диссертации / 21

1.2.1Ультраструктурные изменения скелетных мышечных волокон при

1.2.2Ультраструктурные изменения скелетных мышечных волокон при

1.3ПОВЫШЕНИЕ ЧИСЛА И РАЗМЕРОВ МИТОХОНДРИЙ, КАК

1.3.1Роль митохондрий в компенсации патологических процессов в

1.3.2Роль изменения числа митохондрий на их функциональное

3.1.1Гистоферментохимическое выявление активности сукцинат-

3.1.2Гистоферментохимическое выявление активности сукцинат-

3.2ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

3.2.1Электронно-микроскопическое исследование скелетной мышечной

3.2.2Электронно-микроскопическое исследование скелетной мышечной

3

3.3МОРФОМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МИТОХОНДРИЙ В

3.3.2Соотношение между морфометрическими показателями митохондрий

3.3.3Соотношение морфометрических показателей с функциональными

3.3.4Морфометрические характеристики митохондрий в различных

3.3.5Соотношение между морфометрическими показателями митохондрий

3.3.6Соотношение морфометрических показателей с функциональными

4.1Морфометрические характеристики митохондрий мышц при врожденной

4

4.2Морфометрические характеристики митохондрий мышц при

5

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АТФ – аденозин 5’-трифосфат АДФ – аденозиндифосфат

Tп – тропонин Тm – тропомиозин

Тц – терминальные цистерны

RRF- «ragged-red fibres» («рванные» красные волокна)

RYR1 – Ryandine receptor 1

Drp1 - dynamin - related protein 1

Mff - Mitochondrial fission factor

hFis1 - Mitochondrial fission 1 protein in humans

MiD49/MID51 -Mitochondrial dynamics protein 49/Mitochondrial dynamics protein 51 MIEF 1 - mitochondrial elongation factor 1

MTP18 – Mitochondrial protein in humans 18

OPA1 - Optic atrophy 1

Mfn1 / Mfn2 – mitofusin 1/2

MIB – митофузин связывающий белок

PARL - Presenilin-associated rhomboid-like

MAM - mitochondria-associated ER membrane

NCAM – neural cell adhesion molecule (молекула адгезии нервных клеток) TAZ – gene Tafazzin

PGC-1a / 1β– proliferator – activated receptor gamma coactivator 1 alpha/ 1 beta BAX – Bcl2 –associated x protein

BAK – Bcl2 homologous antagonist/killer

ГТФ – гуанозинтрифосфат ЭПС – эндоплазматическая сеть

мтДНК – митохондриальная дезоксирибонуклеиновая кислота ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота

6

РНК – рибонуклеиновая кислота мРНК – матричная рибонуклеиновая кислота

цАМФ – аденозин 3’, 5’- циклический монофосфат

Ca2+ – ионы кальция

TRAP1 – tumor necrosis factor receptor – associated protein 1

ЛДГ – лактатдегидрогеназа НАД – никотинамиддинуклеотид

НАД2– восстановленный никотинамиддинуклеотид СДГ – сукцинатдегидрогеназа

7

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Выбор инструментов исследований в любой области знаний является центральной проблемой. Это особенно актуально в области медицины и здравоохранения, где правильная диагностика играет ключевую роль в выборе стратегии и тактики лечения, а впоследствии определяет его успешность.

Нервно-мышечные заболевания, в особенности, обусловленные генети-

ческими дефектами миопатии, составляют большую группу наследственных заболеваний человека, приводящие к инвалидности и фатальному исходу у детей и взрослых. Дифференциальная диагностика этих заболеваний остается трудной,

в силу недостаточно специфичных проявлений и большого клинического сходства состояний, обусловленных разными генетическими дефектами.

Большой интерес в исследованиях патогенетических механизмов миопатий привлекают митохондрии. Свидетельством универсальной роли митохондрий в патогенезе различных заболеваний мышц является исследование, проведенное

J. Muller-Hocker и соавт. [Muller-Hocker et al., 1986]. Было показано, что ослабление-сопряжение окислительного фосфорилирования тесно, но не обязательно связано с пролиферацией митохондрий. В ряде исследований

[Sukhorukov, 1998, 2006, 2011] было высказано предположение, что при определенных формах заболеваний увеличение числа и размеров митохондрий могут влиять на клиническую картину заболевания, но до сих пор остается открытым вопрос о компенсаторной роли увеличения митохондрий и возможности этих органелл влиять на снижение степени тяжести заболевания. Так же по-прежнему остается неясным вопрос: какова роль изменения числа митохондрий при врожденной миопатии, так как довольно часто в скелетной мышечной ткани выявляются признаки митохондриальных нарушений в виде увеличения их числа. Врожденные миопатии являются редкими, клинически и генетически гетерогенными заболеваниями. Среди них первое место по частоте занимает врожденная миопатия центрального стержня, относящаяся к так

8

называемым «немитохондриальным» заболеваниям, поэтому в качестве группы сравнения было выбрано заболевание, вызываемое первичным поражением митохондрий, а именно митохондриальная миопатия, сходная по светооптическим гистоферментохимическим характеристикам с миопатией центрального стержня.

Митохондриальные болезни составляю большую группу патологических состояний, связанных с генетически детерминированными нарушениями клеточной биоэнергетики их частота встречаемости варьирует от 1:5000 до

1:10000 населения [Schaefer et al., 2008; Chinnery et al., 2012; Bannwarth et al., 2013].

Связь с развитием миопатий различной степени тяжести определяет особый интерес к структурной реорганизации митохондрий в мышцах. На сегодняшний день организация митохондриона в зрелых мышечных волокнах человека практически не изучена. В литературе отсутствует описание таких параметров как количество, размер и форма митохондрий. Глубокое понимание энергетических процессов клетки, несомненно, требует комплексного подхода, сочетающего исследования биоэнергетики и митохондриальной биохимии с анализом морфологии митохондрий.

Основным дифференциально-дигностическим маркером этих заболеваний является гистохимическая диагностика с выявлением активности различных ферментов, главным образом митохондриальных. Однако, среди врожденных заболеваний, встречаются и такие у которых гистохимические критерии мышц сходны. В связи с этим необходима разработка новых морфометрических маркеров для диагностики мышечных биоптатов при вышеперечисленных заболеваниях. Точная морфологическая оценка параметров митохондрий в скелетной мышечной ткани при адаптационных процессах особенно актуальна на современном этапе развития клинической миологии, когда ещё отсутствуют генетические методы лечения подавляющего большинства нервно-мышечных заболеваний.

Анализ морфометрических параметров митохондрий при патологических состояниях мышечной ткани в сопоставлении с другими клинико-лабораторными

9

показателями больных может помочь при разработке неспецифических терапевтических подходов в лечении различных заболеваний мышц.

В соответствии с вышесказанным целью исследования было поставлено определение морфометрических параметров митохондрий при патологических состояниях скелетной мышечной ткани и возможности их использования для диагностики нервно-мышечных заболеваний.

Задачи исследования:

1.Определить морфометрические ультраструктурные характеристики митохондрий в межмиофибриллярных и субсарколеммальных участках волокон поперечнополосатой скелетной мышечной ткани у больных врожденной миопатией центрального стержня и оценить наличие корреляционных связей между полученными показателями.

2.Определить корреляционные связи между выявленными морфометри-

ческими показателями митохондрий мышечной ткани при миопатии центрального стержня с клинико-лабораторными показателями тяжести заболевания и активности энергетического метаболизма.

3. Определить морфометрические ультраструктурные характеристики мито-

хондрий в межмиофибриллярных и субсарколеммальных участках волокон поперечнополосатой скелетной мышечной ткани у больных митохондриальной миопатией и оценить наличие корреляционных связей между полученными показателями.

4. Определить корреляционные связи между выявленными морфометри-

ческими показателями митохондрий мышечной ткани при митохондриальной миопатии с клинико-лабораторными показателями тяжести этого заболевания и активности энергетического метаболизма.

5. Сопоставить полученные морфометрические показатели состояния митохондрий скелетной мышечной ткани при миопатии центрального стержня и при митохондриальной миопатии, а также оценить возможный объём

10