấp bởi carnitine palmitoyl transferase và carnitine.

Quá trình oxy hóa các chất nền xảy ra với sự tham gia của các enzyme của phức hợp pyruvate dehydrogenase, bao gồm 3 enzyme: pyruvate dehydrogenase, lipoate acetyltransferase và lipoamide dehydrogenase với sự hình thành của acetyl-CoA, được đưa vào chu trình Krebs. Việc sử dụng các axit béo xảy ra theo từng giai đoạn trong quá trình oxy hóa beta. Trong các phản ứng này, các electron được hình thành được chuyển đến chuỗi hô hấp của ty thể. Sự phân hủy hoàn toàn của pyruvate xảy ra trong chu trình Krebs, dẫn đến sự hình thành các phân tử NAD và FAD chuyển các electron của chúng đến chuỗi hô hấp. Chuỗi sau được hình thành bởi 5 phức hợp đa enzyme, 4 trong số đó vận chuyển electron và phức hợp thứ năm xúc tác quá trình tổng hợp ATP. Phức hợp chuỗi hô hấp nằm dưới sự kiểm soát kép của bộ gen nhân và ty thể.

Theo quan điểm sinh bệnh, có thể phân biệt 3 nhóm bệnh chính của ty thể.

• Bệnh liên quan đến quá trình phosphoryl hóa oxy hóa.
• Bệnh do beta oxy hóa axit béo.
• Những khiếm khuyết trong quá trình chuyển hóa pyruvat và chu trình Krebs.

Theo quan điểm về khiếm khuyết sinh hóa hàng đầu, các bệnh về ty thể được chia thành các nhóm sau.

• Những khiếm khuyết trong quá trình vận chuyển chất nền.
  • Thiếu hụt monocarboxytranslocase.
  • Rối loạn vận chuyển carnitine-acylcarnitine (thiếu hụt carnitine cơ nguyên phát, thiếu hụt carnitine toàn thân, các dạng thiếu hụt hỗn hợp carnitine, thiếu hụt carnitine thứ phát, thiếu hụt carnitine palmitoyltransferase 1 và 2, thiếu hụt kết hợp carnitine và carnitine palmitoyltransferase).
• Những khiếm khuyết trong việc sử dụng chất nền.
  • Các khiếm khuyết oxy hóa pyruvate:
    • thiếu hụt pyruvat decarboxylase;
    • thiếu hụt dihydrolipoyltransacetylase;
    • thiếu hụt dihydrolipoyl dehydrogenase;
    • thiếu hụt pyruvat dehydrogenase;
    • thiếu hụt pyruvat carboxylase;
    • thiếu hụt carnitine acetyltransferase.
• Những khiếm khuyết trong quá trình chuyển hóa axit béo tự do: những khiếm khuyết trong quá trình beta oxy hóa axit béo.
• Các khiếm khuyết của chuỗi hô hấp.
  • Khuyết tật của phức hợp NADH:KoQ reductase (với mức carnitine bình thường và thiếu hụt carnitine).
  • Các khiếm khuyết của phức hợp KoQ cytochrome b, cl-reductase (thiếu hụt KoQ-10, thiếu hụt protein Fe-S, thiếu hụt cytochrome b, thiếu hụt kết hợp cytochrome b và cl).
  • Thiếu hụt cytochrome A, A3.
  • Thiếu hụt cytochrome a, a3 và b.
• Những khiếm khuyết trong việc lưu trữ và truyền tải năng lượng.
  • Rối loạn phosphoryl hóa oxy hóa với tình trạng tăng chuyển hóa (bệnh Luft).
  • Rối loạn phosphoryl hóa oxy hóa không kèm theo tăng chuyển hóa.
  • Thiếu hụt ATPase ty thể.
  • Thiếu hụt adenine nucleotide translocase.

Hiện nay, phân loại được áp dụng dựa trên nguyên lý nguyên nhân, với một số nhóm bệnh phụ được xác định trong mỗi nhóm. Đây là cách phân loại hợp lý nhất.

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