Митохондриальные заболевания у детей. Митохондриальные заболевания (цитопатии) Лечение нарушений митохондриального окисления

Чарли Гард, неизлечимо больной младенец в Великобритании, получает международное внимание, поскольку его родители ищут экспериментальное лечение, которое, как они надеются, может помочь их сыну, чей редкий тип «истощения ДНК» обычно приводит к смерти в первые несколько месяцев жизни. Но что вызывает это состояние и почему оно оказывает такое разрушительное воздействие на организм?

Чарли Гард с родителями

Чарли родился 4 августа 2016 года и был госпитализирован в Большую Ормонд-стрит-больницу в Лондоне с октября, согласно The New York Times. Сообщается, что 11-месячный ребенок не может дышать саме, имеет судороги, слепой и глухой. Его родители хотят отвезти его в Соединенные Штаты на экспериментальное лечение, но врачи не согласились, заявив, что лечение не поможет и только продлит страдания Чарли. Вместо этого в больнице пришли к выводу, что самым гуманным решением будет эвтаназия.

Это дело возобновило дискуссию о правах родителей на обращение со своими детьми. Несколько британских судов встали на сторону больницы. Однако его родители сказали, что больница отложила эвтаназию, чтобы дать им больше времени для прощания с их ребенком.

Энцефаломиопатический митохондриальный синдром истощения ДНК вызван мутациями в генах, которые помогают поддерживать ДНК, обнаруженную внутри митохондрий («электростанции» клеток), которые превращают питательные вещества в энергию и имеют свой собственный набор ДНК.

В случае с Чарли, мутация находится в гене под названием RRM2B, который участвует в создании этой митохондриальной ДНК. Мутация приводит к уменьшению количества митохондриальной ДНК и препятствует нормальной работе митохондрий.

Болезнь влияет на многие органы тела, но особенно на мышцы, мозг и почки, имеющие высокие энергетические потребности. Это может вызвать мышечную слабость, микроцефалию (размер головы меньше, чем у нормального), проблемы с почками, судороги и потерю слуха. Слабость мышц, используемых для дыхания, может привести к серьезным проблемам с дыханием и, в случае с Чарли, потребовалась вентиляция.

Болезнь крайне редкая. До случая Чарли только около 15 младенцев по всему миру имели эту конкретную форму синдрома истощения митохондриальной ДНК.

Симптомы обычно начинаются очень рано. По словам Таймс, Чарли начал показывать признаки, когда ему было всего несколько недель. И дети с этим состоянием обычно не выживают за пределами младенчества. В обзоре 2008 года случаев семи детей с синдромом истощения митохондриальной ДНК из-за мутаций в гене RRM2B все умерли до того, как они достигли 4-месячного возраста.

В соответствии с обзором Вашингтонского университета нет лечения, только управление симптомами, такими как обеспечение питательной поддержки или вентиляция для оказания помощи при дыхании.

Родители Чарли сказали, что хотят, чтобы у их сына было экспериментальное лечение, называемое терапией нуклеозидом, это недоказанное лечение, направленное на материалы ДНК, которые его клетки не могут произвести. Это лечение ранее использовалось для пациентов с менее выраженной формой истощения митохондриальной ДНК, известной как мутация TK2, согласно Times. Однако терапия никогда не использовалась при мутации RRM2B. И даже врач, который изначально согласился помочь Гардам в этом лечении, позже признал, что терапия вряд ли поможет Чарли, потому что ребенок был на поздних стадиях болезни.

Недавно, детская больница Bambino Ges hospital в Италии спросила, может ли ребенок быть перевезен к ним, но Great Ormond Street отказалась переместить его, сославшись на юридические причины, согласно The Washington Post. Министр иностранных дел Великобритании Борис Джонсон также сказал, что это «решение по-прежнему руководствуются экспертным медицинским заключением, поддержанным судами».

Ключевые слова

НОВОРОЖДЕННЫЕ ДЕТИ / МИТОХОНДРИАЛЬНОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ / СИНДРОМ ИСТОЩЕНИЯ МТДНК 13-ГО ТИПА / ЭНЦЕФАЛОМИОПАТИЯ / ЛАКТАТ-АЦИДОЗ / НЕОНАТАЛЬНАЯ МАНИФЕСТАЦИЯ / ГЕН FBXL4 / NEWBORNS / MITOCHONDRIAL DISORDER / 13 TYPE MTDNA DEPLETION SYNDROME / ENCEPHALOMYOPATHY / LACTIC ACIDOSIS / NEONATAL MANIFESTATION / FBXL4 GENE

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы - Дегтярева А.В., Степанова Е.В., Иткис Ю.С., Дорофеева Е.И., Нароган М.В.

Представлено клиническое наблюдение ребенка с ранней неонатальной манифестацией редкого наследственного заболевания синдрома истощения митохондриальной ДНК (мтДНК) 13-го типа, подтвержденного лабораторно в России. Мутации в гене FBXL4 являются причиной нарушения репликации мтДНК и снижения активности комплексов дыхательной цепи митохондрий, следствием чего служит нарушение функционального состояния различных органов и систем, в первую очередь мышечной системы и головного мозга. Антенатально у ребенка был диагностирован гидронефроз справа, субэпендимальные кисты головного мозга, частичная кишечная непроходимость на фоне многоводия. Состояние резко ухудшилось к концу первых суток жизни. Отмечался клинический симптомокомплекс сепсиса, выраженный синдром угнетения, мышечной гипотонии, декомпенсированный метаболический лактат-ацидоз , повышение концентрации митохондриальных маркеров в плазме крови и моче, а также изменения в области базальных ганглиев головного мозга. Дифференциальный диагноз проводился с наследственными заболеваниями, протекающими по типу «сепсисподобного» симптомокомплекса с лактат-ацидозом : группа нарушений обмена аминокислот, органических кислот, дефектов ß-окисления жирных кислот, болезни дыхательной цепи митохондрий, гликогеновая болезнь. Синдром истощения мтДНК 13-го типа имеет неблагоприятный прогноз, однако точная диагностика имеет исключительно важное значение для медико-генетического консультирования и позволяет предотвратить повторное рождение больного ребенка в семье.

Текст научной работы на тему «Клиническое наблюдение пациента с синдромом истощения митохондриальной ДНК»

Клиническое наблюдение пациента с синдромом истощения митохондриальной ДНК

А.В. Дегтярева1,3, Е.В. Степанова1, Ю.С. Иткис2, Е.И. Дорофеева1, М.В. Нароган1,3, Л.В. Ушакова1, А.А. Пучкова1, В.Г. Быченко1, П.Г. Цыганкова2, Т.Д. Крылова2, И.О. Бычков2

1ФГБУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава РФ, Москва;

2ФГБНУ «Медико-генетический научный центр», Москва;

3ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава РФ, Москва, Россия

Clinical case of Mitochondrial DNA Depletion

A.V. Degtyareva1,3, E.V. Stepanova1, Yu.S. Itkis2, E.I. Dorofeeva1, M.V. Narogan1,3,

L.V. Ushakova1, A.A. Puchkova1, V.G. Bychenko1, P.G. Tsygankova2, T.D. Krylova2, I.O. Bychkov2

1«Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology» Ministry of Healthcare of the Russian Federation 2FSBI «Research Center for Medical Genetics»

3First Moscow state medical University I.M. Sechenov of Ministry of Healthcare

Представлено клиническое наблюдение ребенка с ранней неонатальной манифестацией редкого наследственного заболевания - синдрома истощения митохондриальной ДНК (мтДНК) 13-го типа, подтвержденного лабораторно в России. Мутации в гене FBXL4 являются причиной нарушения репликации мтДНК и снижения активности комплексов дыхательной цепи митохондрий, следствием чего служит нарушение функционального состояния различных органов и систем, в первую очередь мышечной системы и головного мозга. Антенатально у ребенка был диагностирован гидронефроз справа, субэпендимальные кисты головного мозга, частичная кишечная непроходимость на фоне многоводия. Состояние резко ухудшилось к концу первых суток жизни. Отмечался клинический симптомокомплекс сепсиса, выраженный синдром угнетения, мышечной гипотонии, декомпенсированный метаболический лактат-ацидоз, повышение концентрации митохондриальных маркеров в плазме крови и моче, а также изменения в области базальных ганглиев головного мозга. Дифференциальный диагноз проводился с наследственными заболеваниями, протекающими по типу «сепсисподобного» симптомокомплекса с лактат-ацидозом: группа нарушений обмена аминокислот, органических кислот, дефектов р-окисления жирных кислот, болезни дыхательной цепи митохондрий, гликогеновая болезнь. Синдром истощения мтДНК 13-го типа имеет неблагоприятный прогноз, однако точная диагностика имеет исключительно важное значение для медико-генетического консультирования и позволяет предотвратить повторное рождение больного ребенка в семье.

Ключевые слова: новорожденные дети, митохондриальное заболевание, синдром истощения мтДНК 13-го типа, энцефало-миопатия, лактат-ацидоз, неонатальнаяманифестация, генFBXL4.

Для цитирования: Дегтярева А.В., Степанова Е.В., Иткис Ю.С., Дорофеева Е.И., Нароган М.В., Ушакова Л.В., Пучкова А.А., Быченко В.Г., Цыганкова П.Г., Крылова Т.Д., Бычков И.О. Клиническое наблюдение пациента с синдромом истощения митохондриальной ДНК. Рос вестн перинатол и педиатр 2017; 62:(5): 55-62. DOI: 10.21508/1027-4065-2017-62-5-55-62

Abstract: The article reports clinical case of early neonatal manifestation of a rare genetic disease - mitochondrial DNA depletion syndrome, confirmed in laboratory in Russia. Mutations of FBXL4, which encodes an orphan mitochondrial F-box protein, involved in the maintenance of mitochondrial DNA (mtDNA), ultimately leading to disruption of mtDNA replication and decreased activity of mitochondrial respiratory chain complexes. It"s a reason of abnormalities in clinically affected tissues, most of all the muscular system and the brain. In our case hydronephrosis on the right, subependimal cysts of the brain, partial intestinal obstruction accompanied by polyhydramnios were diagnosed antenatal. Baby"s condition at birth was satisfactory and worsened dramatically towards the end of the first day of life. Clinical presentation includes sepsis-like symptom complex, neonatal depression, muscular hypotonia, persistent decompensated lactic acidosis, increase in the concentration of mitochondrial markers in blood plasma and urine, and changes in the basal ganglia of the brain. Imaging of the brain by magnetic resonance imaging (MRI) demonstrated global volume loss particularly the subcortical and periventricular white matter with significant abnormal signal in bilateral basal ganglia and brainstem with associated delayed myelination. Differential diagnosis was carried out with hereditary diseases that occur as a «sepsis-like» symptom complex, accompanied by lactic acidosis: a group of metabolic disorders of amino acids, organic acids, p-oxidation defects of fatty acids, respiratory mitochondrial chain disorders and glycogen storage disease. The diagnosis was confirmed after sequencing analysis of 62 mytochondrial genes by NGS (Next Generation Sequencing). Reported disease has an unfavorable prognosis, however, accurate diagnosis is very important for genetic counseling and helps prevent the re-birth of a sick child in the family.

Key words: newborns, mitochondrial disorder, 13 type mtDNA depletion syndrome, encephalomyopathy, lactic acidosis, neonatal manifestation, FBXL4 gene.

For citation: Degtyareva A.V., Stepanova E.V., Itkis Yu.S., Dorofeeva E.I., Narogan M.V., Ushakova L.V., Puchkova A.A., Bychenko V.G., Tsygankova P.G., Krylova T.D., Bychkov I.O. Clinical case of FBXL4-Related Encephalomyopathic Mitochondrial DNA Depletion. Ros Vestn Perinatal i Pediatr 2017; 62:(5): 55-62 (in Russ). DOI: 10.21508/1027-4065-2017-62-5-55-62

Митохондрии представляют собой сложные орга-неллы, которые играют ключевую роль в гоме-остазе клетки . Они являются основным источником синтеза внутриклеточной энергии в виде молекул АТФ, тесно вовлечены в процессы кальциевого и свободнорадикального обмена, а также участвуют в апоптозе. Ткани и органы, особенно зависимые от этих функций, первыми страдают при митохон-дриальных болезнях - больше всего это сказывается на мышечной ткани, нервной и эндокринной системах . Большинство митохондриальных заболеваний имеют прогрессирующий характер, приводят к инвалидности и преждевременной смерти. Эти болезни относят к редким, с частотой распространенности 1-1,5: 5000-10 000 новорожденных . Митохондриальные заболевания могут развиться в любом возрасте. Около 30% случаев манифестируют в неонатальном периоде .

Согласно генетической классификации, митохон-дриальные болезни разделяют на следующие группы: 1) заболевания, вызванные точковыми мутациями ми-тохондриальной ДНК (мтДНК) - синдромы MELAS, MERRF, LHON, NARP, имеющие материнское наследование; 2) заболевания, обусловленные единичными крупными перестройками мтДНК - синдромы Кирнса-Сейра, Пирсона; 3) болезни, связанные с мутациями в ядерных генах структурных белков

Адрес для корреспонденции: Дегтярева Анна Владимировна - д.м.н., зав. по клинической работе отдела неонатологии и педиатрии Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова, проф. кафедры неонатологии Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова, ORCID 0000-0003-0822-751X Степанова Екатерина Владимировна - ординатор Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Дорофеева Елена Игоревна - к.м.н., зав. по клинической работе отделения хирургии новорожденных отдела неонатологии и педиатрии Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова

Нароган Марина Викторовна - д.м.н., вед. научн. сотр. отделения патологии новорожденных и недоношенных детей отдела неонатологии и педиатрии Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова, проф. кафедры неонатологии Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова Ушакова Любовь Витальевна - к.м.н., врач-невролог научно-консультативного педиатрического отделения отдела неонатологии и педиатрии Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова

Пучкова Анна Александровна - к.м.н., зав. по клинической работе научно-консультативного педиатрического отделения отдела неонатоло-гии и педиатрии Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова

Быченко Владимир Геннадьевич - к.м.н., зав. отделением лучевой диагностики Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова 117997 Москва, ул. академика Опарина, д. 4

Иткис Юлия Сергеевна - научный сотрудник Медико-генетического научного центра

Крылова Татьяна Дмитриевна - врач-лабораторный генетик Медико-генетического научного центра

Бычков Игорь Олегович - аспирант Медико-генетического научного центра 115478 Москва, ул. Москворечье, д.1

дыхательной цепи митохондрий, - синдром Ли, младенческие энцефаломиопатии, наследующиеся ауто-сомно-рецессивно или Х-сцепленно; 4) болезни, связанные с мутациями в ядерных генах белков-переносчиков и сборщиков комплексов дыхательной цепи митохондрий, - синдром Ли, младенческие энцефа-ломиопатии, наследующиеся аутосомно-рецессивно или Х-сцепленно; 5) заболевания, связанные с мутациями в ядерных генах, ответственных за биогенез мтДНК, - синдромы истощения мтДНК с аутосом-но-рецессивным типом наследования.

Одним из биохимических маркеров митохондри-альных болезней является высокий уровень лактата в крови . В комплекс первой линии обследований при подозрении на эту патологию входит определение содержания аминокислот, ацилкарнитинов и органических кислот в крови и моче . Недавно была показана высокая информативность определения концентрации фактора роста фибробластов-21 (FGF-21) и ростового фактора дифференцировки-15 (GDF-15) в плазме крови , однако эффективность этих биомаркеров для диагностики отдельных групп митохондриальных болезней по-прежнему исследуется различными группами ученых . Окончательный диагноз митохондриального заболевания устанавливается на основании результата мо-лекулярно-генетического анализа.

В настоящее время не существует эффективных методов лечения митохондриальных болезней. Симптоматическая терапия основана на использовании метаболических препаратов, таких как коэнзим Q10, креатин моногидрат, рибофлавин, идебенон, кар-нитин, тиамин, дихлорацетат и др. Также следует уделять особое внимание питанию ребенка; рекомендован переход на низкобелковую диету с использованием в рационе большого количества жиров. Противопоказано использование препаратов валь-проевой кислоты и барбитуратов .

Синдромы истощения мтДНК представляют собой клинически и генетически гетерогенную группу заболеваний, наследуемых по аутосомно-рецессив-ному типу и вызванных мутациями в генах, поддерживающих биогенез и целостность мтДНК . При таких нарушениях происходит снижение числа копий мтДНК в пораженных тканях без ее структурного повреждения. Клинически выделяют три формы заболеваний, связанных со снижением ко-пийности мтДНК: энцефаломиопатическую, ми-опатическую и гепатоцеребральную. Известно 20 генов, мутации которых ведут к синдромам истощения мтДНК: ABAT, AGK, C10ORF2 (TWINKLE), DGUOK, DNA2, FBXL4, MFN2, MGME1, MPV17, OPA1, POLG, POLG2, RNASEH1, RRM2B, SLC25A4, SUCLA2, SUCLG1, TFAM, TK2, TYMP . В Российской Федерации в лаборатории наследственных болезней обмена веществ Медико-генетического научного центра были диагностированы у 36 пациентов

синдромы истощения мтДНК с мутациями в генах POLG и TWINKLE (энцефаломиопатическая и гепа-тоцеребральная формы), DGUOK и MPV17 (гепато-церебральная форма), что составило существенную долю от всех ранних форм митохондриальных заболеваний .

Синдром истощения мтДНК 13-го типа (MIMhttp://omim.org/entry/615471 615471) вызван мутациями в гене FBXL4, локализованном в локу-се 6q16.1-q16.27 . Впервые данное нарушение описано в 2013 г. P.E. Bonnen и X. Gai независимо друг от друга . В настоящее время в мире известно 26 клинических наблюдений . Ген FBXL4 кодирует белок (F-box and leucine-rich repeat 4 protein), являющийся одной из субъединиц убик-витинпротеинлигазного комплекса, который играет важную роль в процессе разрушения дефектных белков в клетке, в том числе в митохондриях . Точная функция данного белка неизвестна, но на культурах клеток было показано, что в поврежденных митохондриях снижается синтез АТФ и нарушается репликация мтДНК, что приводит в конечном счете к снижению ее копий в тканях и нарушению работы дыхательной цепи митохондрий .

В большинстве случаев синдром истощения мтДНК 13-го типа манифестирует в раннем неона-тальном периоде, однако описаны наблюдения более поздней манифестации в возрасте до 24 мес . Заболевание характеризуется энцефалопатией, гипотонией, лактат-ацидозом, грубой задержкой развития и изменениями в области базальных ганглиев при магнитно-резонансной томографии (МРТ) головного мозга. По данным M. Huemer и соавт. , у пациентов с мутациями в гене FBXL4 отмечаются такие фе-нотипические признаки, как узкое и длинное лицо, выступающий лоб, густые брови, узкие глазные щели, широкая переносица, седловидный нос.

Прогноз является крайне неблагоприятным, большинство детей умирают в первые 4 года жизни. Установление диагноза заболевания имеет большую значимость для медико-генетического консультирования и возможной пренатальной диагностики .

Цель данной публикации - клиническое описание первого российского случая митохондриально-го заболевания, обусловленного мутациями в гене FBXL4, и определение основных критериев для диагностики синдромов истощения мтДНК в раннем детском возрасте.

Пациент и методы исследования

Девочка родилась и находилась под динамическим наблюдением в Научном центре акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова. Проводилось комплексное клинико-лабораторное и инструментальное обследование. Некоторые биохимические и молекулярно-генетические исследования осуществлены в лаборатории наследственных

болезней обмена веществ Медико-генетического научного центра. Органические кислоты в моче анализировались методом газовой хроматографии с масс-спектрометрической детекцией в виде три-метилсилиловых эфиров. Пробоподготовка проводилась по методу, предложенному M. Lefevere . Анализ выполнялся на приборе 7890А/5975С (Agilent Technologies, США) с колонкой НР-5МS (30м*0,25мм*4мкм). Расчет полученных результатов осуществляли методом внутреннего стандарта. Концентрацию митохондриальных маркеров FGF-21 и GDF-15 в плазме крови измеряли с помощью наборов на основе метода иммуноферментного анализа фирмы Biovendor (Czech Republic).

ДНК выделяли из цельной крови наборами фирмы Isogene (Россия) по протоколу производителя. Секвенирование 62 ядерных митохондриальных генов проведено методом NGS (Next Generation Sequencing) на приборе Ion Torrent PGM™ System for Next-Generation Sequencing (Life Technologies, Thermo Fisher Scientific). Пробоподготовка образцов ДНК проводилась набором реагентов Ion AmpliSeq™ Library Kit 2.0 (дизайн пула праймеров по технологии Ampliseq) согласно протоколу производителя. Визуализация выравнивания секвенируемых фрагментов на референсную последовательность генома человека Human.hg19 проведена в программе IGV. Обнаруженные изменения аннотировались с помощью программы ANNOVAR. Предсказательная функциональная значимость не описанных ранее мутаций оценивалась по различным программам со свободным доступом (PolyPhen2, Mutation taster, SIFT). Выявленные варианты фильтровались по частоте встречаемости в популяциях по данным, представленным в открытых базах ExAc, 1000 genomes и др. Нуклеотидные замены, отличные от референсной последовательности, анализировались по базам данных по мутациям и полиморфизмам (HGMD, Ensemble, dbSNP). Верификацию выявленных в гене FBXL4 мутаций проводили методом прямого автоматического секвениро-вания на генетическом анализаторе ABI3500 (Thermo Fisher Scientific) с использованием BigDye Terminator v.1.1 (Thermo Fisher Scientific). Для полимеразной цепной реакции (ПЦР) использовали специфические олигонуклеотидные праймеры (последовательность доступна по запросу). Выравнивание и сравнение данных проведено в соответствии с транскриптом NM_012160.

Клиническое наблюдение

Ребенок родился в срок у соматически здоровой женщины с отягощенным акушерско-гинекологиче-ским и инфекционным анамнезом. Брак не родственный. В семье есть один здоровый ребенок. Беременность протекала с обострением сальпингоофорита в I триместре, пульпитом с повышением температуры до 38°С, завершилась самостоятельными родами.

Ребенок родился с массой тела 2555 г, длиной 49 см, оценкой по шкале Апгар 8/9 баллов. Антенатально был диагностирован гидронефроз справа, субэпенди-мальные кисты головного мозга и частичная кишечная непроходимость на фоне многоводия. Первые часы жизни имели характер «периода относительного благополучия», однако, учитывая антенатально выявленную патологию, ребенок был переведен в отделение хирургии, реанимации и интенсивной терапии новорожденных для обследования.

К концу первых суток жизни состояние резко ухудшилось, наблюдался выраженный синдром угнетения, мышечная гипотония, ухудшение гемодинамики, дыхательные нарушения, потребовавшие проведения искусственной вентиляции легких. По кислотно-основному состоянию и газовому составу крови отмечался декомпенсированный метаболический лактат-ацидоз (pH 7,12; pCO2 12,6 мм рт.ст; pO2 71,9 мм рт.ст., BE -24,2 ммоль/л; лактат 19,0 ммоль/л). Исходя из данных анамнеза нельзя было исключить наличие инфекционного процесса, и ребенку была назначена антибактериальная и иммуномоделирую-щая терапия. В клиническом анализе крови отмечался лейкоцитоз со сдвигом формулы влево, снижение содержания гемоглобина, уровень тромбоцитов был в пределах нормативных значений (табл. 1).

При этом маркеры системной воспалительной реакции (С-реактивный белок и прокальцитонин) были отрицательными (0,24 мг/л и 10 нг/мл соответственно) и в ходе обследования не были выявлены очаги инфекции. С целью исключения врожденной пневмонии было проведено рентгенологическое исследование, по результатам которого не было обнаружено специфических изменений. На основании результатов люмбальной пункции был исключен менингит. Клинический анализ мочи тоже не выявил

Таблица 1. Показатели клинического анализа крови пациентки Table 1. The parameters of the clinical blood test of the patient

воспалительных изменений. Кроме того, были получены отрицательные результаты микробиологических посевов крови и мочи, соскоба из зева и серологического исследования на TORCH-инфекции.

В неврологическом статусе отмечался синдром выраженного угнетения, менингеальной симптоматики не было, наблюдалось непостоянное расходящееся косоглазие, выраженная диффузная мышечная гипотония. В терапию был подключен метаболический препарат меглюминат натрия сукцинат (Реам-берин) и стимулятор синтеза ацетилхолина и фосфа-тидилхолина - холина альфоссцерат (Холитилин). На фоне проводимого посиндромного лечения отмечалась положительная динамика, к 8-м суткам жизни ребенок был снят с респираторной терапии. По результатам клинического анализа крови воспалительные изменения купировались, маркеры воспаления С-реактивный белок и прокальцитонин оставались в пределах нормы. Однако у ребенка сохранялись признаки выраженной мышечной гипотонии, синдрома угнетения ЦНС и лактат-ацидоз (9,5 ммоль/л). Важно отметить, что уровень лактата ни разу не снижался до нормальных значений и носил волнообразный характер в течение всего периода пребывания в стационаре (рис. 1).

Расхождение между клиническими признаками сепсиса с выраженным декомпенсированным лак-тат-ацидозом, отрицательными маркерами системной воспалительной реакции и ответом на лечение явилось поводом заподозрить метаболическое нарушение. В спектр дифференциальной диагностики были включены заболевания, протекающие в нео-натальном периоде по типу «сепсисподобного» сим-птомокомплекса с лактат-ацидозом: группа нарушений обмена аминокислот, органических кислот, дефектов р-окисления жирных кислот, болезни ды-

Показатели 2-е сутки жизни Референсные значения (1-7-е сутки жизни) 8-е сутки жизни Референсные значения (> 7 сут жизни)

Эритроциты, -1012/л 4,03 5,5-7,0 4,42 4,5-5,5

Гемоглобин, г/л 137 160-190 136 180-240

Гематокрит 40,9 0,41-0,56 38,1 0,41-0,56

Тромбоциты, -199/л 236 218-419 213 218-419

Лейкоциты, -109/л 49,11 5,0-30,0 11,72 8,5-14,0

Нейтрофилы, -109/л 27. 514 6- 20 4. 342 1,5 - 7,0

Нейтрофильный индекс 0,44 < 0,25 0,16 < 0,25

Палочкоядерные, % 16 5-12 6 1-5

Сегментоядерные, % 56 50-70 47 35-55

Эозинофилы, % 0 1-4 3 1-4

Моноциты, % 9 4-10 18 6-14

Лимфоциты, % 10 16-32 32 30-50

хательной цепи митохондрий и гли-когеновая болезнь I типа (болезнь Гирке) . Ребенку проводилась проба с кормлением, в основе лежит определение концентрации глюкозы и лактата в крови после голодной паузы и через 20-30 мин после кормления . По результатам данного исследования уровень глюкозы крови натощак был снижен, а уровень лактата повышен, после кормления отмечалось увеличение уровня глюкозы и выраженное нарастание лак-татемии (табл. 2).

В группу первой линии обследования были включены тесты, определяющие спектр аминокислот и ацилкарнитинов в крови и органических кислот в моче, а также плазменных митохон-дриальных биомаркеров FGF-21 и GDF-15. В крови было обнаружено повышенное содержание аланина, лейцина и орнитина (табл. 3). Спектр ацилкарнити-нов в крови был в пределах нормы, что позволило исключить заболевания из группы дефектов ß-окис-ления жирных кислот . При исследовании мочи обнаружено повышение уровня лактата, фумаровой кислоты, 3-гидроксибутирата, пирувата, сукцината и 4-гидроксифенилпирувата (см. табл. 3). Данные изменения могут свидетельствовать о митохондриаль-

Таблица 2. Результаты проведения пробы с кормлением Table 2. Results of a sample with feeding

Рис. 1. Динамика концентрации лактата крови (в ммоль/л). Fig. 1. Dynamics of blood lactate concentration.

ном нарушении и фумаровой ацидурии .

Проводилось молекулярно-генетическое исследование нуклеотидной последовательности гена FH, мутации которого обусловливают развитие фумаровой ацидурии . Отклонений от нормы не обнаружено.

Концентрация митохондриальных маркеров FGF-21 и GDF-15 в плазме крови была повышена и составила 720 пг/мл (норма 0-330 пг/мл) и 15715 пг/мл (норма 0-2000 пг/мл) соответственно.

В возрасте 8 сут жизни ребенку проводилась МРТ головного мозга, по результатам которой было обнаружено симметричное поражение подкорковых ядер в виде кистозных изменений, что является высоко-

Показатель До еды Через 20-30 мин после еды

BE, ммоль/л - 6,2 - 7,7

Глюкоза, ммоль/л 2,1 2,7

Лактат, ммоль/л 5,8 9.2

p CO2, мм рт.ст. 33,4 29,2

Таблица 3. Уровень аминокислот в крови и органических кислот в моче у пациентки Table 3. The level of patient"s amino acids in the blood and organic acids in the urine

Показатель Нижняя граница нормы Верхняя граница нормы Значение у пациентки

Аминокислоты в крови, нмоль/л

Аланин 85 750 1139,327

Лейцин 35 300 405,533

Орнитин 29 400 409,205

Органические кислоты в моче, моль на моль креатинина

Лактат 0,00 25,00 82,9

Фумаровая кислота 0,00 2,00 274,2

3-гидроксибутират 0,00 3,00 18,2

Пируват 0,00 12,00 13,7

Сукцинат 0,50 16,00 103,4

4-гидроксифенилпируват 0,00 2,00 39,5

патогномоничным признаком митохондри-альных болезней. Также были выявлены последствия кровоизлияния в боковые желудочки мозга (рис. 2).

Учитывая клинико-лабораторный сим -птомокомплекс, заподозрили митохондри-альное заболевание из группы младенческих энцефаломиопатий. Методом таргетного секвенирования ребенку был проведен анализ кодирующей последовательности 62 ядерных генов, мутации в которых приводят к развитию митохондриальной патологии. В гене FBXL4 были выявлены две компаунд-гетерозиготные мутации c.A1694G:p. D565G (в 8-м экзоне) и c.627_633del:p.V209fs (в 4-м экзоне). Мутация c.A1694G:p.D565G

Рис. 2. МРТ головного мозга ребенка в возрасте 8 сут жизни. A - Т2 взвешенное изображение в аксиальной плоскости. Белыми стрелками показаны кисты по контурам боковых желудочков, являющиеся характерным признаком митохондриальных заболеваний. Красными стрелками находится в высококонсервативной области показаны продукты биодеградации гемоглобина в просвете желудочковой LRR (Leucine-Rich Repeat) домена и была системы (последствия внутрижелудочкового кровоизлияния).

Б - томограмма выполнена в режиме Flair в аксиальной плоскости. Белыми стрелками показаны кисты в паравентрикулярных областях и в проекции подкорковых ядер, что характерно для митохондриальных заболеваний. Fig. 2. MRI of the child"s brain at the age of 8 days of life. A - Т2 weighted image in the axial plane. White arrows show cysts along the contours of the lateral ventricles, which are a characteristic feature of mitochondrial diseases. Red arrows show the products of biodegradation of hemoglobin in the lumen of the ventricular system (consequences of intraventricular hemorrhage). B - the tomogram is performed in the Flair in the axial plane. White arrows show cysts in paraventricular regions and in the projection of the subcortical nuclei, which is characteristic of mitochondrial diseases.

ранее описана в литературе . Вторая мутация обнаружена впервые у нашей пациентки, и ее патогенность не вызывает сомнений, поскольку она приводит к сдвигу рамки считывания и образованию преждевременного стоп-кодона.

В возрасте 42 дней ребенок был выписан домой в состоянии средней степени тяжести. В катамнезе сохранялись признаки угнетения ЦНС, выраженная мышечная гипотония, тенденция к птозу, деком-пенсированный метаболический лактат-ацидоз, задержка психомоторного развития, дисфагия, монотонная плоская весовая кривая, частые рецидивирующие респираторные инфекции, что в дальнейшем привело к развитию полиорганной недостаточности и летальному исходу в возрасте 11 мес жизни.

Обсуждение

В нашем наблюдении антенатально были диагностированы гидронефроз справа, субэпендималь-ные кисты головного мозга и частичная кишечная непроходимость на фоне многоводия. Данная картина при проведении пренатальной ультразвуковой диагностики описана при мутациях в гене FBXL4 . Приблизительно в 10% случаев многоводие возникает на фоне врожденных заболеваний , в том числе и наследственных заболеваний обмена веществ . В наблюдении M. Van Rij и соавт. у пациента также было диагностировано выраженное мно-говодие в 30 нед внутриутробного развития и было обнаружено органическое поражение структуры головного мозга в виде гипоплазии мозжечка, субэ-пендимальных кист и расширения большой цистерны головного мозга . О пренатальном выявлении субэпендимальных кист головного мозга сообщено и в наблюдении T. Baroy и соавт. . При митохон-дриальных заболеваниях также описаны случаи пре-натальной диагностики гидронефроза .

Состояние ребенка резко ухудшилось к концу 1-х суток жизни после периода «светлого промежутка», отмечался выраженный синдром угнетения, мышечная гипотония, дыхательные нарушения (потребовавшие проведения искусственной вентиляции легких), ухудшение гемодинамики, декомпенсиро-ванный метаболический лактат-ацидоз. Неонаталь-ная манифестация синдрома истощения мтДНК в более чем 80% случаев описана в виде выраженного синдрома угнетения, мышечной гипотонии, энцефалопатии, дисфагии с эпизодами срыгивания в сочетании с повышенным уровнем лактата и метаболическим ацидозом, возникающими после периода «светлого промежутка» . Патогенетически повышение уровня лактата связано с тем, что при функциональном нарушении дыхательной цепи изменяется окислительно-восстановительный баланс в цитоплазме, что приводит к нарушению функционирования цикла Кребса из-за избытка НАДН по отношению к НАД+. Этот процесс приводит к увеличению концентрации лактата, повышению молярного соотношения лактат/пируват и концентрации кетоновых тел в крови . Согласно данным литературы, уровень лактата у детей с синдромом истощения мтДНК 13-го типа составляет от 6,3 до 21 ммоль/л. Отмечается повышение уровня лак-тата в цереброспинальной жидкости . Нормальное молярное соотношение лактат/пируват состав-

ляет <20, тогда как, по данным M. Van Rij и соавт., у детей с мутациями в гене FBXL4 этот показатель составил 71 . У нашей пациентки уровень пирува-та не исследовался.

В нашем наблюдении гиперлактатемия являлась ведущей лабораторной характеристикой заболевания, однако этот признак не является высокоспецифичным. Причинами повышения концентрации лак-тата в крови также могут служить перинатальная асфиксия, врожденные пороки сердца, сепсис, заболевания печени и почек, дефекты р-окисления жирных кислот, органические ацидурии, нарушение метаболизма биотина, углеводного обмена и др., что представляет большие трудности для ранней диагностики патологии .

При обследовании пациента наблюдалось несоответствие между клиническими признаками инфекционного процесса с декомпенсированным лактат-ацидозом и отрицательными маркерами системной воспалительной реакции в сочетании с отсутствием очагов инфекции и бактериемии. На фоне посин-дромной терапии отмечалось некоторое улучшение состояния ребенка, но при этом сохранялись неврологические нарушения и выраженный лактат-ацидоз, что позволило заподозрить метаболическое заболевание. При исследовании спектра аминокислот была выявлена повышенная концентрация аланина, лейцина и орнитина, что часто обнаруживают при лактат-ацидозе. Уровень лактата в моче, а также метаболитов цикла Кребса (фумаровой кислоты, пирувата, сукци-ната) был значительно повышен, что также характерно для ряда митохондриальных заболеваний. Схожие изменения органических кислот в моче были описаны M.C. Van Rij и соавт. в клиническом наблюдении ре-

бенка с синдромом истощения мтДНК 13-го типа .

У нашей пациентки концентрация FGF-21 в плазме превышала верхнюю границу нормы в 2 раза, а концентрация GDF-15 - более чем в 7 раз. Эти данные соответствуют недавним публикациям о том, что GDF-15 является более чувствительным маркером митохондриальной патологии. При гепато-церебральных формах синдрома истощения мтДНК уровень обоих маркеров повышается в среднем в 15 раз выше границы нормы . В возрасте 8 сут жизни ребенку проводилась МРТ головного мозга, на которой были обнаружены высокоспецифичные признаки энцефаломиопатической формы митохон-дриального заболевания: симметричные поражения подкорковых ядер в виде кистозных изменений .

Таким образом, в настоящей работе представлено наблюдение пациентки с неонатальной манифестацией митохондриального заболевания - синдромом истощения мтДНК 13-го типа, обусловленным мутациями в гене FBXL4. Первые признаки заболевания были неспецифичными и имели характер сепсиспо-добного симптомокомплекса, появившегося после периода светлого промежутка в состоянии ребенка. Отмечался выраженный синдром угнетения, мышечной гипотонии, а также стойкий лактат-ацидоз, повышение уровня митохондриальных биомаркеров FGF-21 и GDF-15 в плазме крови и симметричные поражения в подкорковых структурах на МРТ головного мозга. В настоящее время не существует патогенетического лечения синдрома истощения мтДНК, но выявление генотипа пациента дает основание для проведения пренатальной диагностики, которая поможет предотвратить повторное рождение больного ребенка в семье.

ЛИТЕРАТУРА (REFERENCES)

1. Wallace DC. Mitochondrial diseases in man and mouse. Science 1999; 283: 1482-1488.

2. Pfeffer G., Majamaa K., Turnbull D.M., Thorburn D., Chin-nery P.F. Treatment for mitochondrial disorders. Cochrane Database Syst Rev 2012; 4: 1-42. DOI: 10.1002/14651858. CD004426.pub3

3. Maypek E. Inborn Errors of Metabolism - Early Detection, Key Symptoms and Therapeutic Options. Bremen. UNI-MED, 2008; 128.

4. Schaefer A.M., Taylor R.W., Turnbull D.M., Chin-nery P.F. The epidemiology of mitochondrial disorders-past, present and future. Biochim Biophys Acta 2004; 1659: 115-120.

5. Honzik T, Tesarova M., Magner M., Mayr J., Jesina Р. et al. Neonatal onset of mitochondrial disorders in 129 patients: clinical and laboratory characteristics and a new approach to diagnosis. J Inherit Metab Dis 2012; 35: 749-759. DOI 10.1007/s10545-011-9440-3

6. Gibson K., Halliday J.L., Kirby D.M., Yaplito-Lee J., Thorburn D.R., Boneh A. Mitochondrial oxidative phosphoryla-tion disorders presenting in neonates: clinical manifestations and enzymatic and molecular diagnoses. Pediatrics 2015; 122: 1003-1008. DOI: 10.1542/peds.2007-3502

7. Debray F.G., Lambert M., Mitchell G.A. Disorders of mito-

chondrial function. Curr Opin Pediatr 2008; 20: 471-482. DOI: 10.1097/M0P.0b013e328306ebb6

8. Van Rij M.C., Jansen F.A.R., Hellebrekers D.M.E.I., Onken-hout W, Smeets H.J.M., Hendrickx A.T. et al. Polyhydramnios and cerebellar atrophy: a prenatal presentation of mitochondrial encephalomyopathy caused by mutations in the FBXL4 gene. Clin Case Rep 2016; 4 (4): 425-428. DOI: 10.1002/ccr3.511

9. Koene S., Smeitink J. Mitochondrial medicine. A clinical guideline. First edition. Netherlands. Khondrion, Nijmegen, 2011; 135.

10. Крылова Т.Д., Прошлякова Т.Ю., Байдакова Г.В., Ит-кис Ю.С., Куркина М.В., Захарова Е.Ю. Биомаркеры в диагностике и мониторинге лечения болезней клеточных органелл. Медицинская генетика 2016; 15 (7): 3-10.

11. Liang C., Ahmad K, Sue C.M. The broadening spectrum of mitochondrial disease: Shifts in the diagnostic paradigm. Biochim Biophys Acta 2014; 1840 (4): 1360-1367. DOI: 10.1016/j.bbagen.2013.10.040

12. Davis R., Liang C., Edema-Hildebrand F., Riley C., Need-ham M. Fibroblast growth factor 21 is a sensitive bio-marker of mitochondrial disease. Neurology. Amer Acad Neurol 2013; 81: 1819-1826. DOI: 10.1212/01. wnl.0000436068.43384.ef

13. Pagliarini D.J., Calvo S.E., Chang B, Sheth S.A., Vafai S.B., Ong S.E. et al. A mitochondrial protein compendium elucidates complex I disease biology. Cell 2008; 134 (1): 112-123. DOI: 10.1016/j.cell.2008.06.016

14. Даниленко Н.Г., Цыганкова П.Г., Сивицкая Л.Н., Левдан-ский О.Д., Давыденко О.Г. Синдромы митохондриальной деплеции в неврологической практике: клинические особенности и ДНК-диагностика. Неврология и нейрохирургия (Восточная Европа) 2013; 19 (3): 97-111.

15. El-Hattab A.W., Craigen W.J., Scaglia F. Mitochondrial DNA maintenance defects. Biochim Biophys Acta 2017; 1863 (6): 1539-1555. DOI: 10.1016/j.bbadis.2017.02.017

16. Дегтярева А.В., Захарова Е.Ю., Цыганкова П.Г., Чеглецо-ва Е.В., Готье С.В., Цырюльникова О.М. Недостаточность митохондриальной деоксигуанозинкиназы. Вестник Российского государственного медицинского университета 2009; 1: 27-30.

17. Михайлова С.В., Захарова Е.Ю., Цыганкова П.Г., Абруко-ва А.В. Клинический полиморфизм митохондриальных энцефаломиопатий, обусловленных мутациями гена полимеразы гамма. Рос вестн пед и перинатол 2012; 57: 4(2): 54-61.

18. Bonnen P.E., Yarham J.W., Besse A., Wu P., Faqeih E.A., Al-Asmari A.M. et al. Mutations in FBXL4 cause mitochon-drial encephalopathy and a disorder of mitochondrial DNA maintenance. Am J Hum Genet 2013; 93: 471-481. DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.07.017

19. Gai X., Ghezzi D., Johnson M.A., Biagosch C.A., Shamseld-in H.E., Haack T.B. et al. Mutations in FBXL4, encoding

Поступила 20.05.17

поддержки, о которых необходимо сообщить.

a mitochondrial protein, cause early-onset mitochondrial encephalomyopathy. Am J Hum Genet 2013; 93: 482-495. DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.07.016

20. Huemer M., Karall D., Schossig A., Abdenur J.E. Clinical, morphological, biochemical, imaging and outcome parameters in 21 individuals with mitochondrial maintenance defect related to FBXL4 mutations. J Inherit Metab Dis 2015; 38 (5): 905-914. DOI:10.1007/s10545-015-9836-6

21. Antoun G., McBride S., Vanstone J., Naas T., Michaud J., Red-path S. Detailed Biochemical and Bioenergetic Characterization of FBXL4-Related Encephalomyopathic Mitochondrial DNA Depletion. JIMD Reports 2016; 27: 1-9. DOI: 10.1007/8904_2015_491

22. Baroy T., Pedurupillay C., Bliksrud Y, Rasmussen M., Holmgren A., VigelandM.D. et al. A novel mutation in FBXL4 in a Norwegian child with encephalomyopathic mitochondrial DNA depletion syndrome 13. Eur J Med Genet 2016; 59; 342-346. DOI: 10.1016/j.ejmg.2016.05.005

23. Winston J. T., Koepp D. M., Zhu C., Elledge S. J., Harper J. W. et al. A family of mammalian F-box proteins. Curr Biol 1999; 9: 1180-1182

24. Nirupam N., Nangia S., Kumar A., Saili A. An unusual case ofhyperlactataemia in a neonate. Intern J STD & AIDS 2012; 24 (12): 986-988. DOI: 10.1177/0956462413487326

25. Lefevere M.F., Verhaeghe B.J., Declerck D.H., Van Bocxlaer J.F., De Leenheer A.P., De Sagher R.M. Metabolic Profiling of Urinary Organic Acids by Single and Multicolumn Capillary Gas Chromatography. J Chromatogr Sci 1989; 27 (1): 23-29.

26. Mroch A.R., Laudenschlager M., Flanagan J.D. Detection of a novel FH whole gene deletion in the propositus leading to subsequent prenatal diagnosis in a sibship with fumarase deficiency. Am J Med Genet Part A 2012; 158A: 155-158. DOI: 10.1002/ajmg.a.34344

27. Dashe J., McIntire R.D., Ramus R., Santos-Ramos, Twick-ler D.M. Hydramnios: anomaly prevalence and sonographic detection. Obstet Gynecol 2002; 100: 134-139.

28. Raju G.P., Li H.C., Bali D., Chen Y.T., Urion D.K., Lidov H.G. et al. A case of congenital glycogen storage disease type IV with a novel GBE1 mutation. J Child Neurol 2008; 23: 349352. DOI: 10.1177/0883073807309248

29. Montero R., Yubero D., Villarroya J., Henares D., Jou C., Rodriguez M.A., Ramos F. et al. GDF-15 Is Elevated in Children with Mitochondrial Diseases and Is Induced by Mitochondri-al Dysfunction. PLoS ONE 2016; 11 (2): e0148709.

Митохондриальная патология и проблемы патогенеза психических нарушений

В.С. Сухоруков

The mitochondrial pathology and problems of pathophysiology of mental disorders

V.S. Sukhorukov
Московский НИИ педиатрии и детской хирургии Росмедтехнологий

В течение последних десятилетий в медицине активно развивается новое направление, связанное с изучением роли нарушений клеточного энергообмена - процессов, затрагивающих универсальные клеточные органеллы - митохондрии. В связи с этим появилось понятие «митохондриальные болезни».

Митохондрии выполняют много функций, однако их основная задача - образование молекул АТФ в биохимических циклах клеточного дыхания. Основными происходящими в митохондриях процессами являются цикл трикарбоновых кислот, окисление жирных кислот, карнитиновый цикл, транспорт электронов в дыхательной цепи (с помощью I-IV ферментных комплексов) и окислительное фосфорилирование (V ферментный комплекс) . Нарушения функций митохондрий относятся к важнейшим (часто ранним) этапам повреждения клеток. Эти нарушения ведут к недостаточности энергообеспечения клеток, нарушению многих других важных обменных процессов, дальнейшему развитию клеточного повреждения вплоть до гибели клетки. Для клинициста оценка степени митохондриальной дисфункции имеет существенное значение как для формирования представлений о сути и степени происходящих на тканевом уровне процессов, так и для разработки плана терапевтической коррекции патологического состояния .

Понятие «митохондриальные болезни» сформировалось в медицине в конце ХХ века благодаря открытым незадолго до этого наследственным заболеваниям, основными этиопатогенетическими факторами которых являются мутации генов, ответственных за синтез митохондриальных белков . В первую очередь были изучены болезни, связанные с мутациями открытой в начале 60-х годов митохондриальной ДНК. Эта ДНК, имеющая относительно простое строение и напоминающая кольцевую хромосому бактерий, была детально изучена. Полная первичная структура митохондриальной ДНК (митДНК) человека была опубликована в 1981 г.), и уже в конце 80-х годов была доказана ведущая роль ее мутаций в развитии ряда наследственных заболеваний. К последним относятся наследственная атрофия зрительных нервов Лебера, синдром NARP (нейропатия, атаксия, пигментный ретинит), синдром MERRF (миоклонус эпилепсия с «рваными» красными волокнами в скелетных мышцах), синдром MELAS (митохондриальная энцефаломиопатия, лактат-ацидоз, инсультоподобные эпизоды), синдром Кернса-Сейра (пигментный ретинит, наружная офтальмоплегия, блокада сердца, птоз, мозжечковый синдром), синдром Пирсона (поражение костного мозга, панкреатическая и печеночная дисфункции) и др. Число описаний таких болезней увеличивается с каждым годом. По последним данным, совокупная частота наследственных болезней, связанных с мутациями митДНК, достигает 1:5000 человек общего населения.

В меньшей степени изучены наследственные митохондриальные дефекты, связанные с повреждением ядерного генома. На сегодняшний день их известно сравнительно немного (различные формы младенческих миопатий, болезни Альперса, Лея, Барта, Менкеса, синдромы недостаточности карнитина, некоторых ферментов цикла Кребса и дыхательной цепи митохондрий). Можно предположить, что их число должно быть гораздо больше, поскольку гены, кодирующие информацию 98% митохондриальных белков, находятся именно в ядре.

В целом можно сказать, что изучение болезней, причиной которых являются наследственные нарушения митохондриальных функций, произвело своего рода революцию в современных представлениях о медицинских аспектах энергетического обмена человека. Помимо вклада в теоретическую патологию и медицинскую систематику, одним из главных достижений медицинской «митохондриологии» явилось создание эффективного диагностического инструментария (клинические, биохимические, морфологические и молекулярногенетические критерии полисистемной митохондриальной недостаточности), позволившего оценивать полисистемные нарушения клеточного энергообмена.

Что касается психиатрии, то уже в 30-е годы ХХ столетия были получены данные о том, что у больных шизофренией после физической нагрузки резко повышается уровень молочной кислоты. Позднее в виде оформленного научного предположения появился постулат о том, что какие-то регулирующие энергообмен механизмы ответственны за отсутствие «психической энергии» при этом заболевании . Однако еще довольно долго такие предположения воспринимались как, мягко говоря, «малоперспективные с научной точки зрения». В 1965 г. S. Kеty писал: «Трудно представить, что генерализованный дефект энергетического метаболизма - процесс, имеющий фундаментальное значение для каждой клетки тела, - может нести ответственность за высокоспециализированные особенности шизофрении ». Тем не менее в последующее 40 лет ситуация изменилась. Успехи «митохондриальной медицины» были столь убедительны, что стали привлекать внимание более широкого круга врачей, в том числе и психиатров. Итог последовательному росту числа соответствующих исследований был подведен в работе A. Gardner и R. Boles «Есть ли будущее у «митохондриальной психиатрии»?» . Вопросительная форма вынесенного в название постулата несла в себе оттенок преувеличенной скромности. Объем информации, приведенный в статье, был настолько большим, а логика авторов - так безупречна, что сомневаться в перспективности «митохондриальной психиатрии» уже не приходилось.

На сегодняшний день существует несколько групп доказательств участия нарушения энергетических процессов в патогенезе психических заболеваний. Ниже рассматривается каждая из групп доказательств.

Нарушения психики при митохондриальных болезнях

Различия в пороговой чувствительности тканей к недостаточности продукции АТФ накладывает существенный отпечаток на клиническую картину митохондриальных болезней. В этом отношении в первую очередь представляет интерес нервная ткань как наиболее энергозависимая. От 40 до 60% энергии АТФ в нейронах тратится на поддержание ионного градиента на их наружной оболочке и осуществление передачи нервного импульса. Поэтому нарушения функции центральной нервной системы при классических «митохондриальных болезнях» имеют первостепенное значение и дают основание называть основной симптомокомплекс «митохондриальными энцефаломиопатиями». Клинически на первый план при этом вышли такие мозговые нарушения, как умственная отсталость, судороги и инсультоподобные эпизоды. Выраженность этих форм патологии в сочетании с тяжелыми соматическими расстройствами может быть настолько большой, что другие, более мягкие нарушения, связанные, в частности, с личностными или эмоциональными изменениями, остаются в тени.

Накопление сведений о психических расстройствах при митохондриальных болезнях стало происходить в сравнении с указанными выше нарушениями значительно позднее. Тем не менее сейчас имеется достаточное число доказательств их существования. Были описаны депрессивные и биполярные аффективные расстройства, галлюцинации и личностные изменения при синдроме Кернса-Сейра , синдроме MELAS , хронической прогрессирующей наружной офтальмоплегии и наследственной оптической нейропатии Лебера .

Достаточно часто развитию классических признаков митохондриального заболевания предшествуют умеренно выраженные психические расстройства. Поэтому больные могут первоначально наблюдаться у психиатров. В этих случаях другие симптомы митохондриальной болезни (фотофобия, вертиго, повышенная утомляемость, мышечная слабость и др.) иногда расцениваются как психосоматические нарушения . Известный исследователь митохондриальной патологии P. Chinnery в статье, написанной совместно с D. Turnbull указывает: «Психиатрические осложнения постоянно сопутствуют митохондриальному заболеванию. Обычно они принимают форму реактивной депрессии... Мы неоднократно наблюдали случаи тяжелой депрессии и суицидальных попыток еще до того (курсив авторов статьи), как был установлен диагноз».

Трудности в установлении истинной роли психических расстройств при рассматриваемых болезнях бывают связаны также с тем, что психиатрические симптомы и синдромы могут расцениваться в одних случаях как реакция на трудную ситуацию, в других - как следствие органического поражения головного мозга (в последнем случае термин «психиатрия» вообще не используется).

По материалам ряда обзоров приведем список психических нарушений, описанных у больных с доказанными формами митохондриальных заболеваний 1 . Эти нарушения можно разделить на три группы. I. Психотические расстройства - галлюцинации (слуховые и зрительные), симптомы шизофрении и шизофреноподобных состояний, делирий. В ряде случаев указанные расстройства следуют за прогрессирующими когнитивными нарушениями. II. Аффективные и тревожные расстройства - биполярные и униполярные депрессивные состояния (они описываются наиболее часто), панические состояния, фобии. III. Когнитивные нарушения в виде синдрома дефицита внимания с гиперактивностью. Этот синдром был описан не только у больных с диагнозом «митохондриального» заболевания, но и у их родственников. Описан , в частности, случай, когда заболевание, в основе которого лежала делеция одной нуклеотидной пары митДНК в области гена транспортной РНК, впервые проявилось в школьные годы у мальчика в виде синдрома дефицита внимания с гиперактивностью. Прогрессирование митохондриальной энцефаломиопатии привело к смерти этого больного в возрасте 23 лет. IV. Расстройства личности. Такие расстройства были описаны в ряде случаев с подтвержденным молекулярногенетическими исследованиями диагнозом. Как правило, расстройства личности развиваются после когнитивных нарушений. Описан случай аутизма у больного с точковой мутацией митДНК в области гена транспортной РНК .

Общие признаки, характерные для митохондриальных и психических заболеваний

Речь идет об определенном клиническом сходстве некоторых психических заболеваний и митохондриальных синдромов, а также общих типах их наследования.

Прежде всего обращают на себя внимание данные о превалировании случаев наследования по материнской линии некоторых психических заболеваний, в частности биполярных расстройств . Такое наследование не может быть объяснено с позиций аутосомных механизмов, а равное количество мужчин и женщин среди пациентов с биполярными нарушениями делает маловероятным предположение о возможности в данном случае Х-сцепленного наследования. Наиболее адекватным объяснением при этом может быть концепция передачи наследственной информации через митДНК. Существует также тенденция к материнскому типу наследования и у больных шизофренией . Правда, в этом отношении имеется альтернативное используемому в нашем контексте объяснение: предполагается, что данная тенденция может обусловливаться неравными условиями больных разного пола в поиске партнера .

Косвенным подтверждением связи митохондриальных и некоторых психических заболеваний, является также тенденция к цикличности их клинических проявлений . В отношении таких болезней, как биполярные расстройства, это общеизвестно. Однако в настоящее время и в митохондриологии начинают накапливаться данные об ультра-, циркадианных и сезонных ритмах клинических проявлений дизэнергетических состояний. Эта особенность даже определила название одной из их нозологических митохондриальных цитопатий - «синдром циклической рвоты» («cyclic vomiting syndrome»).

Наконец, рассматриваемое сходство двух групп заболеваний выступает в сопутствующих их соматических признаках. Такие хорошо знакомые психиатрам психосоматические симптомы, как нарушения слуха, мышечная боль, утомляемость, мигрени, синдром раздраженного кишечника , постоянно описываются в симптомокомплексе митохондриальных заболеваний. Как пишут A. Gardner и R. Bоles , «если митохондриальная дисфункция является одним из факторов риска развития некоторых психиатрических заболеваний, эти коморбидные соматические симптомы скорее могут быть следствием именно митохондриальной дисфункции, а не проявлением «коммуникативного дистресса», «ипохондриального паттерна» или «вторичного приобретения» («secondary gain»)». Иногда такие термины используются для обозначения феномена соматизации психических расстройств .

В заключение укажем еще на одно сходство: определяемое с помощью магниторезонансной томографии повышение плотности белого вещества отмечается не только при биполярных аффективных нарушениях и большой депрессии с поздним дебютом , но и в случаях развития ишемических изменений при митохондриальных энцефалопатиях .

Признаки митохондриальной дисфункции при психических заболеваниях

Шизофрения

Как говорилось выше, упоминания о признаках лактатацидоза и некоторых других биохимических изменений, свидетельствующие о нарушении энергообмена при шизофрении, начали появляться с 30-х годов ХХ века. Но только начиная с 90-х годов число соответствующих работ стало нарастать особенно заметно, причем вырос и методический уровень лабораторных исследований, что нашло отражение в ряде обзорных публикаций .

На основе опубликованных работ D. Ben-Shachar и D. Laifenfeld разделили все признаки митохондриальных нарушений при шизофрении на три группы: 1) морфологические нарушения митохондрий; 2) признаки нарушения системы окислительного фосфорилирования; 3) нарушения экспрессии генов, ответственных за митохондриальные белки. Это деление может быть подкреплено примерами из других работ.

При аутопсии мозговой ткани больных шизофренией L. Kung и R. Roberts было выявлено снижение числа митохондрий во фронтальной коре, хвостатом ядре и скорлупе. При этом было отмечено, что оно было менее выражено у больных, получавших нейролептики, в связи с чем авторы сочли возможным говорить о нормализации митохондриальных процессов в мозге под влиянием нейролептической терапии. Это дает основание упомянуть и статью Н.С. Коломеец и Н.А. Урановой о гиперплазии митохондрий в пресинаптических терминалях аксонов в области substantia nigra при шизофрении.

L. Cavelier и соавт. , исследуя аутопсийный материал мозга больных шизофренией, выявили снижение активности IV комплекса дыхательной цепи в хвостатом ядре.

Приведенные результаты позволили выдвинуть предположение о первичной или вторичной роли митохондриальной дисфункции в патогенезе шизофрении. Однако исследованный аутопсийный материал относился к больным, получавшим лечение нейролептиками, и, естественно, митохондриальные нарушения были связаны с лекарственным воздействием. Отметим, что подобные предположения, часто небезосновательные, сопровождают всю историю обнаружения митохондриальных изменений в различных органах и системах при психических и других заболеваниях. Что касается возможного влияния собственно нейролептиков, то следует напомнить, что склонность к лактат-ацидозу у больных шизофренией обнаружена еще в 1932 г., почти за 20 лет до их появления.

Снижение активности различных компонентов дыхательной цепи было обнаружено во фронтальной и височной коре, а также базальных ганглиях мозга и иных тканевых элементах - тромбоцитах и лимфоцитах больных шизофренией. Это позволило говорить о полисистемном характере митохондриальной недостаточности . S. Whatlеy и соавт. , в частности, показали, что во фронтальной коре снижается активность IV комплекса, в височной - I, III и IV комплексов; в базальных ганглиях - I и III комплексов, никаких изменений при этом не было обнаружено в мозжечке. Следует отметить, что во всех исследованных участках активность внутримитохондриального фермента - цитратсинтазы - соответствовала контрольным значениям, что дало основание говорить о специфичности полученных результатов для шизофрении.

Дополнительно к рассмотренным исследованиям можно привести выполненную в 1999-2000 гг. работу J. Prince и соавт. , которые исследовали активность дыхательных комплексов в разных участках мозга больных шизофренией. Эти авторы не обнаружили признаков изменения активности I комплекса, однако активность IV комплекса была снижена в хвостатом ядре. При этом последняя, так же как и активность II комплекса, была повышена в скорлупе и в прилежащем ядре. Причем повышение активности IV комплекса в скорлупе достоверно коррелировало с выраженностью эмоциональной и когнитивной дисфункции, но не со степенью моторных нарушений.

Следует отметить, что авторы большинства приведенных выше работ признаки нарушений энергообмена объясняли воздействием нейролептиков. В 2002 г. были опубликованы очень интересные в этом отношении данные A. Gardner и соавт. о митохондриальных ферментах и продукции АТФ в мышечных биоптатах у больных шизофренией, лечившихся нейролептиками и не лечившихся ими. Они установили, что снижение активности митохондриальных ферментов и продукции АТФ было обнаружено у 6 из 8 не получавших нейролептики больных, а у находящихся на нейролептической терапии больных было установлено повышение продукции АТФ. Эти данные в определенной степени подтвердили сделанные ранее выводы в работе L. Kung и R. Roberts .

В 2002 г. были опубликованы результаты еще одной примечательной работы . В ней была изучена активность I комплекса дыхательной цепи в тромбоцитах 113 больных шизофренией в сравнении с 37 здоровыми. Больные были разделены на три группы: 1-я - с острым психотическим эпизодом, 2-я - с хронической активной формой и 3-я - с резидуальной шизофренией. Результаты показали, что активность I комплекса была достоверно повышена по сравнению с контролем у больных групп 1 и 2 и снижена у больных группы 3. Более того, была выявлена достоверная корреляция между полученными биохимическими показателями и тяжестью клинических симптомов заболевания. Аналогичные изменения были получены при исследовании в этом же материале РНК и белка флавопротеиновых субъединиц I комплекса. Результаты этого исследования, таким образом, не только подтвердили высокую вероятность полисистемной митохондриальной недостаточности при шизофрении, но и позволили авторам рекомендовать соответствующие лабораторные методы для мониторинга заболевания.

Спустя 2 года в 2004 г. D. Ben-Shachar и соавт. опубликовали интересные данные о влиянии на дыхательную цепь митохондрий дофамина, которому отводят существенную роль в патогенезе шизофрении . Было установлено, что дофамин может ингибировать активность I комплекса и продукцию АТФ. При этом активность IV и V комплексов не изменяется. Оказалось, что в отличие от дофамина норадреналин и серотонин на продукцию АТФ не влияют.

Примечателен сделанный в указанных выше работах акцент на дисфункции I комплекса дыхательной цепи митохондрий. Такого рода изменение может отражать относительно умеренные нарушения митохондриальной активности, более значимые с точки зрения функциональной регуляции энергообмена, чем грубые (близкие к летальным для клетки) падения активности цитохромоксидазы .

Кратко остановимся теперь на генетическом аспекте митохондриальной патологии при шизофрении.

В 1995-1997 гг. L. Cavelier и соавт. было установлено, что уровень «обычной делеции» митДНК (наиболее часто встречающаяся делеция 4977 пар нуклеотидов, затрагивающая гены субъединиц I, IV и V комплексов и лежащая в основе нескольких тяжелых митохондриальных заболеваний, таких как синдром Кернса-Сейра и др.) не изменен в аутопсийном материале мозга больных шизофренией, не накапливается с возрастом и не коррелирует с измененной активностью цитохромоксидазы. Секвенируя митохондриальный геном у больных шизофренией, исследователи этой группы показали наличие отличного от контроля полиморфизма гена цитохрома b.

В указанные годы была опубликована также серия работ группы R. Marchbanks и соавт. , изучавших экспрессию как ядерной, так и митохондриальной РНК во фронтальной коре в случаях шизофрении. Они выявили, что все количественно увеличенные по сравнению с контролем последовательности имели отношение к митохондриальным генам. Была существенно повышена, в частности, экспрессия митохондриального гена 2-й субъединицы цитохромоксидазы. Четыре других гена имели отношение к рибосомальной РНК митохондрий.

Японские исследователи , исследуя 300 случаев шизофрении, не нашли признаков мутации 3243AG (вызывающей нарушение в I комплексе при синдроме MELAS). Не было обнаружено повышенной мутационной частоты в митохондриальных генах 2-й субъединицы I комплекса, цитохрома b и митохондриальных рибосом при шизофрении в работе K. Gentry и V. Nimgaonkar .

R. Marchbanks и соавт. обнаружили мутацию в 12027 паре нуклеотидов митДНК (ген 4-й субъединицы I комплекса), которая имелась у больных шизофренией мужчин и которой не было у женщин.

Характеристика трех ядерных генов комплекса I была изучена в префронтальной и зрительной коре больных шизофренией R. Karry и соавт. . Они установили, что транскрипция и трансляция некоторых субъединиц была снижена в префронтальной коре и повышена - в зрительной (авторы интерпретировали эти данные в соответствии с представлениями о «гипофронтальности» при шизофрении). При изучении же генов (включая гены митохондриальных белков) в ткани гиппокампа у получавших лечение нейролептиками больных шизофренией никаких изменений выявлено не было .

Японские исследователи K. Iwamoto и соавт. , изучая изменения в генах, ответственных за наследственную информацию для митохондриальных белков, в префронтальной коре при шизофрении в связи с лечением нейролептиками, получили доказательства в пользу лекарственного воздействия на клеточный энергообмен.

Приведенные выше результаты могут быть дополнены данными прижизненных исследований, которые были приведены в обзоре W. Kаton и соавт. : при изучении с помощью магнитно-резонансной спектроскопии распределения фосфорного изотопа 31Р было выявлено снижение уровня синтеза АТФ в базальных ганглиях и височной доле головного мозга больных шизофренией.

Депрессия и биполярные аффективные расстройства

Японскими исследователями T. Kato и соавт. при магнитно-резонансной спектроскопии было установлено снижение внутриклеточной рН и уровня фосфокреатина в лобной доле головного мозга у больных с биполярными расстройствами, в том числе не получавших лечения. Этими же авторами снижение уровня фосфокреатина в височной доле было выявлено у резистентных к литиевой терапии больных. Другие авторы нашли снижение уровня АТФ в лобной доле и базальных ганглиях больных с большой депрессией. Заметим, что сходные признаки наблюдались у больных некоторыми митохондриальными болезнями .

Что касается молекулярно-генетических данных, сразу следует отметить, что результаты ряда работ свидетельствуют об отсутствии доказательств участия делеций митДНК в развитии расстройств настроения.

Ряд исследований полиморфизма митДНК, помимо самого факта различия ее гаплотипов у больных с биполярными нарушениями и обследуемых из контрольной группы, выявили некоторые мутации, характерные для первых, в частности, в позициях 5178 и 10398 - обе позиции находятся в зоне генов I комплекса .

Имеются сообщения о наличии мутаций в генах I комплекса, причем не только в митохондриальных, но и ядерных. Так, в культурах лимфобластоидных клеток, полученных от больных с биполярными расстройствами, была обнаружена мутация в гене NDUFV2, локализованного в 18-й хромосоме (18р11), и кодирующего одну из субъединиц I комплекса . При секвенировании митДНК больных с биполярными нарушениями была выявлена характерная для них мутация в позиции 3644 гена субъединицы ND1, также относящейся к I комплексу . Повышение уровня трансляции (но не транскрипции) было обнаружено в отношении некоторых субъединиц I комплекса в зрительной коре больных с биполярными расстройствами . Среди других исследований приведем две работы , в которых были исследованы гены дыхательной цепи и найдены их молекулярногенетические нарушения в префронтальной коре и гиппокампе больных с биполярными расстройствами. В одной из работ A. Gardner и соавт. у больных с большой депрессией был выявлен ряд нарушений митохондриальных ферментов и снижение уровня продукции АТФ в скелетно-мышечной ткани, при этом была обнаружена достоверная корреляция между степенью снижения продукции АТФ и клиническими проявлениями психического расстройства.

Другие психические расстройства

Исследований, касающихся митохондриальной дисфункции при других психических расстройствах, немного. Часть из них упоминалась в предыдущих разделах обзора. Здесь же специально упомянем работу P. Filipek и соавт. , в которой были описаны 2 ребенка с аутизмом и мутацией в 15-й хромосоме, в участке 15q11-q13. У обоих детей выявлены умеренная моторная задержка развития, летаргия, выраженная гипотония, лактат-ацидоз, снижение активности III комплекса и митохондриальная гиперпролиферация в мышечных волокнах. Эта работа примечательна тем, что в ней впервые были описаны митохондриальные нарушения в симптомокомплексе заболевания, этиологически связанного с определенным участком генома.

Генеалогические данные, касающиеся возможной роли митохондриальных нарушений в патогенезе психических заболеваний

Выше мы уже упоминали о такой особенности ряда психических болезней, как повышенная частота случаев наследования по материнской линии, которая может косвенно указывать на участие митохондриальной патологии в их патогенезе. Однако в литературе существуют и более убедительные доказательства последнего.

В 2000 г. были опубликованы данные, полученные F. McMahon и соавт. , секвенировавших весь митохондриальный геном у 9 неродственных пробандов, каждый из которых происходил из большой семьи с передачей биполярных расстройств по материнской линии. Явных отличий гаплотипов по сравнению с контрольными семьями выявлено не было. Однако по некоторым позициям митДНК (709, 1888, 10398 и 10463) была обнаружена диспропорция между больными и здоровыми. При этом можно отметить совпадение данных по позиции 10398 с уже упоминавшимися данными японских авторов , которые предположили, что 10398А-полиморфизм митДНК является фактором риска развития биполярных нарушений.

Наиболее существенным генеалогическим доказательством роли митохондриальных дисфункций в развитии психических расстройств являются факты наличия у больных с классическими митохондриальными болезнями родственников (чаще по материнской линии) с умеренными психическими нарушениями. Среди таких нарушений часто упоминаются тревога и депрессия . Так, в работе J. Shoffner и соавт. было установлено, что выраженность депрессии у матерей «митохондриальных» больных в 3 раза превышает показатели контрольной группы.

Заслуживает внимания работа B. Burnet и соавт. , которые в течение 12 мес проводили анонимный опрос больных с митохондриальными заболеваниями, а также членов их семей. В числе вопросов были касающиеся состояния здоровья родителей и ближайших родственников больных (по отцовской и материнской линиям). Были, таким образом, исследованы 55 семей (группа 1) с предполагаемым материнским и 111 семей (группа 2) с предполагаемым нематеринским типом наследования митохондриального заболевания. В результате у родственников пациентов по материнской линии, по сравнению с отцовской, была выявлена большая частота нескольких патологических состояний. Среди них наряду с мигренями и синдромом раздраженного кишечника была и депрессия. В группе 1 кишечные дисфункции, мигрень и депрессия наблюдались у бoльшего процента матерей из обследованных семей - 60, 54 и 51% соответственно; во 2-й группе - у 16, 26 и 12% соответственно (р<0,0001 для всех трех симптомов). У отцов из обеих групп это число составляло примерно 9-16%. Достоверное преобладание указанных признаков имело место и у других родственников по материнской линии. Этот факт является существенным подтверждением гипотезы о возможной связи депрессии с неменделевским наследованием, в частности с дисфункцией митохондрий.

Фармакологические аспекты митохондриальной патологии при психических заболеваниях

Влияние применяемых в психиатрии лекарственных средств на функции митохондрий

В предыдущих разделах обзора мы уже кратко касались вопросов терапии. Обсуждался, в частности, вопрос о возможном действии нейролептиков на митохондриальные функции. Было установлено, что хлорпромазин и другие производные фенотиазина, а также трициклические антидепрессанты, способны влиять на энергообмен в ткани мозга : они могут снижать уровень окислительного фосфорилирования в отдельных участках мозга, способны разобщать окисление и фосфорилирование, снижать активность I комплекса и АТФазы, понижать уровень утилизации АТФ. Однако интерпретация фактов в этой области требует большой осторожности. Так, разобщение окисления и фосфорилирования под влиянием нейролептиков отмечено отнюдь не во всех областях мозга (она не определяется в коре, таламусе и хвостатом ядре). Кроме того, существуют экспериментальные данные о стимулировании митохондриального дыхания нейролептиками . В предыдущих разделах обзора мы также приводим работы, свидетельствующие о позитивном действии нейролептиков на функцию митохондрий.

Карбамазепин и вальпроаты известны своей способностью подавлять функции митохондрий. Карбамазепин приводит к повышению уровня лактата в мозге, а вальпроаты способны ингибировать процессы окислительного фосфорилирования . Такого же рода эффекты (правда, только в высоких дозах) были выявлены при экспериментальном изучении ингибиторов обратного захвата серотонина .

Литий, достаточно широко используемый при лечении биполярных расстройств , также, по-видимому, может оказывать положительное влияние на процессы клеточного энергообмена. Он конкурирует с ионами натрия, участвуя в регуляции работы кальциевых насосов в митохондриях. A. Gardner и R. Boles в своем обзоре приводят слова T. Gunter - известного специалиста по обмену кальция в митохондриях, который полагает, что литий «может воздействовать на скорость, с которой эта система адаптируется к различным состояниям и различной потребности в АТФ». Кроме того, предполагается, что литий снижает активацию апоптозного каскада .

A. Gardner и R. Boles приводят в упомянутом обзоре много косвенных клинических свидетельств позитивного эффекта психотропных препаратов на симптомы, предположительно зависящие от дизэнергетических процессов. Так, внутривенное введение аминазина и других нейролептиков снижает головную боль при мигрени . Хорошо известна эффективность трициклических антидепрессантов в лечении мигрени , синдрома циклической рвоты и синдрома раздраженного кишечника . Карбамазепин и вальпроаты используются в лечении невралгий и других болевых синдромов, включая мигрень . При лечении мигрени также эффективны литий и ингибиторы обратного захвата серотонина .

Анализируя приведенную выше достаточно противоречивую информацию, можно сделать вывод, что психотропные средства, несомненно, способны влиять на процессы энергообмена головного мозга и митохондриальную активность. Причем влияние это - не однозначно стимулирующее или ингибирующее, а, скорее, «регулирующее». Оно при этом может быть разным в нейронах различных отделов мозга.

Сказанное выше позволяет предположить, что недостаточность энергии в мозге, возможно, касается в первую очередь областей особо затронутых патологическим процессом.

Эффективность энерготропных препаратов при психических расстройствах

В аспекте рассматриваемой проблемы важно получение свидетельств об уменьшении или исчезновении психопатологических составляющих митохондриальных синдромов.

В указанном аспекте в первую очередь заслуживает внимания сообщение T. Suzuki и соавт. о больном с шизофреноподобными расстройствами на фоне синдрома MELAS. После применения коэнзима Q10 и никотиновой кислоты у пациента на несколько дней исчез мутизм. Имеется также работа , в которой приведены данные об успешном применении дихлорацетата (часто употребляемого в «митохондриальной медицине» для снижения уровня лактата) у 19-летнего мужчины с синдромом MELAS, в отношении влияния на картину делирия со слуховыми и зрительными галлюцинациями.

В литературе имеется также описание истории больного с синдромом MELAS с выявленной точковой мутацией 3243 митДНК. У этого пациента развился психоз со слуховыми галлюцинациями и бредом преследования, который удалось купировать в течение недели низкими дозами галоперидола. Однако позднее у него развились мутизм и аффективная тупость, которые не поддавались лечению галоперидолом, но исчезли после лечения в течение месяца идебеноном (синтетический аналог коэнзима Q10) в дозе 160 мг/сут . Еще у одной пациентки с синдромом MELAS коэнзим Q10 в дозе 70 мг/сут помог справиться с манией преследования и агрессивным поведением. Успешность применения коэнзима Q10 при лечении синдрома MELAS констатирована и в работе : речь идет о больном, у которого не только предотвратили инсультоподобные эпизоды, но и купировали головные боли, тиннит и психотические эпизоды.

Имеются сообщения и об эффективности энерготропной терапии у больных при психических заболеваниях . Так, был описан 23-летний больной с терапевтически резистентной депрессией, выраженность которой существенно уменьшилась после 2-месячного применения коэнзима Q10 в дозе 90 мг в сутки . Подобный же случай описан и в работе . Применение карнитина в комплексе с кофакторами энергообмена оказалось эффективным при лечении аутизма .

Таким образом, в современной литературе имеются определенные доказательства существенной роли митохондриальных нарушений в патогенезе психических расстройств. Отметим, что в этом обзоре мы не останавливались на нейродегенеративных болезнях пожилого возраста, для большинства которых важное значение митохондриальных нарушений уже доказано, и их рассмотрение требует отдельной публикации.

На основании приведенных данных можно утверждать, что назрела необходимость объединения усилий психиатров и специалистов, занимающихся митохондриальными болезнями, направленных как на изучение дизэнергетических основ нарушений высшей нервной деятельности, так и анализ психопатологических проявлений болезней, связанных с нарушениями клеточного энергообмена. В этом аспекте требуют внимания как новые диагностические (клинические и лабораторные) подходы, так и разработка новых способов лечения.

1 Следует отметить, что среди cоответствующих описаний большое место занимают случаи с выявленной мутацией митДНК 3243AG - общепризнанной причиной развития синдрома MELAS.

Литература

Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. М: Наука 2002.
Ленинджер А. Основы биохимии. Под ред. В.А. Энгельгардта. М: Мир 1985.
Лукьянова Л.Д. Митохондриальная дисфункция - типовой патологический процесс, молекулярный механизм гипоксии. В кн.: Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. Под ред. Л.Д. Лукьяновой, И.Б. Ушакова. М - Воронеж: Истоки 2004; 8-50.
Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. Биохимия. М: Медицина 2000.
Сухоруков В.С. Врожденные дисфункции митохондриальных ферментов и их роль в формировании тканевой гипоксии и связанных с ней патологических состояний. В кн.: Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. Под ред. Л.Д. Лукьяновой, И.Б.Ушакова. М: Истоки 2004; 439-455.
Сухоруков В.С. К разработке рациональных основ энерготропной терапии. Рациональная фармакотер 2007; 2: 40-47.
Altschule M.D. Carbohydrate metabolism in mental disease: associated changes in phosphate metabolism. In: H.E. Himwich (ed.). Biochemistry, schizophrenias, and affective illnesses. Baltimore 1979; 338-360.
Altshuler L.L., Curran J.G., Hauser P. et al. T2 hyperintensities in bi polar disorder; magnetic resonance imaging comparison and literature meta-analysis. Am J Psychiat 1995; 152: 1139-1144.
Andersen J.M., Sugerman K.S., Lockhart J.R., Weinberg W.A. Effective prophylactic therapy for cyclic vomiting syndrome in children using amitri ptyline or cyproheptadine. Pediatrics 1997; 100: 977-81.
Baldassano C.F., Ballas C.A., O’Reardon J.P. Rethinking the treatment paradigm for bi polar depression: the importance of longterm management. CNS Spectr 2004; 9: Suppl 9: 11-18.
Barkovich A.J., Good W.V., Koch T.K., Berg B.O. Mitochondrial disorders: analysis of their clinical and imaging characteristics. AJNR Am J Neuroradiol 1998; 14: 1119-1137.
Ben-Shachar D. Mitochondrial dysfunction in schizophrenia: a possible linkage to dopamine. J Neurochem 2002; 83: 1241-1251.
Ben-Shachar D., Laifenfeld D. Mitochondria, synaptic plasticity, and schizophrenia. Int Rev Neurobiol 2004; 59: 273-296.
Ben-Shachar D., Zuk R., Gazawi H., Ljubuncic P. Dopamine toxicity involves mitochondrial complex I inhibition: implications to dopamine-related neuropsychiatric disorders. Biochem Pharmacol 2004; 67: 1965-1974.
Berio A., Piazzi A. A case of Kearns-Sayre syndrome with autoimmune thyroiditis and possible Hashimoto encephalopathy. Panminerva Med 2002; 44: 265-269.
Boles R.G., Adams K., Ito M., Li B.U. Maternal inheritance in cyclic vomiting syndrome with neuromuscular disease. Am J Med Genet A 2003; 120: 474-482.
Boles R.G., Burnett B.B., Gleditsch K. et al. A high predisposition to depression and anxiety in mothers and other matrilineal relatives of children with presumed maternally inherited mitochondrial disorders. Am J Med Genet Neuropsychiatr Genet 2005; 137: 20-24.
Brown F.W., Golding J.M., Smith G.R.Jr. Psychiatric comorbidity in primary care somatization disorder. Psychosom Med 1990; 52: 445- 451.
Burnet B.B., Gardner A., Boles R.G. Mitochondrial inheritance in depression, dysmotility and migraine? J Affect Disord 2005; 88: 109- 116.
Cavelier L., Jazin E.E., Eriksson I. et al. Decreased cytochrome-c oxidase activity and lack of age-related accumulation of mitochondrial DNA deletions in the brains of schizophrenics. Genomics 1995; 29: 217-224.
Chang T.S., Johns D.R., Walker D. et al. Ocular clinicopathologic study of the mitochondrial encephalomyopathy overlap syndromes. Arch Ophthalmol 1993; 111: 1254-1262.
Chinnery P.F., Turnbull D.M. Mitochondrial medicine. Q J Med 1997; 90: 657-667.
Citrome L. Schizophrenia and valproate. Psychopharmacol Bull 2003;7: Suppl 2: 74-88.
Corruble E., Guelfi J.D. Pain complaints in depressed inpatients. Psychopathology 2000; 33: 307-309.
Coulehan J.L., Schulberg H.C., Block M.R., Zettler-Segal M. Symptom patterns of depression in ambulatory medical and psychiatric patients. J Nerv Ment Dis 1988; 176: 284-288.
Crowell M.D., Jones M.P., Harris L.A. et al. Antidepressants in the treatment of irritable bowel syndrome and visceral pain syndromes. Curr Opin Investig Drugs 2004; 5: 736-742.
Curti C., Mingatto F.E., Polizello A.C. et al. Fluoxetine interacts with the li pid bilayer of the inner membrane in isolated rat brain mitochondria, inhibiting electron transport and F1F0-ATPase activity. Mol Cell Biochem 1999; 199: 103-109.
Decsi L. Biochemical effects of drugs acting on the central nervous system. Chlorpromazine. In: E. Jucker (ed.). Progress in drug research. Basel und Stuttgart: Birkhauser Verlag 1965; 139-145.
Domino E.F., Hudson R.D., Zografi G. Substituted phenothiazines: pharmacology and chemical structure. In: A. Burger (ed.). Drugs affecting the central nervous system. London: Edward Arnold 1968; 327-397.
Dror N., Klein E., Karry R. et al. State-dependent alterations in mitochondrial complex I activity in platelets: a potential peri pheral marker for schizophrenia. Mol Psychiat 2002; 7: 995-1001.
Easterday O.D., Featherstone R.M., Gottlieb J.S. et al. Blood glutathione, lactic acid and pyruvic acid relationshi ps in schizophrenia. AMA Arch Neurol Psychiat 1952; 68: 48-57.
Fabre V., Hamon M. Mechanisms of action of antidepressants: new data from Escitalopram . Encephale 2003; 29: 259-265.
Fadic R., Johns D.R. Clinical spectrum of mitochondrial diseases. Semin Neurol 1996; 16: 11-20.
Fattal O., Budur K., Vaughan A.J., Franco K. Review of the literature on major mental disorders in adult patients with mitochondrial diseases. Psychosomatics 2006; 47:1-7.
Fili pek P.A., Juranek J., Smith M. et al. Mitochondrial disfunction in autistic patients with 15q inverted duplication. Ann Neurol 2003; 53: 801-804.
Fisher H. A new approach to emergency department therapy of migraine headache with intravenous haloperidol: a case series. J Emerg Med 1995; 13: 119-122.
Fuxe K., Rivera A., Jacobsen K.X. et al. Dynamics of volume transmission in the brain. Focus on catecholamine and opioid peptide communication and the role of uncoupling protein 2. J Neural Transm 2005; 112: 65-76.
Gardner A., Wibom R., Nennesmo I. et al. Mitochondrial function in neuroleptic-free and medicated schizophrenia . Eur Psychiat 2002; 17: Suppl 1: 183s.
Gardner A., Johansson A., Wibom R. et al. Alterations of mitochondrial function and correlations with personality traits in selected major depressive disorder patients. J Affect Disord 2003; 76: 55-68.
Gardner A., Pagani M., Wibom R. et al. Alterations of rcbf and mitochondrial dysfunction in major depressive disorder: a case report. Acta Psychiat Scand 2003; 107: 233-239.
Gardner A. Mitochondrial dysfunction and alterations of brain HMPAO SPECT in depressive disorder - perspectives on origins of “somatization” . Karolinska Institutet, Neurotec Institution, Division of Psychiatry, Stockholm, 2004. http:// diss.kib.ki.se/2004/91-7349-903-X/thesis.pdf 42. Gardner A., Boles R.G. Is a “Mitochondrial Psychiatry” in the Future? A Review. Current Psychiat Rev 2005; 1: 255-271.
Gentry K.M., Nimgaonkar V.L. Mitochondrial DNA variants in schizophrenia: association studies. Psychiat Genet 2000; 10: 27-31.
Ghribi O., Herman M.M., Spaulding N.K., Savory J. Lithium inhibits aluminum-induced apoptosis in rabbit hippocampus, by preventing cytochrome c translocation, Bcl-2 decrease, Bax elevation and caspase3 activation. J Neurochem 2002; 82: 137-145.
Goldstein J.M., Faraone S.V., Chen W.J. et al. Sex differences in the familial transmission of schizophrenia. Br J Psychiat 1990; 156: 819- 826.
Graf W.D., Marin-Garcia J., Gao H.G. et al. Autism associated with the mitochondrial DNA G8363A transfer RNA(Lys) mutation. J Child Neurol 2000; 15: 357-361.
Hardeland R., Coto-Montes A., Poeggeler B. Circadian rhythms, oxidative stress, and antioxidative defense mechanisms. Chronobiol Int 2003; 20: 921-962.
Holt I.J., Harding A.E., Morgan-Hughes J.A. Deletions of muscle mitochondrial DNA in patients with mitochondrial myopathies. Nature 1988; 331: 717-719.
Inagaki T., Ishino H., Seno H. et al. Psychiatric symptoms in a patient with diabetes mellitus associated with point mutation in mitochondrial DNA. Biol Psychiat 1997; 42: 1067-1069.
Iwamoto K., Bundo M., Kato T. Altered expression of mitochondriarelated genes in postmortem brains of patients with bi polar disorder or schizophrenia, as revealed by large-scale DNA microarray analysis. Hum Mol Genet 2005; 14: 241-253.
Karry R., Klein E., Ben Shachar D. Mitochondrial complex I subunits expression is altered in schizophrenia: a postmortem study. Biol Psychiat 2004; 55: 676-684.
Kato T., Takahashi S., Shioiri T., Inubushi T. Alterations in brain phosphorous metabolism in bi polar disorder detected by in vivo 31P and 7Li magnetic resonance spectroscopy. J Affect Disord 1993; 27: 53-60.
Kato T., Takahashi S., Shioiri T. et al. Reduction of brain phosphocreatine in bi polar II disorder detected by phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy. J Affect Disord 1994; 31: 125-133.
Kato T., Takahashi Y. Deletion of leukocyte mitochondrial DNA in bi polar disorder. J Affect Disord 1996; 37: 67-73.
Kato T., Stine O.C., McMahon F.J., Crowe R.R. Increased levels of a mitochondrial DNA deletion in the brain of patients with bi polar disorder. Biol Psychiat 1997a; 42: 871-875.
Kato T., Winokur G., McMahon F.J. et al. Quantitative analysis of leukocyte mitochondrial DNA deletion in affective disorders. Biol Psychiat 1997; 42: 311-316.
Kato T., Kato N. Mitochondrial dysfunction in bi polar disorder. Bipolar Disorder 2000; 2: 180-190.
Kato T., Kunugi H., Nanko S., Kato N. Association of bi polar disorder with the 5178 polymorphism in mitochondrial DNA. Am J Med Genet 2000; 96: 182-186.
Kato T. The other, forgotten genome: mitochondrial DNA and mental disorders. Mol Psychiat 2001; 6: 625-633.
Kato T., Kunugi H., Nanko S., Kato N. Mitochondrial DNA polymorphisms in bi polar disorder. J Affect Disord 2001; 52: 151-164.
Katon W., Kleinman A., Rosen G. Depression and somatization: a review. Am J Med 1982; 72: 127-135.
Kegeles L.S., Humaran T.J., Mann J.J. In vivo neurochemistry of the brain in schizophrenia as revealed by magnetic resonance spectroscopy. Biol Psychiat 1998; 44: 382-398.
Kety S.S. Biochemical theories of schizophrenia. Int J Psychiat 1965; 51: 409-446.
Kiejna A., DiMauro S., Adamowski T. et al. Psychiatric symptoms in a patient with the clinical features of MELAS. Med Sci Monit 2002; 8: CS66-CS72.
Kirk R., Furlong RA., Amos W. et al. Mitochondrial genetic analyses suggest selection against maternal lineages in bi polar affective disorder. Am J Hum Genet 1999; 65: 508-518.
Koller H., Kornischka J., Neuen-Jacob E. et al. Persistent organic personality change as rare psychiatric manifestation of MELAS syndrome. J Neurol 2003; 250: 1501-1502.
Kolomeets N.S., Uranova N.A. Synaptic contacts in schizophrenia: studies using immunocytochemical identification of dopaminergic neurons. Neurosci Behav Physiol 1999; 29: 217-221.
Konradi C., Eaton M., MacDonald M.L. et al. Molecular evidence for mitochondrial dysfunction in bi polar disorder. Arch Gen Psychiat 2004; 61: 300-308.
Kung L., Roberts R.C. Mitochondrial pathology in human schizophrenic striatum: a postmortem ultrastructural study. Synapse 1999; 31: 67-75.
Lenaerts M.E. Cluster headache and cluster variants. Curr Treat Options Neurol 2003; 5: 455-466.
Lestienne P., Ponsot G. Kearns-Sayre syndrome with muscle mitochondrial DNA deletion. Lancet 1988; 1: 885.
Lindholm E., Cavelier L., Howell W.M. et al. Mitochondrial sequence variants in patients with schizophrenia. Eur J Hum Genet 1997; 5: 406-412.
Lloyd D., Rossi E.L. Biological rhythms as organization and information. Biol Rev Camb Philos Soc 1993; 68: 563-577.
Luft R. The development of mitochondrial medicine. Proc Natl Acad Sci USA 1994; 8731-8738.
Luhrs W., Bacigalupo G., Kadenbach B., Heise E. Der einfluss von chlorpromazin auf die oxydative phosphoryliering von tumormitochondrien . Experientia 1959; 15: 376-377.
Marchbanks R.M., Mulcrone J., Whatley S.A. Aspects of oxidative metabolism in schizophrenia. Br J Psychiat 1995; 167: 293-298.
Marchbanks R.M., Ryan M., Day I.N. et al. A mitochondrial DNA sequence variant associated with schizophrenia and oxidative stress. Schizophr Res 2003; 65: 33-38.
Matsumoto J., Ogawa H., Maeyama R. et al. Successful treatment by direct hemoperfusion of coma possibly resulting from mitochondrial dysfunction in acute valproate intoxication. Epilepsia 1997; 38: 950- 953.
Maurer I., Zierz S., Moller H. Evidence for a mitochondrial oxidative phosphorylation defect in brains from patients with schizophrenia. Schizophr Res 2001; 48: 125-136.
McMahon F.J., Chen Y.S., Patel S. et al. Mitochondrial DNA sequence diversity in bi polar affective disorder. Am J Psychiat 2000; 157: 1058-1064.
Miyaoka H., Suzuki Y., Taniyama M. et al. Mental disorders in diabetic patients with mitochondrial transfer RNA(Leu) (UUR) mutation at position 3243. Biol Psychiat 1997; 42: 524-526.
Moldin S.O., Scheftner W.A., Rice J.P. et al. Association between major depressive disorder and physical illness. Psychol Med 1993; 23: 755- 761.
Molnar G., Fava G.A., Zielezny M. et al. Measurement of subclinical changes during lithium prophylaxis: a longitudinal study. Psychopathology 1987; 20: 155-161.
Moore C.M., Christensen J.D., Lafer B. et al. Lower levels of nucleoside triphosphate in the basal ganglia of depressed subjects: a phosphorous- 31 magnetic resonance spectroscopy study. Am J Psychiat 1997; 154: 116-118.
Mulcrone J., Whatley S., Ferrier I., Marchbanks R.M. A study of altered gene expression in frontal cortex from schizophrenic patients using differential screening. Schizophr Res 1995; 14: 203-213.
Munakata K., Tanaka M., Mori K. et al. Mitochondrial DNA 3644T>C mutation associated with bi polar disorder. Genomics 2004; 84: 1041- 1050.
Murashita J., Kato T., Shioiri T. et al. Altered brain energy metabolism in lithium-resistant bi polar disorder detected by photic stimulated 31P-MR spectroscopy. Psychol Med 2000; 30: 107-115.
Newman-Toker D.E., Horton J.C., Lessell S. Recurrent visual loss in Leber hereditary optic neuropathy. Arch Ophthalmol 2003; 121: 288-291.
Norby S., Lestienne P., Nelson I. et al. Juvenile Kearns-Sayre syndrome initially misdiagnosed as a psychosomatic disorder. J Med Genet 1994; 31: 45-50.
Odawara M., Arinami T., Tachi Y. et al. Absence of association between a mitochondrial DNA mutation at nucleotide position 3243 and schizophrenia in Japanese. Hum Genet 1998; 102: 708-709.
Odawara M. Mitochondrial gene abnormalities as a cause of psychiatric diseases. Nucleic Acids Res 2002; Suppl 2: 253-254.
Oexle K., Zwirner A. Advanced telomere shortening in respiratory chain disorders. Hum Mol Genet 1997; 6: 905-908.
Onishi H., Kawanishi C., Iwasawa T. et al. Depressive disorder due to mitochondrial transfer RNALeu(UUR) mutation. Biol Psychiat 1997; 41: 1137-1139.
Orsulak P.J., Waller D. Antidepressant drugs: additional clinical uses. J Fam Pract 1989; 28: 209-216.
Prayson R.A., Wang N. Mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis, and strokelike episodes (MELAS) syndrome: an autopsy report. Arch Pathol Lab Med 1998; 122: 978-981.
Prince J.A., Blennow K., Gottfries C.G. et al. Mitochondrial function is differentially altered in the basal ganglia of chronic schizophrenics. Neuropsychopharmacology 1999; 21: 372-379.
Prince J.A., Harro J., Blennow K. et al. Putamen mitochondrial energy metabolism is highly correlated to emotional and intellectual impairment in schizophrenics. Neuropsychopharmacology 2000; 22: 284-292.
Rajala U., Keinanen-Kiukaanniemi S., Uusimaki A., Kivela S.L. Musculoskeletal pains and depression in a middle-aged Finnish population. Pain 1995; 61: 451-457.
Rango M., Bozzali M., Prelle A. et al. Brain activation in normal subjects and in patients affected by mitochondrial disease without clinical central nervous system involvement: a phosphorus magnetic resonance spectroscopy study. J Cereb Blood Flow Metab 2001; 21: 85-91.
Rathman S.C., Blanchard R.K., Badinga L. et al. Dietary carbamazepine administration decreases liver pyruvate carboxylase activity and biotinylation by decreasing protein and mRNA expression in rats. J Nutr 2003; 133: 2119-2124.
Ritsner M. The attribution of somatization in schizophrenia patients: a naturalistic follow-up study. J Clin Psychiat 2003; 64: 1370-1378.
Rumbach L., Mutet C., Cremel G. et al. Effects of sodium valproate on mitochondrial membranes: electron paramagnetic resonance and transmembrane protein movement studies. Mol Pharmacol 1986; 30: 270-273.
Saijo T., Naito E., Ito M. et al. Therapeutic effects of sodium dichloroacetate on visual and auditory hallucinations in a patient with MELAS. Neuropediatrics 1991; 22: 166-167.
Scheffler L.E. A century of mitochondrial research: achievements and perspectives. Mitochondrion 2001; 1: 1: 3-31.
Seeman P. Tardive dyskinesia, dopamine receptors, and neuroleptic damage to cell membranes. J Clin Psychopharmacol 1988; 8: 4 Suppl: 3S-9S.
Shanske A.L., Shanske S., Silvestri G. et al. MELAS point mutation with unusual clinical presentation. Neuromuscul Disord 1993; 3: 191-193.
Shapira A.H.V. Mitochondrial disorders. Biochim Biophys Acta 1999; 1410: 2: 99-102.
Shimizu A., Kurachi M., Yamaguchi N. et al. Morbidity risk of schizophrenia to parents and siblings of schizophrenic patients. Jpn J Psychiat Neurol 1987; 41: 65-70.
Shinkai T., Nakashima M., Ohmori O. et al. Coenzyme Q10 improves psychiatric symptoms in adult-onset mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes: a case report. Aust N Z J Psychiat 2000; 34: 1034-1035.
Shoffner J.M., Bialer M.G., Pavlakis S.G. et al. Mitochondrial encephalomyopathy associated with a single nucleotide pair deletion in the mitochondrial tRNALeu(UUR) gene. Neurology 1995; 45: 286-292.
Shoffner J.M., Wallace D.C. Oxidative phosphorylation diseases. In: C.R. Scriver, A.L. Beaudet, W.S. Sly, D. Valle (eds.). The metabolic and molecular bases of inherited disease. 7th edition, McGraw-Hill, New York 1995; 1535-1629.
Sillanpaa M. Carbamazepine, pharmacological and clinical uses. Acta Neurol Scand 1981; 64: Suppl 88: 11-13.
Souza M.E., Polizello A.C., Uyemura S.A. et al. Effect of fluoxetine on rat liver mitochondria. Biochem Pharmacol 1994; 48: 535-541.
Spellberg B., Carroll RM., Robinson E., Brass E. mtDNA disease in the primary care setting. Arch Intern Med 2001; 161: 2497-2500.
Spina E., Perugi G. Antiepileptic drugs: indications other than epilepsy. Epileptic Disord 2004; 6: 57-75.
Spinazzola A., Carrara F., Mora M., Zeviani M. Mitochondrial myopathy and ophthalmoplegia in a sporadic patient with the 5698G>A mitochondrial DNA mutation. Neuromuscul Disord 2004; 14: 815- 817.
Starkov A.A., Simonyan R.A., Dedukhova V.I. et al. Regulation of the energy coupling in mitochondria by some steroid and thyroid hormones. Biochim Biophys Acta 1997; 1318: 173-183.
Stine O.C., Luu S.U., Zito M. The possible association between affective disorder and partially deleted mitochondrial DNA. Biol Psychiat 1993; 33: 141-142.
Stone K.J., Viera A.J., Parman C.L. Off-label applications for SSRIs. Am Fam Physician 2003; 68: 498-504.
Sugimoto T., Nishida N., Yasuhara A. et al. Reye-like syndrome associated with valproic acid. Brain Dev 1983; 5: 334-347.
Suzuki T., Koizumi J., Shiraishi H. et al. Mitochondrial encephalomyopathy (MELAS) with mental disorder. CT, MRI and SPECT findings. Neuroradiology 1990; 32:1: 74-76.
Suzuki Y., Taniyama M., Muramatsu T. et al. Diabetes mellitus associated with 3243 mitochondrial tRNA(Leu(UUR)) mutation: clinical features and coenzyme Q10 treatment. Mol Aspects Med 1997; Suppl 18: S181-188.
Swerdlow R.H., Binder D., Parker W.D. Risk factors for schizophrenia. N Engl J Med 1999; 341: 371-372.
Thomeer E.C., Verhoeven W.M., van de Vlasakker C.J., Klompenhouwer J.L. Psychiatric symptoms in MELAS; a case report. J Neurol Neurosurg Psychiat 1998; 64: 692-693.
Volz H.P., Rzanny R., Riehemann S. et al. 31P magnetic resonance spectroscopy in the frontal lobe of major depressed patients. Eur Arch Psychiat Clin Neurosci 1998; 248: 289-295.
Wallace D.C., Singh G., Lott M.T. et al. Mitochondrial DNA mutation associated with Leber’s hereditary optic neuropathy. Science 1988; 242: 1427-1430.
Wang Q., Ito M., Adams K. et al. Mitochondrial DNA control region sequence variation in migraine headache and cyclic vomiting syndrome. Am J Med Genet 2004; 131A: 50-58.
Washizuka S., Kakiuchi C., Mori K. et al. Association of mitochondrial complex I subunit gene NDUFV2 at 18p11 with bi polar disorder. Am J Med Genet 2003; 120B: 72-78.
Whatley S.A., Curti D., Marchbanks R.M. Mitochondrial involvement in schizophrenia and other functional psychosis. Neurochem Res 1996; 21: 995-1004.
Whatley S.A., Curti D., Das Gupta F. et al. Superoxide, neuroleptics and the ubiquinone and cytochrome b5 reductases in brain and lymphocytes from normals and schizophrenic patients. Mol Psychiat 1998; 3: 227-237.
Wolyniec P.S., Pulver A.E., McGrath J.A., Tam D. Schizophrenia gender and familial risk. J Psychiat Res 1992; 26: 17-27.
Yovell Y., Sakeim H.A., Epstein D.G. et al. Hearing loss and asymmetry in major depression. J Neuropsychiat 1995; 7: 82-89.
Zeviani M., Moraes C.T., DiMauro S. et al. Deletions of mitochondrial DNA in Kearns-Seyre syndrome. Neurology 1988; 38: 1339-1346.

Митохондриальные заболевания представляют собой разнородную группу болезней, вызванных повреждением определенных структур в клетках человека, которые имеют важное значение в превращении пищи в энергию. Митохондриальные заболевания вызывают снижение производства энергии и связанные с ними симптомы.

Клетки являются строительными блоками человеческого тела, это микроскопические структуры, которые связаны с мембраной и содержат многочисленные компоненты – органеллы, отвечающие за такие функции, как размножение клеток, транспортировка материалов и синтез белков. Клеточное дыхание – процесс, при котором молекулы пищи превращаются в молекулы с высокой энергией, используемые в качестве источника энергии, имеет место в структурах под названием митохондрии. Энергия митохондрий имеет важное значение для всех клеточных функций.

До середины двадцатого века о митохондриальных болезнях было известно не так много. Первый диагноз митохондриального расстройства был поставлен в 1959 году, а генетический материал мтДНК обнаружен в 1963 году. В 70-е и 80-е годы прошлого века о митохондриях стало известно гораздо больше, а группа митохондриальных нарушений расширяется по сегодняшний день. Исследования в 90-е годы прошлого столетия привели к классификации митохондриальных заболеваний.

Общие митохондриальные расстройства

По состоянию на сегодняшний день насчитывается более сорока различных митохондриальных нарушений. Некоторые из наиболее распространенных расстройств включают в себя:

Синдром Кернс-Сейр (KSS). KSS обычно происходит в возрасте до 20 лет. Симптомы включают в себя постепенное затруднение движения глаз, висящие веки, мышечную слабость, низкорослость, потерю слуха, потерю координации, проблемы с сердцем, когнитивные задержки и диабет.

Миоклонус эпилепсия с разорванными красными волокнами (MERRF). MERFF является митохондриальным синдромом, в котором митохондриальный дефект, а также ненормальность ткани, которая называется «разорванными красными волокнами» обнаруживается микроскопически. Симптомы включают судороги, потерю координации, низкорослость, наращивание молочной кислоты в крови, трудности произношения, слабоумие, мышечную слабость.

Митохондриальная энцефаломиопатия с молочнокислым ацидозом и инсультом (MELAS). MELAS является прогрессирующим заболеванием, митохондриальный синдром затрагивает несколько систем органов, в том числе центральную нервную систему, сердечную мышцу, скелетные мышцы и желудочно-кишечный тракт. Симптомы включают в себя мышечную слабость, инсульт, паралич мышц глаз и когнитивные нарушения.

Наследственная оптическая нейропатия Лебера (LHON). LHON вызывает прогрессирующую потерю зрения, что приводит к различной степени слепоты и в первую очередь влияет на мужчин в возрасте старше 20 лет. Сердечные аномалии также могут иметь место.

Синдром Ли. Это дегенеративное заболевание головного мозга обычно диагностируют в молодом возрасте. Ухудшение часто сопровождается такими симптомами, как судороги, слабоумие, трудности с кормлением и речью, дыхательной дисфункцией, проблемами с сердцем и мышечной слабостью. Прогноз, как правило, неблагоприятный, и смерть происходит в течение нескольких лет.

Митохондриальная нейрогастроинтестинальная энцефаломиопатия (MNGIE). Основные признаки включают в себя симптомы, которые имитируют желудочно-кишечные обструкции и аномалии нервной системы. Другие симптомы могут включать паралич мышц глаз, мышечную слабость, потерю координации, аномалии головного мозга.

Синдром Пирсона. Симптомы обычно появляются в первую очередь в детстве, характеристики этого редкого синдрома выделяются поджелудочной дисфункцией и анемией. Осложнения – ожирение, диарея, увеличение печени и другие признаки.

Невропатия, атаксия и пигментный ретинит (NARP). Симптомы этого расстройства включают расстройства нервной системы, потерю координации, а также прогрессирующую потерю зрения. Может также привести к задержкам в развитии, слабоумию, мышечной слабость. Обычно происходит в детстве.

Причины митохондриальных нарушений

Несмотря на то, митохондриальные заболевания могут быть вызваны повреждением митохондриального генетического материала, и они таким образом влияют на любую из сотен химических реакций, необходимых для преобразования кислорода и питательных веществ в энергию, все они имеют общую особенность: способность митохондрий вырабатывать энергию нарушена. Отходы многочисленных реакций могут начать накапливаться в клетках и мешать другим химическим реакциям, и с течением времени вызывать дальнейшие повреждения митохондрий.

Наследование митохондриальных заболеваний

Во многих случаях, митохондриальное расстройство передается генетически от родителей к ребенку. Это часто может быть полезным для определения типа наследования. Генетические дефекты могут быть пропущены через нДНК, генетический материал, который определяет большинство наследственных характеристик, или через мтДНК. Некоторые типы наследственных митохондриальных расстройств включают:

Аутосомно-рецессивное наследование. Каждый человек имеет два набора генов, каждый из которых унаследован от одного из родителей. В случае с некоторыми генетическими заболеваниями, человеку необходимо иметь две копии дефектного гена, чтобы иметь симптомы заболевания; и если только один из двух генов дефектный, то человек считается носителем. При аутосомно-рецессивном наследовании, индивидуум получает дефектный ген от каждого родителя.

Материнское наследование. МтДНК передается только от матери к ребенку, потому что митохондрии сперматозоида находятся в хвосте сперматозоида, который не участвует в концепции. Некоторые митохондриальные расстройства, поэтому, могут передаваться только от матери к ребенку.

Х-хромосомное рецессивное наследование. Пол ребенка определяется путем наследования нитей ДНК, называемых хромосомами. Ребенок женского пола наследует две Х-хромосомы, в то время как ребенок мужского пола наследует Х-хромосому от одного родителя и Y-хромосомы от другого. Если дефектный ген, кодирующий болезнь, обнаруживается на Х-хромосоме, то ребенок мужского пола не может иметь здоровую копию гена (так как он имеет только одну Х-хромосому); таким образом, он будет иметь расстройства. Девочки менее подвержены риску, потому что должны иметь две копии дефектного гена (по одному на каждой Х-хромосоме) для развития заболевания.

Аутосомно-доминантное наследование. В отличие от наследования аутосомно-рецессивного типа, только одна дефектная копия гена должна быть унаследована для развития данного заболевания, поэтому ребенок имеет 50-процентный шанс развития расстройства.

В некоторых случаях от митохондриального синдрома страдают люди и без генетического фактора. Эти случаи называют случайными или спорадическими, и они могут быть вызваны целым рядом причин, включая прием некоторых лекарств (например, используемые для лечения ВИЧ), анорексию, воздействие некоторых токсинов, продолжительные периоды недостатка кислорода или возраст родителей.

Симптомы митохондриального синдрома

Поскольку более 90 процентов энергии, необходимой человеческому организму, генерируются митохондриями, эффекты митохондриальных нарушений могут быть далеко идущими. Исследования показывают, что головной мозг, нервы, скелетные мышцы, печень , сердце, почки, слуховой аппарат, глаза и поджелудочная железа особенно страдают из-за высоких энергетических потребностей. Некоторые из наиболее распространенных симптомов митохондриальных заболеваний в системах органов включают в себя следующее:

Другие симптомы включают в себя нарушения в развитии у детей раннего возраста, слабый рост, низкорослость, повышенная утомляемость, нарушения дыхания, глотания, а также повышенный риск инфекций.

Диагностика митохондриальных болезней

Массив симптомов, которые отображаются у детей, страдающих от митохондриальных нарушений, является общим для многих других заболеваний. Часто признаком митохондриального расстройства, отличающего его от других заболеваний со сходными симптомами, являются дополнительные симптомы, которые обычно не проявляются в случае с не митохондриальным заболеванием.

Из-за сложного характера митохондриальных нарушений, врачи применяют многогранные подходы к диагностике таких заболеваний. Процесс обычно начинается с всеобъемлющего медицинского обследования, оценки медицинской и семейной истории болезни пациента. Часто неврологическое обследование проводится с целью определить, имеются ли какие-либо аномалии головного мозга. Чтобы диагностировать митохондриальный синдром и исключить другие заболевания, могут быть выполнены более обширные тесты. Некоторыми из таких методов тестирования являются следующие:

Первоначальная оценка. Первая линия тестирования, как правило, включает в себя наименее инвазивные методы, такие, как анализ образца крови для оценки. В некоторых случаях диагноз может быть выполнен на основе анализов крови; в других – анализы крови могут свидетельствовать о том, что необходимо дальнейшее тестирование.

Вторичная оценка. Эти тесты могут быть более интенсивными, более агрессивными, и/или нести больше рисков. Примеры включают спинномозговую пункцию , анализ мочи, магнитно-резонансную томографию (МРТ), дополнительные анализы крови, электрокардиограмму (ЭКГ).

Третичная оценка . Сложные и/или инвазивные процедуры, такие, как анализ кожи или биопсия мышц. В некоторых случаях третичные тесты необходимы, чтобы поставить окончательный диагноз.

В определенной ситуации врач может быть не в состоянии диагностировать пациента с определенным митохондриальным расстройством даже после тщательной оценки. Следовательно, нужно иметь в виду, что, несмотря на сложность проверки митохондриальных нарушений, их диагностика не всегда возможна.

Лечение митохондриальных заболеваний

Конкретных препаратов для лечения митохондриальных нарушений не существует. План лечения сосредоточен главным образом на задержке прогрессирования заболевания или уменьшения симптомов у пациента. Методы лечения зависят от многих факторов, в том числе типа заболевания, возраста человека, пораженных органов и состояния его здоровья. Не всем пациентам лечение приносит пользу.

Терапия между тем может состоять из курсов приема витаминов, пищевых добавок, физической или профессиональной терапии, традиционных лекарств, например:

витамины, такие, как витамины группы В (тиамин, рибофлавин, ниацин, фолиевая кислота, биотин и пантотеновая кислота), витамин Е , витамин С,
коэнзим Q10 (CoQ10), который участвует в клеточном дыхании в нормальных митохондриях,
левокарнитин, принимаемый в устной форме или вводимый внутривенно,
антиоксидантная терапия,
физическая или трудотерапия для миопатиях.

У некоторых пациентов минимизация физиологических факторов, таких, как крайне низкие температуры, высокие температуры, плохое питание, голодание и недостаток сна, может улучшить их состояние. Алкоголь, сигаретный дым и глутамат натрия также могут усугубить митохондриальные расстройства.

В некоторых случаях, должным образом разработанная диета необходима, чтобы избежать ухудшения симптомов. Родители ребенка, пораженного митохондриальным синдромом, должны обратиться к диетологу, чтобы составить индивидуальную диету. План индивидуализированной диеты может включать в себя частые приемы пищи небольшими порциями, с увеличением или уменьшением количества потребляемого жира, а также избегания или дополнения некоторых витаминов или минералов.

Новые исследования

Ученые занимаются поиском лекарств для лечения митохондриальных заболеваний. Проблема осложняется тем, что эти болезни очень редки: например, общее число больных MELAS не превышает 60 тысяч человек во всем мире, это делает невыгодным разработку лекарств от подобных заболеваний. Несмотря на это, все же появились препараты, которые достаточно эффективно борются с проявлениями митохондриальной патологии.

Так, для лечения атаксии Фридрейха используется препарат EPI-743 , который показал свою эффективность в нескольких исследованиях . Это средство позволяет оптимизировать производство энергии в митохондриях и уменьшить окислительно-восстановительный дисбаланс.

В лечении энцефаломиелопатии (MELAS) определенный положительный эффект показал L-аргинин, внутривенное и пероральное введение которого позволило уменьшить выраженность основных симптомов этого заболевания: головной боли, тошноты с рвотой, расстройства зрения и сознания. Это было показано в 9-летнем исследовании, проведенном японскими учеными.

Прогноз митохондриальных нарушений

Прогноз отдельно взятого митохондриального заболевания зависит от многих факторов, в том числе конкретного расстройства, способа наследования, возраста больного, и пораженных органов. К примеру, двое детей, страдающих от одного и того же митохондриального заболевания могут иметь два совершенно разных курса терапии. В некоторых случаях пациенты могут быть в состоянии контролировать свои симптомы в значительной степени различными процедурами, или если прогрессирование заболевания происходит медленно. В других случаях болезнь быстро прогрессирует и приводит к неминуемой гибели.

В случае с риском митохондриальных нарушений у ребенка, родители могут быть заинтересованы в генетической консультации. Генетическое тестирование, однако, не может точно определить, как и когда у ребенка может развиваться митохондриальное заболевание или степень ее тяжести.

Отказ от ответственности: Информация, представленная в этой статье про митохондриальные заболевания, предназначена только для информирования читателя. Она не может быть заменой для консультации профессиональным медицинским работником.

Врачи начали наблюдать за тем, как проявляются митохондриальные заболевания ещё в 20-м веке. Стремясь определить, от чего может быть любая из митохондриальных болезней, специалисты обнаружили более 50 разновидностей болезней, которые имеют связь с нарушениями, затрагивающими митохондрии.

В зависимости от причин, различают три основных подгруппы митохондриальных заболеваний, а именно:

Болезни, вызванные мутациями митохондриальной ДНК. Подобные дефекты имеют связь с точечной мутацией различных элементов и наследуются преимущественно от матери. Также, болезни может вызвать структурная дислокация. К этой категории болезней относятся такие наследственные синдромы Кернса-Сейра, Пирсона, Лебера и т. д.
Болезни, вызванные дефектами на уровне ядерной ДНК. Мутации влекут за собой нарушение функционирования митохондрий. Кроме того, они могут вызывать негативные изменения ферментов, участвующих в циклическом биохимическом процессе, в частности - обеспечении клеток в организме кислородом. Сюда можно отнести синдромы Люфта и Альперса, диабетические заболевания и т. д.
Болезни, вызванные дефектами на уровне ядерной ДНК и, как следствие, вызывающие вторичную деформацию ДНК митохондрий. К списку вторичных изменений относятся печеночная недостаточности и синдромы, типа того что был выявлен Де Тони-Дебре-Фанкони.

Симптомы

На протяжении длительного срока времени, мутации и, как следствие, митохондриальные болезни, могут не проявляться у несовершеннолетнего пациента. Однако, с течением времени, скопление нездоровых органелл увеличивается, в результате, начинаются проявления первых признаков того или иного заболевания.

Так как заболевания митхондриальной группы представляют собой целую группу патологий, то и признаки этих болезней существенно различаются в зависимости от того, какие органы и системы детского организма были повреждены. Учитывая связь между дефектами митохондрий и энергетической функцией, можно определить особенную подверженность поражению нервной и мышечной систем.

Среди характерных признаков патологии мышечной системы можно распознать:

Ограничение или полное отсутствие двигательной активности в связи с невозможностью выполнять обычные действия из-за ослабленности мышц или, как называют это состояние - миопатии.
Пониженное артериальное давление.
Болевой синдром или мышечные спазмы, сопровождаемые сильными болями.

У детей в первую очередь проявляется головная боль, интенсивная и повторяющаяся рвота, ослабленность после минимальных физических нагрузок.

Если речь идёт о поражении нервной системы, то здесь имеют место быть следующие проявления:

отставание в психомоторном развитии;
неспособность выполнять действия, с которыми ребёнок справлялся ранее - регресс развития;
судорожные припадки;
периодические проявления апноэ и тахипноэ;
частая потеря сознания и впадение в кому;
изменения на уровне кислотно-щелочного баланса;
изменение походки.

У детей старшего возраста можно заметить онемение, паралич, потерю чувствительности, инсультоподобные приступы, патологии в виде непроизвольных движений и т. д.

Затрагивание органов чувств выражается в ухудшении зрительной функции, птозах, катарактах, дефектах глазной сетчатки и поля зрения, ухудшении слуха или полной глухоте нейросенсорного характера. Поражение органов в детском организме проявляются в виде проблем с сердцем, печенью, почками, поджелудочной железой. Что касается болезней, связанных с эндокринной системой, то здесь отмечаются:

отставание в росте и половом развитии,
пониженная выработка глюкозы организмом,
дисфункция щитовидки,
прочие проблемы с метаболизмом.

Диагностика митохондриальных заболеваний у ребёнка

Для того чтобы диагностировать наличие митохондриальных болезней, врач изучает анамнез, проводит физикальный осмотр, исследуя в первую очередь силу ребёнка и его выносливость. Дополнительно назначается обследование у невропатолога, включая оценку зрения, рефлексов, речевой и познавательной способностей. С помощью специализированных анализов - мышечная биопсия, МРС и так далее, - подтверждают имеющиеся подозрения. Также выполняется компьютерная и магнитно-резонансная томография и ДНК-диагностика с консультацией у генетиков.

Осложнения

То, чем опасны дефекты митохондрий, зависит от вида болезни. Например, при поражении мышечной системы, имеет место быть полный паралич и инвалидизация, в том числе интеллектуальный регресс.

Лечение

Что можете сделать вы

Первая помощь со стороны родителей зависит от того, в чём именно заключаются проявления заболевания. В любом случае, при наличии малейших подозрений и отклонений от нормы, необходимо обратиться к специалисту и узнать, что делать с болезнью при её наличии.

Что делает врач

Вне зависимости от вида болезни, лечить её можно методом введения препаратов, нормализующих энергетический обмен. Также, ребёнку назначается симптоматическое и специализированное лечение в порядке, установленном для конкретного заболевания. Вылечить патологии быстрее или нормализовать состояние пациента помогают физические упражнения и физиотерапевтические процедуры.

Профилактика

Предотвратить митохондриальные болезни невозможно, так как они происходят на генетическом уровне. Единственный способ, позволяющий несколько минимизировать риски - это ведение здорового образа жизни без вредных привычек.