میتوکندری‌ها کارخانه تولید انرژی در بدن ما هستند. بیماری‌های میتوکندریایی اختلالات ژنتیکی و اغلب ارثی هستند و زمانی رخ می‌دهند که میتوکندری قادر به تولید انرژی کافی برای عملکرد صحیح بدن نباشد. تخمین زده می‌شود که از هر 5000 نفر در دنیا یک نفر به بیماری‌های ناشی از اختلال در میتوکندری به صورت ژنتیکی مبتلا است. علائم، تشخیص و درمان این دست از بیماری‌ها در این مقاله از مقالات آزمایشگاه ژنتیک پزشکی سیتوژنوم مورد بحث قرار می‌گیرد.
میتوکندری‌ها چه هستند؟
میتوکندری‌ها (Mitochondria) نیروگاه‌های سلولی هستند که بیش از 90 درصد انرژی مورد نیاز بدن را برای حفظ حیات تامین می‌کنند. تقریباً در هر سلول بدن چندین هزار میتوکندری وجود دارد که وظیفه آن‌ها پردازش اکسیژن و تبدیل مواد غذایی که می‌خوریم به انرژی است. در واقع میتوکندری‌ها قندها و پروتئین‌هایی را که از غذاها دریافت می‌کنیم را به صورت انرژی‌ای به نام ATP (آدنوزین تری فسفات) ذخیره کرده تا بدن ما برای عملکرد صحیح از آن استفاده کند. بنابراین اینطور می‌توان گفت که میتوکندری‌ها اندامک‌های سلولی متصل به غشاء (میتوکندری منفرد) هستند که بیشتر انرژی شیمیایی مورد نیاز برای نیرو دادن به واکنش‌های بیوشیمیایی سلول را تولید می‌کنند.
بیماری میتوکندریال چیست؟
بیماری‌های میتوکندریایی (Mitochondrial disease) به گروهی از اختلالات ناشی از جهش های ژنتیکی گفته می شود که بر میتوکندری ها (ساختارهایی مهم موجود در هر سلول بدن به جز گلبول های قرمز خون، که مسئول تولید انرژی هستند) تأثیر می گذارد. بیماری های میتوکندریال بیماری های مزمن ارثی به حساب می آیند که می توانند از بدو تولد وجود داشته باشند و یا در مراحل بعدی زندگی در هر سنی ایجاد شوند. این بیماری‌ها انواع مختلفی دارند، به عنوان مثال بیماری میتو (یا mito) یک بیماری ناتوان کننده و بالقوه کشنده است که توانایی میتوکندری برای تولید انرژی ATP را کاهش می‌دهد. هنگامی که میتوکندری به درستی کار نکند، سلول‌ها شروع به مردن می‌کنند تا اینکه در نهایت تمام سیستم‌های اندام از کار بیافتند و زندگی بیمار را به خطر بیاندازد. هنگامی که تعداد یا عملکرد میتوکندری در سلول مختل می‌شود، انرژی کمتری تولید شده و اختلال در عملکرد اندام ایجاد خواهد شد.
بیماری‌های میتوکندریایی کدام قسمت از بدن را درگیر می‌کنند؟
بیماری‌های میتوکندریایی می‌توانند تقریباً هر قسمت از بدن را تحت تأثیر قرار دهند از جمله:
- سلول‌های مغز و عصب‌ها
- ماهیچه‌ها
- کلیه‌‌ها
- قلب
- کبد
- چشم‌ها
- گوش‌ها
- پانکراس
همچنین مقالات معتبر گزارش نموده‌اند که بیماری ناشی از نقص در میتوکندری باعث ناتوانی جسمی، رشدی و شناختی با علائمی از جمله رشد ضعیف می‌شود. از دست دادن هماهنگی عضلات؛ ضعف و درد عضلانی؛ تشنج؛ کاهش بینایی و یا شنوایی؛ مشکلات گوارشی؛ ناتوانی‌های یادگیری و نارسایی اندام از جمله علائم این اختلالات می‌باشند.
بیماری‌های میتوکندریال ثانویه چه هستند؟
اختلال عملکرد میتوکندری زمانی رخ می‌دهد که میتوکندری به دلیل بیماری یا شرایط دیگری آنطور که باید کار نمی‌کند. بسیاری از شرایط می‌توانند منجر به بیماری‌های میتوکندریایی ثانویه شوند از جمله:
- بیماری آلزایمر (Alzheimer’s disease)
- دیستروفی عضلانی (Muscular dystrophy)
- بیماری لو گریگ (Lou Gehrig’s disease)
- دیابت (Diabetes)
- سرطان (Cancer)
افراد مبتلا به اختلال عملکرد ثانویه میتوکندری، بیماری ژنتیکی اولیه میتوکندریایی ندارند و نیازی به نگرانی در مورد پیشرفت مداوم یا بدتر شدن علائم نخواهند داشت.
علت بیماری‌های میتوکندریال چیست؟
بیماری‌های میتوکندریایی ژنتیکی هستند و در اثر جهش در ژن‌های مختلفی ممکن است به وجود بیایند. شما ممکن است این اختلالات را از خانواده بیولوژیکی خود (پدر و مادر واقعیتان) با توارث‌های مختلف به ارث ببرید. این به این معنی است که شما می‌توانید یک ژن تغییر کرده (جهش یافته) که باعث ایجاد این اختلال می‌شود را از یک یا هر دو والدین بیولوژیکی خود دریافت کنید. برخی از موارد بیماری‌های مربوط به میتوکندری می‌توانند به‌طور تصادفی (de novo) یا یک دفعه‌ای بدون هیچ گونه سابقه بیماری در خانواده رخ دهند.
الگوهای توارث بیماری‌های میتوکندریایی
در بیشتر افراد، بیماری‌های میتوکندریایی اولیه ریشه ژنتیکی دارند که می‌توانند به روش‌های مختلفی با الگوهای توارث متفاوت به ارث برسند (یعنی از والدین به فرزندانشان منتقل شوند). این تیپ از بیماری‌ها می‌توانند ناشی از تغییرات (جهش یا موتاسیون) در DNA میتوکندری یا DNA موجود در هسته باشند که منجر به اختلال در عملکرد میتوکندری و تولید ناکافی انرژی می‌شوند. موارد ناشی از جهش در DNA میتوکندری از طریق وراثت مادری منتقل می‌شوند (یعنی فقط از مادر به فرزندان به ارث می‌رسند). آن دست از بیماری‌ها که در اثر جهش در DNA هسته‌ای ایجاد می‌شوند ممکن است از الگوی توارث اتوزومال غالب، اتوزومال مغلوب یا وابسته به X پیروی کنند. انواع الگوهای توارثی که برای بیماری‌های میتوکندری در نظر گرفته می‌شوند عبارت هستند از:
- وراثت اتوزومال مغلوب: کودک یک نسخه جهش یافته را از پدر و یک نسخه جهش یافته را از مادر خود دریافت می‌کند (مجموعا 2 ژن جهش یافته). 25 درصد احتمال دارد که هر یک از فرزندان خانواده، یک بیماری میتوکندریایی را با توارث اتوزوم مغلوب به ارث ببرند. لازم است تاکید کنیم که در این شرایط، پدر و مادر هر دو ناقل یک جهش ژنتیکی یکسان هستند (معمولا در ازدواج‌های فامیلی دیده می‌شود).
- وراثت اتوزومال غالب: برای این الگوی توارث، کودک یک نسخه جهش یافته را ممکن است از هر یک از والدین خود دریافت کرده باشد (داشتن یک ژن معیوب برای بروز علائم بیماری کافی است). 50 درصد احتمال دارد که هر یک از فرزندان خانواده یک بیماری میتوکندریایی را با توارث اتوزوم غالب به ارث ببرند. در این وضعیت، معمولا پدر یا مادر خانواده یا هر دویشان به یک بیماری میتوکندریال مبتلا هستند.
- وراثت میتوکندریایی: در این نوع توارث منحصر به فرد، میتوکندری‌ها حاوی DNA اختصاصی هستند. فقط اختلالات میتوکندریایی ناشی از جهش در DNA میتوکندری منحصراً از مادر به ارث می‌رسند. پس اگر بیماری میتوکندریایی به این شکل باشد، 100 درصد هر یک از فرزندان خانواده، یک بیماری میتوکندریایی را به ارث خواهند برد.
- جهشهای تصادفی: گاهی اوقات ژن‌ها تحت تاثیر جهشهای خود به خودی (De novo) قرار می‌گیرند که از والدین به ارث نمی‌رسد. این قبیل کودکان اگر روزی فرزنددار شوند، قابلیت انتقال ژن معیوب به آن‌ها را خواهند داشت.
علائم بیماری‌های میتوکندریایی چیست؟
علائم بیماری‌های میتوکندریایی بستگی به این دارد که کدام سلول‌های بدن تحت تأثیر قرار گرفته باشند. علائم بیماران می‌تواند از خفیف تا شدید متغیر باشد، یک یا چند اندام را درگیر کند و در هر سنی رخ دهد. حتی بیمارانی که در یک خانواده که بیماری میتوکندری مشابهی دارند ممکن است در علائم، شدت و سن شروع علائم با هم تفاوت داشته باشند. در حالت کلی علائم بیماری‌های میتوکندری می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
- رشد ضعیف
- ضعف عضلانی، درد عضلانی، تون عضلانی کم، عدم تحمل ورزش
- مشکلات بینایی و یا شنوایی
- اختلالات یادگیری، تاخیر در رشد ذهنی
- اختلال طیف اوتیسم
- بیماری های قلبی، کبدی یا کلیوی
- اختلالات گوارشی، مشکلات بلع، اسهال یا یبوست، استفراغ های بی دلیل، گرفتگی عضلات و ریفلاکس
- دیابت
- افزایش خطر ابتلا به انواع عفونت ها
- مشکلات عصبی مانند تشنج، میگرن، سکته مغزی
- اختلالات حرکتی
- مشکلات تیروئید
- مشکلات تنفسی
- اسیدوز لاکتیک (تجمع لاکتات در بدن)
- زوال عقل
بیماری میتوکندری در بزرگسالان
علائم بسیاری از افراد مبتلا به بیماری‌های میتوکندریایی در سنین بزرگسالی تشخیص داده می‌شود، یعنی برخی از این افراد در تمام زندگی خود بیمار بوده‌اند اما تشخیص داده نشده‌اند. برخی دیگر از بدو تولد حامل جهش ژنتیکی هستند که باعث بیماری میتوکندری می‌شود، اما تا زمانی که یک بیماری شدیدموجب تحریک بروز علائم نشود، هیچ علامتی از بیماری خود نشان نمی‌دهند. درمان افراد بالغ مبتلا مشابه با تکنیک‌های درمانی در کودکان مبتلا می‌باشد.
انواع بیماری میتوکندری چیست؟
انواع مختلفی از بیماری‌های میتوکندریایی وجود دارد که برخی از رایج‌ترین آن‌ها عبارت هستند از:
- انسفالوپاتی میتوکندری، اسیدوز لاکتیک و سندرم سکته مغزی (MELAS)
- نوروپاتی ارثی بینایی لبر (LHON)
- سندروم لی
- سندروم Kearns-Sayre (KSS)
- صرع میوکلونیک و بیماری فیبر قرمز رنگ (MERRF)
بیماری های میتوکندری چقدر شایع هستند؟
از هر 5000 نفر یک نفر به بیماری‌های میتوکندریایی ژنتیکی مبتلا است و هر سال حدود 1000 الی 4000 کودک در ایالات متحده با بیماری نقص در میتوکندری متولد می‌شوند؛ در واقع بیماری میتوکندریال در درجه اول کودکان را تحت تاثیر قرار می‌دهد. با توجه به تعداد و نوع علائم و سیستم‌های عضو درگیر، بیماری‌های میتوکندری اغلب با سایر بیماری های رایج تر اشتباه گرفته می‌شوند. این بیماری‌ها پیشرونده هستند و هیچ درمان قطعی برای آن‌ها وجود ندارد.
مترجم: سارا فرخی مشاور و کارشناسی ارشد ژنتیک
