Чому пошкоджуються мітохондрії?

Мітохондрії є для клітин постачальниками життєво необхідної енергії у формі АТФ. Також мітохондрії беруть участь у процесі пошкодження та смерті клітини. Пошкодження мітохондрій може бути індуковано підвищенням вмісту Са2+ у цитозолі, активними формами кисню та гіпоксією.

Таким чином, мітохондрії чутливі практично до всіх видів шкідливих впливів, включаючи отрути. Крім того, причинами деяких спадкових захворювань є мутації в мітохондріальних генах.

Відомі два основні наслідки пошкодження мітохондрій:

- формування в мітохондріальній мембрані високопровідного каналу, який називають мітохондріальною часом. Відкриття цього каналу призводить до зміни мітохондріальної проникності та втрати мембранного потенціалу, а в результаті - до недостатності окисного фосфорилювання, виснаження запасів АТФ, що закінчується некрозом клітини.

Білок циклофілін D є одним із структурних компонентів цих каналів. Циклофілін D являє собою мету для дії імуносупресивного лікарського засобу циклоспорину (використовується для запобігання відторгнення трансплантату).

У деяких експериментальних моделях ішемії циклоспорин зменшував пошкодження клітин, запобігаючи формуванню та відкриття пір і, як наслідок, зміні мітохондріальної проникності. Даний молекулярний вплив - приклад таргетної терапії пошкодженої клітини (клінічна цінність терапії ще не визначена);

- вихід білків, розташованих між внутрішньою та зовнішньою мітохондріальними мембранами та здатними активувати апоптоз, в результаті підвищення проникності зовнішньої мітохондріальної мембрани.
До цих білків відносять цитохром і білки, які активують апоптоз опосередковано, включаючи ферменти каспази. Вихід цих білків у цитозоль може призвести до смерті клітини внаслідок апоптозу.

Наслідки ушкодження мітохондрій, які закінчуються смертю клітини внаслідок некрозу чи апоптозу.
АТФ - аденозинтрифосфат; АФК – активні форми кисню. Механізм транспорту енергії АТФ у клітині:
АдТ - аденінуклеотидилтрансфераза; Кр - креатин; Кф - креатинфосфат;
СМ - субстрати метаболізму; Фн - фосфат неорганічний.

- Рекомендуємо ознайомитись із наступною статтею "Приплив кальцію як механізм ушкодження клітини

1. Етапи оборотного пошкодження клітин та її морфологія
2. Що таке некроз? Морфологія некрозу
3. Варіанти некрозу та їх види
4. Механізми ушкодження клітини (патогенез)
5. Виснаження запасів АТФ як механізм ушкодження клітини
6. Ушкодження мітохондрій клітин та їх наслідки
7. Приплив кальцію як механізм ушкодження клітини
8. Нагромадження вільних радикалів як механізм ушкодження клітини
9. Механізми ушкодження мембрани клітини
10. Механізми пошкодження ДНК та білків клітини

"Аварія на електростанції": мітохондріальні хвороби

Коли відбуваються «поломки» у ДНК наших клітин, зростає ризик розвитку різноманітних захворювань. Але є окремі елементи клітин, що мають власну ДНК, і вона теж може «ламатися». Йдеться про мітохондрії та мітохондріальні хвороби — важкі патології, які поки що людство не вміє лікувати.MedAboutMe з'ясовував, на що «хворіють» мітохондрії та які перспективи у таких пацієнтів.

Проблеми похмілля: чому воно настає і що допоможе впоратися з наслідками алкогольної інтоксикації

Мітохондрії – «електростанції» клітини

Мітохондрії - одні з найцікавіших "пристроїв", що є в нашому організмі. Це «міні-органи» клітин – органели еліпсоїдної форми та діаметром 1 мкм. Їхнє головне заняття — синтез АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти), молекул, у вигляді яких організм запасає енергію. Ще мітохондрії займаються термогенезом, тобто виробленням тепла, і генерують електричний потенціал. Усе це роблять за рахунок аеробного (тобто у присутності кисню) окислення різних органічних речовин. Крім цього, мітохондрії задіяні у процесах апоптозу (запрограмованої загибелі клітин), а також у різних метаболічних процесах – обміні амінокислот, нуклеотидів, холестерину, стероїдів та ліпідів. Більше 80 ферментів знаходяться всередині мітохондрій для забезпечення їхньої роботи.

Мітохондрій найбільше в тих клітинах, які потребують великих витрат енергії: це м'язові волокна, у тому числі серцевий м'яз (міокард) і мозок. Вони число мітохондрій сягає кількох тисяч.

Мітохондрії – унікальні органели, які мають власну ДНК. Це породило свого часу різноманітні теорії про походження цих органел від бактерій, захоплених доісторичними клітинами, які на той момент навіть ядра свого ще не розвинули (прокаріоти).У ході подальшої спільної еволюції більшість необхідних мітохондріям білків (близько 70) стала виробляти клітина-господар — і ці білки виявилися в результаті закодованими в ДНК клітини, а частина (всього 13 білків) — залишилися закодованими в ДНК мітохондрій. Тобто клітина регулює роботу своїх мітохондрій.

На що «хворіють» мітохондрії?

Вчені виявили мітохондрій у м'язах комах у 1850 році. Свою нинішню та остаточну назву органели отримали 1897 року. І лише майже через 100 років виявилося, що мітохондрії можуть бути пов'язані з майже 50 захворюваннями. Кожна з цих хвороб сама по собі відноситься до рідкісних і дуже рідкісних, проте, за оцінками фахівців, у кожної 200 людини є генетичні дефекти мітохондрій.

Цього літа великий відгук викликала історія маленького британця Чарлі Гарда, який народився в серпні 2016 року з рідкісною патологією синдромом виснаження мітохондріальної ДНК. Випадок Чарлі став 16 з відомих медицині на даний момент. Дитина не могла дихати без допомоги апаратури, мала важкі і невиліковні поразки слуху і зору. Влада Великобританії відмовилася відправляти його на лікування до США, мотивувавши це тим, що дорога нуклеозидна терапія у його випадку не допоможе. Суд дав добро на евтаназію малюка всупереч думці батьків та активному громадському руху, що розгорнувся під хештегом #CharlieGard. За дитину заступилися папа римський Франциск та президент США Дональд Трамп. 29 липня, за тиждень до першого дня народження, Чарлі помер. Лікар, який його лікував, назвав історію Чарлі Гарда «мильною оперою», на яку перетворили життя дитини ЗМІ та обивателі.

Не дивно, що збої у роботі таких важливих органел призводять до тяжких патологій. Мітохондрії беруть участь у дуже великій кількості процесів в організмі. Сьогодні виділяють три великі групи мітохондріальних хвороб:

• патології, спричинені дефектом ядерної ДНК, тобто ДНК клітини, де знаходяться мітохондрії;
• патології, причиною яких є дефекти ДНК самих мітохондрій. Спадкування таких хвороб можливе лише по материнській лінії;
• патології, що розвиваються на тлі «поломок» в обох геномах.

Мітохондріальна ДНК не отримала таких систем захисту, як ядерна ДНК. Тому мутації в мітохондріальному геномі відбуваються у 10-20 разів частіше. І ці мутації передаються новим мітохондріям. Це означає, що в одній клітині можуть бути органели з геномами, що відрізняються один від одного. Саме тому мітохондріальні хвороби можуть за ступенем вираженості так сильно відрізнятись один від одного. Найчастіше остаточний діагноз ставиться на фінальних стадіях захворювання.

І це також пояснює, чому іноді хвороби, пов'язані з мітохондріями, розвиваються в ранньому віці, а іноді у дорослої людини. Як накопичився критичний обсяг мутацій, так хвороба себе і починає виявляти. Слід зазначити, чим раніше з'являються симптоми захворювання, тим менше шансів у пацієнта на довге і відносно нормальне життя. І досі лише чверть людей із мітохондріальними хворобами встигають отримати правильний діагноз.

У серпні цього року дослідники з Дитячої лікарні Філадельфії повідомили, що мутації мітохондріальної ДНК можуть відігравати роль у розладах аутистичного спектру (РАС).

Симптоми мітохондріальних хвороб

Хоча хвороб налічується досить багато, у них є деякі загальні симптоми, характерні для всіх захворювань, пов'язаних із «поломкою» мітохондрій. У перелік цих симптомів входять:

• затримка психомоторного розвитку та деменція;
• тяжкі захворювання очей: катаракта, ураження зорових нервів, дегенерація сітківки, офтальмоплегія (параліч очних м'язів);
• хвороби слуху (нейросенсорна приглухуватість);
• захворювання підшлункової залози та печінки;
• хвороби серця (кардіоміопатії);
• ураження нервової системи (порушення провідності, міоклонічна епілепсія, полінейропатії) та головного мозку (енцефалопатії);
• інсультоподібні та коматозні стани;
• м'язова слабкість, атаксія (порушення моторики та координації рухів), атрофія мускулатури;
• тубулопатії (ціла група хворобливих станів, пов'язана з порушенням транспорту різних речовин через мембрану клітини) та ін.

Нерідко мітохондріальні хвороби приймають інші захворювання — цукровий діабет, хвороби зору, печінкова і ниркова недостатність і навіть аутизм.

Чоловіки вчетверо частіше страждають від сліпоти, викликаної мітохондріальною хворобою «спадкова оптична нейропатія Лебера», ніж жінки. Вчені пояснюють це захисною дією естрогенів, які підвищують антиоксидантну активність у мітохондріях.

Як виявляють мітохондріальні хвороби?

Для діагностики мітохондріальних хвороб проводять низку аналізів:

Гіперкетонемія (надлишок кетонових тіл) говорить про порушення метаболізму вуглеводу, жирів та білків.

Лактат (молочна кислота) - результат роботи м'язів, у яких, як ми пам'ятаємо, багато мітохондрій. Лактат повинен у нормі перетворюватися на піруват (піровиноградна кислота).Цей аналіз дозволяє виявити збої в мітохондріальному окисненні пірувату. Про можливу наявність мітохондріального захворювання говорять підвищені рівні і лактату, і пірувату, і високий показник їх співвідношення, особливо після фізичних навантажень.

Це стан, коли в сироватці надто багато кислот. При мітохондріальних хворобах говорять про лактатацидоз — надлишок молочної кислоти.

При мітохондріальних енцефаломіопатіях дивляться пробу м'язової тканини під мікроскопом. Величезні мітохондрії розташовуються по краях міоцитів (м'язових волокон), що надає клітині вигляду червоного обода з нерівним краєм.

Це один із ключових аналізів, що дозволяє виявити мутації, які призвели до захворювання. Сьогодні саме у цьому напрямі ведуться основні дослідження з ранньої діагностики мітохондріальних хвороб. Про успіхи в цій галузі регулярно заявляють різні наукові групи з усього світу, проте поки що нові методи не введені в клінічну практику.

Чи можна "вилікувати" мітохондрії?

Це група генетичних патологій, виліковувати які медицина поки що не навчилася. Тому основні цілі симптоматичної терапії: вивести надлишок молочної кислоти та знизити або зовсім зупинити прояви ацидозу. Пацієнти з мітохондріальними хворобами отримують лікування за двома основними напрямками:

Пацієнтам призначають препарати, що підвищують ефективність тканинного дихання, тобто реакцій, що протікають за наявності кисню: аскорбінова кислота, вітаміни групи В, коензим Q10, цитохром С та ін.

Для цього призначаються антиоксиданти (вітамін Е, наприклад) та препарати з групи мембранопротекторів.Крім вітамінотерапії, призначається певна дієта, також покликана якомога зменшити прояви хвороби.

Хоча поки немає способу вилікувати мітохондріальну хворобу, рання діагностика дає шанс таким людям або знизити прояви хвороби за допомогою симптоматичної терапії, або потрапити до учасників клінічних випробувань. Можливо, це хоча б призведе до покращення якості їхнього життя.

Профілактика «на трьох»

Минулого року весь світ облетіла новина: на території Мексики народилася дитина від трьох батьків. "Потрійне батьківство" - варіант ЕКО, що дозволяє замінити "погані" мітохондрії на "хороші", від третьої людини. Є чоловік-батько зі здоровими сперматозоїдами, є жінка-мати з мутацією у мітохондріях. У її яйцеклітину пересідають мітохондрії жінки-донора. В результаті дитина отримає ДНК від батька, ДНК від матері та мітохондріальну ДНК від донора. Поки що малюк нормально розвивається, і жодних ознак хвороби у нього не спостерігається. Цілком імовірно, що такий метод профілактики в найближчому майбутньому стане такою ж звичайною процедурою, як і ЕКО.

Спроба вирішити проблему мітохондріальних хвороб генетично підняла серйозне етичне питання «потрійного» батьківства. Наразі остаточного рішення немає. Великобританія дозволила у себе проведення досліджень у цій галузі та операцій з пересадки мітохондрій. У переважній більшості країн світу, включаючи США, ця процедура перебуває під забороною.

На закінчення слід зазначити, що багато процесів, які у мітохондріях, пов'язані з старінням.І вчені сподіваються, що, розібравшись у генетичних причинах мітохондріальних хвороб, вони зможуть наблизитись і до вирішення проблеми старіння людини.

Мітохондрії: захворювання та дисфункція

Але якщо вони починають працювати зі збоями, вільні радикали можуть наповнити клітину, що може викликати ряд проблем зі здоров'ям.

Мітохондріальна дисфункція та пов'язані з нею захворювання

Резюме: чому мітохондрії такі важливі

Правильно функціонуючі мітохондрії мають вирішальне значення для здоров'я, оскільки вони є основним джерелом енергії для клітини. окислювальний стрес призводить до вікових захворювань. Через величезну роль мітохондрій в клітині дисфункція мітохондрій пов'язана з сотнями захворювань [1, 2, 3].

Крім того, ряд метаболічних порушень пов'язаний з генетичними мутаціями або в мітохондріальній, або в ядерній ДНК. Ці мутації можуть передаватися у спадок або виникати випадково [2].

Зверніть увагу, що хоча мітохондріальна дисфункція спостерігається при цих станах або пов'язана з ними, вона не обов'язково є причиною (або навіть причиною). сумніваєтеся, ваш лікар може допомогти вам зрозуміти роль мітохондрій у вашому здоров'ї.

Мітохондрії виробляють енергію та видаляють старі, пошкоджені клітини.Але оскільки мітохондрії використовують кисень, їхня дисфункція може призвести до накопичення клітинних відходів та вільних радикалів.

1) Дослідження раку

Раковим клітинам потрібні мітохондрії для забезпечення росту пухлин. Ракові клітини, як правило, мають збільшену кількість мітохондрій, що забезпечують цю енергію. Мітохондріальне збільшення опосередковується незалежно різними факторами транскрипції чи білками, які ініціюють продукцію специфічних генів [1].

З іншого боку, ракові клітини збільшують оборот мітохондрій, що нагромадили вільні радикали. Окислювальний стрес збільшується у ракових клітинах, що ушкоджує навколишні тканини [4].

Однією з відмінних ознак раку є здатність клітини уникати запрограмованої клітинної загибелі (апоптоза). У нормі мітохондрії здорових клітин запускали б цей процес, якщо клітина реплікувалася занадто часто або дуже швидко. Однак у ракових клітинах запрограмованої загибелі клітин вдається уникнути за рахунок посилення руйнування мітохондрій, що нагромадили вільні радикали. Вони також включають антиоксидантні шляхи, щоб окислювальний стрес не викликав загибель клітин [4, 1].

Мітохондрії ракових клітин мають нижчі рівні білків, що сприяють загибелі клітин (BAX /BAK), та/або вищі рівні білків, що запобігають загибелі клітин (BCL-2 /BCL-XL) [4, 1].

Мережа мітохондрій у ракових клітинах також відрізняється. Ракові клітини мають більше фрагментовані мітохондрії (за рахунок збільшення мітохондріального поділу та зменшення злиття) [4].

Ракові клітини також по-різному виробляють енергію за допомогою процесу, відомого як ефект Варбурга. Виробництво енергії в основному здійснюється без кисню (анаеробно), за допомогою гліколізу. Це може бути викликано відключенням мітохондріальної функції, щоб уникнути апоптозу [4, 1].

Аеробне дихання через цикл Кребса та окисне фосфорилювання все ще відбуваються в ракових клітинах, але меншою мірою.

Вчені вважають, що мітохондріальна дисфункція може грати роль виникнення раку, але це недостатньо доведено.

2) Нейродегенеративні захворювання

Мітохондріальна дисфункція є основною причиною вікових нейродегенеративних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера, БАС та хвороба Паркінсона. Накопичення вільних радикалів із віком призводить до пошкодження ДНК та білків. Мітохондрії накопичують дефектні білки, які викликають втрату вироблення енергії і, зрештою, загибель клітин [3].

Було помічено, що мітохондрії поводяться по-різному (будуть дисфункціональними) при певних нейродегенеративних захворюваннях, таких як хвороба Альцгеймера та хвороба Паркінсона.

Хвороба Альцгеймера

• Бета-амілоїдні білки накопичуються навколо зовнішньої мітохондріальної мембрани.
• Це накопичення знижує вироблення АТФ, збільшує окисний стрес і зрештою викликає загибель клітин.
• Бета-амілоїд збільшує продукцію мітохондріального білка.
• Мітохондріальні ферменти мають знижену активність, що призводить до зниження рівня АТФ.
• Мітохондрії зазнають структурних змін усередині клітини. Замість того, щоб існувати в довгих трубках (мітохондріальне злиття), мітохондрії фрагментуються на маленькі шматочки всередині клітини (поділ).Це посилює загальну дисфункцію клітин головного мозку, що спостерігається у пацієнтів із хворобою Альцгеймера [3].

Хвороба Паркінсона

• Відмінною рисою хвороби Паркінсона є накопичення білка альфа-синуклеїну, що призводить до загибелі клітин та втрати нейронів.
• У пацієнтів із хворобою Паркінсона цей білок накопичується в мітохондріях, що призводить до посилення окислювального стресу та зниження вироблення енергії.
• Білок паркін (убіквітінлігаза Е3) та білок PINK1 відповідають за маркування пошкоджених мітохондрій для руйнування. У пацієнтів із хворобою Паркінсона низький рівень цих білків.
• Пошкоджені, мітохондрії, що малофункціонують, не деградують і залишаються в клітині.
• Альфа-синуклеїн продовжує накопичуватися, що призводить до нейродегенерації [5].

Мітохондріальна дисфункція пов'язана із змінами головного мозку, характерними для хвороб Альцгеймера та Паркінсона.

3) Діабет

Неправильна функція мітохондрій спостерігалася у пацієнтів з діабетом як 1-го, так і 2-го типу. Крім нестачі глюкози для дихання, мережа та форма мітохондрій у клітинах хворих на діабет можуть бути аномальними [6, 1].

У хворих на діабет мітохондрії розбиті на дрібні фрагментовані мережі (підвищений поділ, знижене злиття) по всій клітині. Це спостерігалося при діабеті як 1-го, і 2-го типу [6].

Діабет типу 2 характеризується резистентністю клітин до інсуліну, що знижує кількість глюкози, доступної для дихання. Це знижує вироблення АТФ і, отже, енергію, доступну клітині [6].

Невідомо, чи мітохондріальна дисфункція є причиною резистентності до інсуліну або її симптомом. Деякі дослідники припустили, що Мітохондріальна дисфункція може бути причиною резистентності до інсуліну, а чи не симптомом [6].

У пацієнтів з діабетом 2 типу знижено рівень мітохондріальних білків, які відповідають за вироблення енергії [6, 1].

Діабет 2 типу може бути відзначений поганою функцією мітохондрій, але для підтвердження цього потрібні додаткові дослідження.

4) Серцева недостатність

Клітини серця значною мірою залежать від мітохондрій, які забезпечують роботу серця. Мітохондріальна дисфункція пов'язана з серцевою недостатністю через накопичення окислювального стресу [1].

У пацієнтів із серцевою недостатністю активність мітохондрій знижена. Мітохондрії мають нижчу активність в електронно-транспортних ланцюгах. Це викликано втратою постачання мітохондрій киснем [1].

Оскільки надходження кисню зменшується, електрони в електронно-транспортному ланцюзі не можуть бути підхоплені киснем. Це призводить до накопиченню електронів, які виробляють вільні радикали [1].

5) Синдром хронічної втоми

Синдром хронічної втоми, широко відомий як СХУ, є суперечливим і довічним розладом, що характеризується тривалими (більше 6 місяців) симптомами сильної втоми, які можуть знизити здатність людини виконувати повсякденні функції більш ніж на 50%. Пацієнти з СХУ страждають від багатьох інших симптомів, включаючи [7]:

• Занепокоєння
• Депресія
• Головний біль
• М'язовий біль
• Когнітивна дисфункція

Хоча колись це вважалося хворобою розуму, все більше даних вказує на мітохондріальну дисфункцію як одну з провідних можливих причин цього розладу [8].

Численні клінічні випробування були проведені та дали змішані результати. На думку деяких дослідників, СХУ може бути пов'язаний з однією або декількома з наступних мітохондріальних аномалій [9]:

• Менша мітохондріальна форма та кількість
• Зниження рівня L-карнітину, ALCAR, убіхінону або CoQ10
• Зниження активності білка в ланцюзі переносу електронів (окисне фосфорилювання)
• Зниження виробництва АТФ

Низка досліджень показала, що не було ніяких суттєвих відмінностей у мітохондріальній структурі або функції здорових та нормальних пацієнтів. Необхідні подальші дослідження, щоб повністю зрозуміти причину цього стану, роль мітохондріальної дисфункції та способи ефективного лікування пацієнтів.

Зв'язок між мітохондріальною дисфункцією та синдромом хронічної втоми був запропонований, але так і не підтверджений.

6) Генетичні розлади

Генетичні мутації в мітохондріальних генах можуть призвести до мітохондріальної дисфункції за допомогою одного або більше з 5 різних механізмів [2]:

• Нездатність використовувати інші молекули (субстрати) для виробництва енергії
• Неправильний цикл Кребса
• Дефектне виробництво енергії через ланцюг перенесення електронів (окисне фосфорилювання)
• Дефектний транспорт молекул у мітохондрії та з мітохондрій
• Дефектні білки в ланцюзі переносу електронів

Ці дефекти можуть бути викликані мутаціями в мітохондріальній та/або ядерній ДНК. Крім того, дефекти можуть виникати, коли мітохондріальна ДНК не може зв'язуватися з ядерною ДНК [2].

Деякі метаболічні захворювання, спричинені мутаціями мітохондріальної та/або ядерної ДНК, включають [2, 1]:

• Синдром виснаження мтДНК (МДС): МДС відноситься до групи захворювань, будь-яке з яких пов'язане з дисфункцією мітохондріальної ДНК.Це може призвести до різних аномалій розвитку, м'язів та головного мозку. Багато відомих мітохондріальних захворювань є результатом МДС.
• Мітохондріальна міопатія: мітохондріальне захворювання, яке викликає проблеми з м'язами, такі як слабкість, непереносимість фізичних вправ, утруднене дихання або проблеми із зором.
• Мітохондріальна енцефаломіопатія, лактоацидоз та інсультоподібні епізоди (MELAS): мітохондріальне захворювання, що вражає мозок і м'язи по всьому тілу. Інсультоподібні епізоди та накопичення молочної кислоти призводять до недоумства, блювоти, сильного болю та м'язової слабкості.
• Дефіцит CoQ10: дефіцит коферменту Q10, білка, що є частиною ланцюга перенесення електронів.
• Мітохондріальна нейрогастроінтестинальна енцефаломіопатія (MNGIE): рідкісне мітохондріальне захворювання, яке в першу чергу вражає мозок та травну систему. М'язи та нерви травної системи не проштовхують їжу належним чином через систему.
• Мітохондріальний діабет: називається діабетом і глухотою по материнській лінії (MIDD), підтипом діабету, викликаним єдиною мутацією мітохондріальної ДНК (у положенні 3243). Захворювання призводить до втрати слуху та діабету, подібного типу 1.
• Мутації POLG: ген, що кодує гамма-субодиницю ДНК-полімерази, активну (каталітичну) частину мітохондріального білка, що відповідає за синтез ДНК. Мутації у цьому гені призводять до порушення продукції мітохондріальних білків та багатьох мітохондріальних захворювань.

Різні мутації в мітохондріальних генах можуть призводити до мітохондріальної дисфункції та цілого ряду метаболічних захворювань.

Ефект мітохондріального вузького місця

Наявність мутацій у мітохондріальній ДНК не обов'язково означає, що ви передаватимете захворювання. На думку деяких дослідників, частка клітин, що несуть мутовані мітохондрії, може бути значно вищою, ніж клітин, що несуть здорові мітохондрії, щоб захворювання виявляло симптоми [10].

Під час виробництва жіночої яйцеклітини (ооциту) кожна яйцеклітина нестиме випадковий набір копій мітохондріальної ДНК. Деякі копії можуть нести мутації, тоді як деякі можуть бути абсолютно нормальними. У міру того, як яйцеклітина дозріває і готується до запліднення, багато мітохондрій реплікуються випадковим чином. Це може знизити можливість успадкування мутантних мітохондрій [10].

Це означає, що коли мати несе сильно мутантні мітохондрії, її потомство не обов'язково нестиме цю ознаку [10].

Якщо достатня кількість клітин несе мутантну мітохондріальну ДНК — наприклад, понад 50% клітин в організмі — цілком імовірно, що дитина матиме асоційоване захворювання.

Запобігання наслідування дисфункціональної мітохондріальної ДНК (мтДНК)

Нові технології можуть запобігти передачі мітохондріальної ДНК, що мутувала, від матері до потомства. Новий метод, званий екстракорпоральним заплідненням від 3 батьків, полягає у заміні ядерної ДНК матері на ядерну ДНК донорської жіночої яйцеклітини зі здоровою мітохондріальною ДНК. Отже, донорська яйцеклітина несе генетичну інформацію від матері, але в ній відсутня мітохондріальна ДНК, що мутувала, яку вона також несе.

Потім за допомогою екстракорпорального запліднення яйцеклітина штучно осіменюється батьковою спермою.Потім запліднена яйцеклітина повторно вводиться в матку матері, де може прикріпитися до матки [11].

Нащадок матиме всі фізичні характеристики своїх біологічних батьків, бо ядерна ДНК не зміниться. Єдина відмінність полягає в тому, що ця дитина матиме правильну мітохондріальну функцію, на відміну від матері, яка є носієм мутованих копій мітохондріальної ДНК [11].

Можливі ознаки та симптоми мітохондріальної дисфункції

Деякі дослідники виявили можливі ознаки того, що мітохондрії не функціонують належним чином. Це включає:

• Почуття надмірної втоми [12]
• Нездатність займатися спортом протягом тривалого часу [13]
• Задишка, особливо під час фізичних вправ [14, 15]
• Погане зростання кісток та здоров'я [16]
• Труднощі з контролем рухів, балансу та координації (атаксія) [17]
• Труднощі при ходьбі чи розмові [18]
• М'язова слабкість та біль [19]
• Захворювання серцевого м'яза (кардіоміопатія) [20]
• Проблеми з кишечником та травленням [21]
• Захворювання печінки та нирок [22]
• Опущені повіки, втрата зору та інші проблеми з очима [23]
• Діабет та інші гормональні порушення [6, 24]
• Поганий слух [25]
• Мігрень, інсульти та судоми [26, 27]
• Труднощі із запам'ятовуванням речей [27]
• Затримка розвитку [28]
• Аутизм [29]
• Рецидивні інфекції [30, 31]

Зверніть увагу, що ці симптоми можуть мати безліч причин, крім мітохондріальної дисфункції. Насправді, вони, швидше за все, пов'язані з іншою діагностованою та виліковною проблемою зі здоров'ям, яку ваш лікар може визначити та вирішити.

Якщо ви зараз страждаєте від подібних симптомів, і вони в даний час не лікуються, ми рекомендуємо поговорити з лікарем, щоб визначити найкращий план лікування або управління вашим здоров'ям.

Мітохондрії виробляють енергію (АТФ), переробляють частини клітин, які можна використовувати повторно, і видаляють старі та пошкоджені клітини, які не підлягають відновленню.

Але оскільки мітохондрії використовують кисень, надлишок їх побічних продуктів може спричинити окислювальний стрес. Коли мітохондрії руйнуються, вільні радикали та клітинні відходи можуть затопити клітини та завдати шкоди.

Мутації в мітохондріальних генах можуть призвести до мітохондріальної дисфункції та цілого ряду метаболічних захворювань. Мітохондріальна дисфункція також пов'язана з нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера, та хронічними захворюваннями, такими як діабет та серцева недостатність.

Симптоми мітохондріальної дисфункції можуть відрізнятися від людини до людини і можуть включати, серед іншого, втому, задишку, проблеми з координацією та неврологічні проблеми.