5. Диагностика.

Возможности лаборатории в области диагностики митохондриальных болезней уникальны: проводятся биохимические исследования для оценки окислительно-восстановительного статуса цитоплазмы и митохондрий, определение активности ферментов дыхательной цепи, а также тесты для выявления наиболее распространенных мутаций мтДНК (точковые мутации и делеции). В 2000 году были разработаны методы анализа ядерных генов, мутации в которых приводят к  болезни Лея.  

Спектр биохимических методов, используемых в лаборатории, исключительно широк и включает: электорофорез гликозаминогликанов мочи, хромато-масс-спектрометрию, высокоэффективную жидкостную хроматографию, анализ активности лизосомных и митохондриальных ферментов с применением хромогенных и флуорогенных субстратов. Некоторые из форм НБО (глутаровая ацидурия тип 1, цитруллинемия, болезнь Канавана), ранее не выявляемые в нашей стране, здесь были диагностированы впервые.

 Существенным прорывом в диагностике НБО (наследственные болезни обмена веществ) стало внедрение метода  тандемной масс-спектрометрии, который позволяет в микроколичествах биологического материала (пятно высушенной крови или плазмы) выявлять около 30 форм наследственных заболеваний из групп самых распространенных НБО: аминоацидопатий, органических ацидурий и дефектов митохондриального окисления.

Последние годы в лаборатории активно развиваются и молекулярно-генетические методы. Для некоторых заболеваний из группы НБО созданы протоколы ДНК-диагностики, позволяющие сократить время установления диагноза и избежать применения трудоемких и инвазивных биохимических методов.

 На сегодняшний день используемые биохимические и молекулярно-генетические методы позволяют диагностировать более 150 различных форм наследственных болезней обмена веществ.

Диагностика митохондриальных болезней осуществляется на основании комплекса биохимических и цитологических показателей. Ключевую роль играет ДНК-диагностика. Следует заметить, что для митохондриальных патологий характерна высокая изменчивость клинических форм, что затрудняет их идентификацию; в большинстве случаев диагноз ставится уже на финальных стадиях развития болезни.

Диагностические тесты.

Перечень диагностических тестов, применяемых в случае необходимости исключения митохондриальных болезней, включает в себя следующее:

• Значение соотношения лактат/пируват в плазме;

• Значение соотношения кетоновых тел в плазме;

• Количественный анализ аминокислот плазмы;

• Анализ профиля ацилкарнитинов;

• Количественный анализ органических кислот мочи;

• Исследование цереброспинальной жидкости;

• Биопсия скелетных мышц;

• Наиболее информативным является исследование активности ферментов;

Каждый из вышеперечисленных тестов не является абсолютным. Необходима их комплексная оценка со многими повторами в сочетании с клиническими данными. Нормальный уровень лактата в плазме и в спинномозговой жидкости не исключают митохондриальные болезни.

Для постановки диагноза митохондриального заболевания важен комплексный генеалогический, клинический, биохимический, морфологический и генетический анализ.

Основные биохимические маркеры митохондриальных заболеваний следующие:  1) увеличение концентрации лактата в крови - лактат-ацидоз, особенно усиливающийся при нагрузке глюкозой или физическими упражнениями;  2) гиперкетонемия, в том числе парадоксальная, и гиперкетонурия;  3) нарушение соотношения лактат/пируват в крови;  4) повышение концентрации ацетоацетата и 3-ОН-бутирата.

Определение этих метаболитов должно быть обязательным этапом биохимической диагностики митохондриальных заболеваний. Однако при интерпретации результатов исследования необходимо учитывать следующие моменты:  1) повышение концентрации этих метаболитов не дает основания однозначно диагностировать наследственное митохондриальное заболевание;  2) диагностическая ценность этих показателей выше после пищевой нагрузки, чем натощак;

3) эти показатели неравнозначны при различных митохондриальных заболеваниях. Очень ценным диагностическим тестом может быть определение концентрации лактата на фоне глюкозной кривой - проведение этого теста дает дополнительную нагрузку на дыхательную цепь митохондрий и может выявить ее несостоятельность.

Для проведения более точной диагностики митохондриальных заболеваний необходимо проводить измерение активности ферментов дыхательной цепи митохондрий в различных тканях. Наиболее удобным является определение активности этих ферментов в биоптате мышечного волокна, так как уровни нормальной активности ферментов дыхательной цепи митохондрий в мышцах значительно выше, чем в других тканях.

Возможно определение различных ферментов дыхательной цепи митохондрий, однако наибольшую диагностическую значимость имеют лишь несколько из них: цитрат-синтетаза, сукцинат-дегидрогеназа и цитохром-с-оксидаза.

Для заболеваний, обусловленных мутациями в митохондриальном геноме характерны специфические морфологические изменения в биоптате мышц - наличие, так называемых, «рваных красных волокон», которые часто обозначаются английской аббревиатурой RRF (от англ. tiger red fibres). При окраске биоптата по Гомори выявляется специфическая структура волокон, напоминающая разрывы по периферии.

Показано, что этот феномен обусловлен очаговым скоплением по периферии мышечного волокна, под сарколеммой, пролиферирующих генетически измененных митохондрий. Митохондрии резко увеличены в размерах, содержат дезорганизованные кристы и аномальные паракристаллические или осмофильные включения. Наиболее часто такие включения обнаруживаются при мутациях в генах тРНК, приводящих к нарушению синтеза белков внутри митохондрий.

(http://medicalplanet.su/genetica/191.html, http://www.muldyr.ru/a/a/mitohondrialnyie_zabolevaniya_-_nasledovanie_mitohondrialnyih_bolezney).