Биохимическая классификация наследственных болезней обмена (нбо)

1. НБО субстратного транспорта (болезни обмена карнитинового цикла): системная недостаточность карнитина; недостаточность

карнитинпальмитоилтрансферазы 1 или 2; недостаточность карнитинацилкарнитинтранслоказы.

2. НБО утилизации субстрата.

2.1. Болезни обмена пирувата: недостаточность пируваткарбоксилазы; недостаточность пируватдегидрогеназного комплекса.

2.2. Болезни вследствие нарушения митохондриального р-окисления жирных кислот (недостаточность ацил-КоА-дегидрогеназ).

3. НБО цикла Кребса: недостаточность фумаразы; аконитазы; а-кетоглютаратдегидрогеназы.

4. НБО дыхательной цепи митохондрий: недостаточность комплексов I—IV.

5. НБО, связанные с нарушением сопряжения окисления и фосфорилирования: болезнь Люфта; недостаточность комплекса V.

Дуальный генетический контроль активности ферментов ДЦМ послужил основой генетической классификации МБ, в которой выделяются:

• НБО, вызванные различными мутациями мтДНК;

• НБО вследствие мутаций ядерной ДНК;

• НБО, связанные с интергеномными (ядерными и митохондриальными) взаимодействиями (множественные делеции мтДНК, истощение мтДНК).

Систематическое выявление мутаций митохондриального генома и описание связанных с ними клинико-биохимических фенотипов, начатое в 1988 г., привело к пересмотру концепции МБ, считавшихся ранее исключительно нервно-мышечными заболеваниями.

В настоящее время все основные генные мутации, сопровождающиеся нарушением ОФ, локализованы в пределах мтДНК и подразделяются на:

• точковые мутации (замены единичных нуклеотидов в мтДНК);

• делеции (утрата участка митохонд-риальной хромосомы);

• дупликации (удвоение участка ми-тохондриальной хромосомы).

Следует отметить, что еще недостаточно определен вклад мутаций ядерньгх генов, контролирующих ОФ, обеспечивающих синтез 70 полипептидов комплексов ДЦМ, транспортировку этих полипептидов в М, координацию их процессинга и сборки.

Поскольку только 13 из примерно 70 полипептидов кодируются мтДНК, очевидно, что вклад мутаций ядерной ДНК может существенно превышать вклад таковых мтДНК в этиологию МБ.

Однако информация, касающаяся мутаций ядерной ДНК, чрезвычайно скудна и представлена только семейными формами с заведомо монофакториальным типом наследования дефекта одного из КДЦ митохондрий.

Большинство белков КДЦ митохондрий кодируются в ядре, синтезируются в цитоплазме и транспортируются в М, и потому понятно существование МБ, вызываемых нарушением интергеномных взаимодействий и реализующихся как множественные делеции и истощение мтДНК. Существуют предположения о болезнях белкового импорта в М, но пока они представлены единичными наблюдениями.

Сходство механизмов патогенеза обусловливает сходство клинических проявлений мутаций ядерных и мито-хондриальных генов, контролирующих ОФ. Дополнительная трудность в диагностике этих наследственных болезней связана с неопределенностью типа наследования, так как любой тип наследования клинических фенотипов МБ может иметь место: мутации ядерных генов, контролирующих ОФ, наследуются по аутосомно-рецессивному, аутосомно-доминантному и X-сцепленному типам; точковые мутации митохондриальных генов характеризуются материнским типом наследования; делеции и дупликации мтДНК в большинстве случаев возникают спорадически.

Кроме того, особенности генетики М (феномены гетероплазмии и пороговой экспрессии фенотипа) обусловливают выраженный внутрисемейный и клинический полиморфизм МБ, что не характерно для других НБО. И точковые мутации, и крупные перестройки мтДНК могут сопровождаться нарушением функции не одного, а нескольких белков, что также не характерно для других НБО, и крайне осложняет диагностику данных заболеваний.Характеристика клинико-биохимических фенотипов основных синдромов МБ

МБ, связанные с мутациями мтДНК

1. МБ, связанные с крупными перестройками мтДНК

Синдом Кернса—Сейра (КС). Данный синдром, как и многие другие, был описан задолго до открытия болезней дыхательной цепи митохондрий (БДЦМ). В 1958 г. Kearns и Sayre впервые описали пациента с пигментным ретинитом, наружной офтальмоплегией и полной блокадой сердечной проводимости.

В настоящее время к КС относят симптомокомплекс, манифестирующий у подростков до 20 лет и включающий следующие клинические проявления: прогрессирующую наружную офтальмоплегию (ПНО), пигментную

ретинопатию и хотя бы один из нижеперечисленных признаков: мозжечковая атаксия, нарушение сердечной проводимости (вплоть до развития полной атриовентрикулярной блокады, что может быть причиной внезапной смерти), повышение содержания белка в цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) (рис. 19.1).

При манифестации заболевания в возрасте старше 20 лет к хронической прогрессирующей наружной офтальмоплегии присоединяется варьирующий набор клинических проявлений, характерный и для КС: деменция, эпизодические коматозные состояния, нейросенсорная тугоухость, сенсорные и моторные невропатии, миопатический синдром, преходящие расстройства ЖКТ, почечная недостаточность (проксимальная тубулопатия, гломерулосклероз), эндокринопатия (сахарный диабет, гипопаратиреоз, изолированная недостаточность гормона роста,гипогонадизм), сколиоз,

Рис. 19.1. Синдром Кернса—Сейра у ребенка 14 лет. Билатеральный птоз, низкий рост, атаксия, задержка развития (а, б).

гирсутизм. Судороги встречаются редко и связаны обычно с сопутствующим гипопаратиреозом.

Ранним клиническим проявлением является гемералопия, осложняющаяся выпадением полей зрения при сохраненной реакции зрачков на свет. В последующем присоединяется своеобразная пигментная ретинопатия, характеризующаяся скоплением пигмента (по форме напоминающего «костные тельца») по периферии сетчатки. Существуют и другие разновидности дегенерации сетчатки при КС: «соль и перец», или пестрая сетчатка, из-за чередования областей гипо- или гиперпигментации; генерализованная утрата пигментного эпителия сетчатки, хориокапилляров и зрительного нерва; генокопия хориоидеремии, характеризующаяся полной атрофией хориоидальной оболочки и склеры.

Сердечная патология при КС характеризуется прогрессирующими нарушениями внутрижелудочковой проводимости — блокада левой или правой ножки пучка Гиса с последующим развитием двух- или трехпучковых блокад, переходящих в полную атриовентрикулярную блокаду, синдром Морганьи—Адамса—Стокса. Прогрессирующее нарушение внутрижелудочковой проводимости при данном заболевании является показанием для имплантации электрокардиостимулятора.

При КТ- и МР-исследовании головного мозга может быть выявлена губчатая дегенерация белого вещества мозга. Также встречается кальцификация базальных ганглиев, особенно у пациентов с гипопаратиреозом.

Биохимические исследования выявляют повышение содержания лактата, пирувата в плазме крови и высокие уровни белка в ЦСЖ. Характерна также низкая активность различных комплексов ДЦМ.

Почти у всех больных при морфологическом исследовании биоптата мышц выявляют рваные красные мышечные волокна (РКМВ) и участки локализации аномальных М, рассеянные СОХ-негативные волокна.

Фактически во всех случаях КС обнаружены крупные перестройки мтДНК, в большинстве случаев представленные делециями, реже — дупликациями, вовлекающими сегмент мтДНК. Делеции могут удалять от 9 до 50 % мтДНК, причем тканевое распределение мутантных мтДНК характеризуется огромной вариабельностью (гетероплазмия), обусловливая клинический полиморфизм фенотипов.

Некоторые случаи имеют атипичное начало в виде почечно-тубулярного ацидоза, целиакияподобного синдрома, синдрома Пирсона.

Синдром Вольфрама (СВ). Впервые этот редкий наследственный синдром описал Вольфрам задолго до открытия БДЦМ. Основное ядро клинических симптомов составляют несахарный и сахарный диабет, атрофия дисков зрительных нервов и нейросенсорная тугоухость (глухота).

Обследование большой группы больных позволило установить, что наряду с основным симптомокомплексом синдрома Вольфрама нередко встречаются: поражения внутренних органов, врожденные пороки развития, а также атаксия, деменция, судороги, нистагм, нарушение терморегуляции, катаракта, пигментная дегенерация сетчатки, сидеробластическая анемия.

Манифестация заболевания — обычно в детском возрасте (чаще — в 4— 6 лет), хотя описаны как ранние (до 1 года), так и более поздние сроки его возникновения.

Первым проявлением бывает, как правило, инсулинзависимый сахарный диабет, который возникает чаще в первые месяцы — годы жизни и относительно легко купируется, тогда как тяжесть неврологической симптоматики нарастает. Одновременно или через несколько лет присоединяется атрофия дисков зрительных нервов, несахарный диабет, нейросенсорная тугоухость. Атрофия дисков зрительных нервов носит прогрессирующий характер — вплоть до полной слепоты. Описано сочетание атрофии дисков зрительных нервов и пигментной дегенерации сетчатки.

Тугоухость в течение длительного времени протекает латентно и выявляется на ранних стадиях при аудиографии преимущественно в диапазоне высоких частот.

Необязательным, но частым компонентом синдрома Вольфрама является дилатация мочевыводящих путей, которая нередко осложняет прогноз жизни для больного.

В целом клиническая картина, включающая мультиорганную патологию, во многом напоминает КС, особенно в плане прогрессирующей неврологической симптоматики.

Биохимические исследования выявляют лактат-ацидоз и недостаточность I или III КДЦ в мышечном биоптате; молекулярно-генетические исследования обнаруживают крупные делеции мтДНК в гетероплазмическом состоянии у спорадических больных с неотягощенными родословными, что доказывает возникновение мутации de novo.

Поскольку делеции затрагивают те же участки мтДНК, что и при КС, имеются все основания считать этот синдром его вариантом.

Злокачественная мигрень характеризуется сочетанием упорных некупируемых лекарственными препаратами головных болей, манифестирующих в подростковом возрасте с инсультоподобными состояниями. При этом может выявляться делеция мтДНК. Биохимическое исследование мышечного биоптата обнаруживает умеренное снижение активности I, III и IV генов КДЦ и небольшой лактат-ацидоз при физической нагрузке.

Морфологическое исследование биоптата мышц выявляет миофибриллы с РКМВ. Как и сахарный диабет, злокачественная мигрень относится к числу распространенных заболеваний. Это делает целесообразным анализ функции ОФ при семейных формах данных заболеваний.

Синдром Пирсона. Этот синдром был впервые описан Н. Pearson и со-авт. в 1979 г. как врожденное поражение костного мозга и поджелудочной железы.

Синдром Пирсона — системное нарушение ОФ, манифестирующее преимущественно в младенческом возрасте поражением костного мозга в виде тяжелой трансфузионнозависи-мой макроцитарной анемии с варьирующими степенями нейтропении и тромбоцитопении. У новорожденных отмечаются панцитопения, нарушение экзокринных функций поджелудочной железы.

Заболевание может привести к смерти в раннем детстве вследствие недостаточности костного мозга и повторных трансфузий. Если же больному удается пережить первые годы, то возможно улучшение состояния со спонтанной коррекцией панцитопении и полным восстановлением функций костного мозга, по-видимому, вследствие репопуляции костного мозга стволовыми клетками с преимущественно нормальной мтДНК.

Однако в этом случае на более поздних стадиях развивается симптомокомплекс, характерный для КС: миопатия, миофибриллы с РКМВ, выявленными морфологически, дисфункция поджелудочной железы, задержка роста, прогрессирующая неврологическая симптоматика.

При биохимических исследованиях выявляют лактат-ацидоз и недостаточность нескольких генов КДЦ.

Морфологическое исследование костного мозга обнаруживает нормальный клеточный состав при выраженной вакуолизации эритроидного и миелоидного предшественников, гемосидероз и сидеробластоз.

Молекулярно-генетические исследования показывают крупные делеции мтДНК в лейкоцитах и тромбоцитах в гетероплазмическом состоянии у спорадических больных с неотягощенными родословными, что доказывает возникновение мутаций de novo.

Как видно из описания делецион-ных синдромов, между ними невозможно провести четкой клинической границы — они как бы «перетекают» один в другой, исключение составляет синдром Пирсона в его инфантильной манифестации. Эти синдромы вычленялись исключительно на клиническом уровне до расшифровки молекулярных механизмов этиопатогенеза, которые, как выяснилось позже, обусловлены делециями различной протяженности в пределах одного и того же региона мтДНК. Протяженность делеции и тканевое распределение мутантной мтДНК определяют симптомокомплекс каждого больного с делеционной формой БЦДМ, и эти два независимых фактора практически имеют мало шансов совпасть у любой пары больных, в том числе в одной семье.

В настоящее время медицинская генетика переживает период пересмотра клинических классификаций и их замену на более признанные молекулярно-генетические классификации. Не исключено, что синдромальная классификация делеционньгх форм МБ в скором времени будет заменена перечислением генов мтДНК, вовлеченных в делецию, что будет сразу очерчивать размер повреждения.

2. МБ, связанные с точковьши мутациями мтДНК

В настоящее время известно 7 клинических симптомокомплексов, связанных с точковыми мутациями мтДНК и наследуемых по материнской линии. Эти симптомокомплексы обозначаются латинской аббревиатурой по симптомам, составляющим ядро клинической картины, характерным биохимическим признакам и типам наследования (LHON, NARP, MELAS, MERRF, ММС). Сюда входят также болезнь Лея и прогрессирующая наружная офтальмоплегия (ПНО) с материнским типом наследования.

Наследственная невропатия зрительных нервов Лебера (синдром LHON)

Заболевание, названное именем немецкого офтальмолога Г. Лебера, впервые было описано им в 1871 г. как семейная форма нейроофтальмопатии. Болеют преимущественно мужчины (85 %).

У большинства больных клинические проявления ограничены патологией зрительного нерва.

Основными клиническими проявлениями синдрома является острая или подострая безболезненная утрата остроты зрения на оба глаза в возрасте 12—30 лет (хотя в ряде случаев в начальных стадиях заболевания процесс может быть односторонним, поражение второго глаза возникает спустя недели или даже несколько месяцев). Заболевание выглядит как ретробульбарный неврит со снижением остроты зрения. Течение заболевания после подострой потери зрения в основном стационарное.

Неврологическая симптоматика, включающая полиневропатию, пирамидную симптоматику (гиперрефлексию, симптом Бабинского), атаксию, встречается у части больных в отягощенных родословных. В этих случаях на КТ головного мозга отмечается атрофия коры большого мозга.

К настоящему времени идентифицировано 11 нуклеотидных замен в мтДНК, каждая из которых ведет к болезни Лебера.

Невропатия, атаксия и пигментный ретинит (синдром NARP). В 1990 г. Holt и соавт. описали новое митохондриальное заболевание, связанное с гетероплазмией мтДНК, с различными комбинациями следующих симптомов: проксимальная мышечная слабость, пигментный ретинит, атаксия.

В больших родословных у отягощенных индивидов наблюдались также задержка умственного развития, деменция, генерализованные судороги, аксональная сенсорная нейропатия, оливопонтоцеребеллярная атрофия. Офтальмологическое исследование выявляет дегенерацию сетчатки даже у асимптоматических больных. Дефект зрения манифестирует никталопией, прогрессируя далее в утрату периферического, а иногда и центрального зрения. Течение заболевания прогрессирующее.

Исследования метаболизма обычно неэффективны, лактат-ацидоз выявляется только у очень тяжело больных. Морфологическое исследование биоптата мышц также может дать нормальный результат.

Болезнь Лея (подострая некротизирующая энцефаломиелопатия) с материнским типом наследования (синдром MILS). Данный симптомокомплекс, характерный не только для мутаций мтДНК, но и для других групп наследственных болезней обмена (аминоацидопатии, органические ацидурии, дефекты дыхательной цепи, кодируемые ядерными генами) и некоторых экзогенных состояний (тиаминовая недостаточность, алкогольная фетопатия, хронический алкоголизм), включает:

• задержку или нарушение психомоторного развития;

• расстройства сознания различной степени тяжести;

• респираторные аномалии (расстройства дыхательного ритма — диспноэ, апноэ);

• рвоты, дегидратацию:

• атрофию зрительных нервов, офтальмоплегию, нистагм;

• мозжечковые симптомы;

• спастичность или мышечную гипотонию.

У единичных больных выявлены дисфункция печени и гипертрофическая кардиомиопатия.

Возраст начала заболевания варьирует от первых месяцев жизни до 3 лет. Тяжесть клинического фенотипа также варьирует в зависимости от выраженности метаболического ацидоза, степени и распространенности поражения ЦНС.

Для течения заболевания характерно резкое ухудшение клинических и

биохимических показателей при инфекциях. Смерть может наступить от прогрессирующей энцефалопатии, часто — при сопутствующих инфекциях и других стрессорных воздействиях на метаболизм.

При МР-исследовании головного мозга выявляются типичные билатеральные очаги пониженной плотности в области ствола, таламуса, базальных ганглиев и мозжечка; аналогичные изменения находят и в спинном мозге.

Биохимические исследования обнаруживают дефекты IV или I + IV комплексов ДЦМ и лактат-ацидоз.

Морфологическое исследование биоптата мышц отмечает неспецифические изменения — вариации в размере волокон, отложение липидов. При аутопсии обнаруживают демие-линизацию, некроз, глиоз, разрежение нейронов и пролиферацию капилляров в базальных ганглиях, стволе, мозжечке и коре (перечислены в порядке убывания тяжести).

Выявлено несколько нуклеотидных замен в мтДНК, ведущих к болезни Лея (в гомо- и гетероплазмическом состоянии), но одновременно и к формированию других клинических фенотипов синдромов NARP, MELAS, MERRF в тех же родословных, что позволяет рассматривать болезнь Лея как финальную стадию тяжелых дефектов в синтезе А ТФ.

Митохондриальная энцефаломиопатия с лактат-ацидозом и инсультоподобными состояниями (синдром MELAS). Синдром впервые описан S. Pavlakis и соавт. в 1984 г. Для больных характерно наличие прогрессирующей энцефаломиопатии, инсультоподобных состояний с развитием гемипарезов и/или гемианопсии и лактат-ацидоза.

Клинические проявления синдрома MELAS характеризуются многообразием в отягощенных родословных и включают:

• частые мигренеподобные головные боли с предшествующей тошнотой и рвотой;

• парциальные или генерализованные судороги;

• деменцию;

• общую мышечную слабость;

• прогрессирующую наружную офтальмоплегию (10 % случаев);

• пигментную ретинопатию;

• снижение слуха вплоть до глухоты;

• кардиомиопатию (гипертрофическую или дилатационную) и нарушения сердечной проводимости;

• различные формы эндокринопатий (диабет, низкорослость);

• проксимальную почечно-тубулярную дисфункцию.

Заболевание может проявиться сразу инсультоподобным состоянием (кортикальный или субкортикальный инфаркт) в различном возрасте — от младенческого до взрослого, чаще в 5—15 лет. Возможна манифестация различными нарушениями психомоторного развития или в виде злокачественной мигрени.

При КТ- или МР-исследовании головного мозга выявляют инфаркты, обычно локализующиеся в височной, теменной или затылочной области и характеризующиеся относительно быстрым восстановлением.

Возможно наличие других аномалий — расширение желудочковой системы, атрофия коры, кальцификация базальных ганглиев (около 30 % случаев). Инфаркты связывают не с тромбоэмболической цереброваскулярной болезнью, но с транзиторной дисфункцией окислительного фосфорилирования в паренхиме мозга. Эта дисфункция в эндотелиальных и гладкомышечных клетках сосудистой стенки, выявляемая в аутоптатах, ведет к митохондриальной ангиопатии, обусловливая мультисистемное поражение при синдроме MELAS.

Биохимические исследования выявляют лактат-ацидоз и недостаточность нескольких КДЦ, что свидетельствует о нарушении синтеза белка в М. У 50 % больных отмечается небольшое повышение содержания белка в ЦСЖ.

Морфологические исследования биоптата мышц выявляют РКМВ, но

это непостоянный признак заболевания.

В 25 % случаев у больных выявлен семейный анамнез, указывающий на наследование по материнской линии.

Прогрессирующая наружная офтальмоплегия с материнским типом наследования (синдром MIPEO). Заболевание дебютирует развитием прогрессирующей наружной офтальмоплегии (ПНО); впоследствии могут присоединяться различные сочетания следующих симптомов: пигментная ретинопатия, снижение слуха, мозжечковая атаксия, нарушения сердечной проводимости, эндокринопатия.

Биохимические исследования практически во всех случаях выявляют лактат-ацидоз.

Морфологические исследования мышечных биоптатов обнаруживают наличие РКМВ. Содержание СОХ-негативных волокон значительно выше, чем при синдроме MELAS.

Молекулярно-генетические исследования в большинстве случаев выявляют мутацию, характерную для синдрома MELAS. Реже встречаются другие точковые мутации, ассоциированные с изолированной ПНО или с ПНО в сочетании с мультисистемными поражениями.

Миоклоническая эпилепсия с рваными красными мышечными волокнами (синдром MERRF).

Заболевание впервые описано N. Fu-kuchara и соавт. в 1980 г.

Возраст начала заболевания вариабелен — от 3 до 65 лет, чаще оно начинается на 2-м десятилетии жизни.

Ранними признаками являются симптомы энцефаломиопатии — утомляемость при физических нагрузках, снижение памяти, внимания.

Основные клинические проявления включают:

• миоклонии (в 85 % случаев);

• атаксию (в ряде случаев ее выявление затруднено в связи с выраженностью миоклонии);

• деменцию (может предшествовать появлению основных клинических симптомов).

Указанные выше признаки являются «ключевыми» для диагностики синдрома MERRF и объединяются в симптомокомплекс прогрессирующей миоклонической эпилепсии.

Наряду с ними при данном заболевании встречаются: парциальные или генерализованные тонико-клонические судороги, нейросенсорная тугоухость, миопатический синдром, нарушение глубокой чувствительности, атрофия зрительных нервов, липомы на передней и задней поверхности шеи, низкорослость.

Течение заболевания прогрессирующее, тяжесть и темп прогрессирования болезни различны. Заболевание характеризуется выраженным внутрисемейным клиническим полиморфизмом.

КТ головного мозга показывает диффузную атрофию мозга, деструктивные изменения белого вещества, снижение плотности мозговой ткани, иногда — кальцификацию базальных ганглиев.

Биохимические исследования определяют повышенный уровень лактата в крови и ЦСЖ, хотя лактат-ацидоз не является постоянным. Возможно умеренное повышение содержания белка в ликворе.

При анализе митохондриальных ферментов дыхательной цепи митохондрий (ДЦМ) выявляют недостаточность комплексов I и IV, возможна и недостаточность комплекса III.

Морфологический анализ биоптата мышц выявляет РКМВ, рассеянные СОХ-негативные волокна и измененную ультраструктуру М.

Миопатия и кардиомиопатия с началом во взрослом возрасте и наследованием по материнской линии (синдром ММС). В 1991 г. М. Zeviani и со-авт. описали большую родословную, в которой у нескольких членов семьи была выявлена патология скелетных мышц со слабостью в конечностях и поражение сердечной мышцы (гипертрофическая кардиомиопатия).

В пределах синдрома различают инфантильную и взрослую формы, а также форму изолированной скелетной митохондриальной миопатии.

Заболевание связано с недостаточностью I и IV комплексов ДЦМ. Морфологическое исследование выявляет РКМВ в биоптатах скелетных мышц.

МБ, связанные с мутациями ядерной ДНК

Клинические и метаболические изменения, возникающие при МБ, обусловлены мутациями ядерного генома и связаны с поражением органов с высоким уровнем окислительного метаболизма. Большинство случаев представлены двумя формами: энцефало-миопатией и миопатией, а метаболические расстройства характеризуются лактат-ацидозом различной степени выраженности с изменением окислительно-восстановительного потенциала клетки вследствие повышенного соотношения лактат/пируват и изолированным снижением активности соответствующего КДЦ.

Учитывая двойной генетический контроль (ядерным и митохондриальным геномом) комплексов I, III, IV и V ДЦМ, мутации ядерной и мтДНК могут определять схожесть клинической картины вследствие развития недостаточности одного и того же КДЦ.

МБ, связанные с наличием интергеномных ядерных и митохондриальных взаимодействий

Отдельную группу составляют клинические синдромы, связанные с нарушением стабильности мтДНК, возникающие в результате первичной мутации ядерного гена и наследующиеся в соответствии с законами Менделя.

Клинически заболевания проявляются прогрессирующей мышечной слабостью (преимущественно в проксимальных отделах конечностей) и непереносимостью физических нагрузок в сочетании с вариабельной неврологической симптоматикой, кардиомиопатией с развитием сердечной и дыхательной недостаточности, приводящей к смерти у наиболее тяжело пораженных членов семьи.

Биохимические исследования выявляют лактат-ацидоз различной степени тяжести в сочетании с недостаточностью ферментов КДЦ; при морфологических исследованиях в биоп-татах скелетных мышц наблюдают феномен РКМВ.

Принципы диагностики МБ. Учитывая особенности клиники и наследования МБ для диагностики данной группы заболеваний, необходимо всестороннее обследование, включающее:

• клинико-генеалогическии анализ;

• анализ неврологической симптоматики с использованием параклинических методов;

• биохимические методы;

• морфологические методы;

• молекулярно-генетические методы.

Клинико-генеалогиче-ский анализ, с которого начинается диагностика, представляет серьезные трудности, так как МБ могут манифестировать практически любым симптомом в любом органе и ткани и в любом возрасте с наличием или без асимптоматического периода.

В связи со случайным распределением мутантной мтДНК по органам и тканям манифестация МБ характеризуется выраженным разнообразием и затрудняет само формирование идеи о правильном диагнозе.

Общими клиническими симптомами при МБ могут быть следующие:

• ранняя задержка физического развития;

• миопатия и мышечная слабость;

• различные симптомы поражения ЦНС;

• атрофия зрительных нервов;

• кетоацидотическая кома;

• печеночная недостаточность;

• панцитопения, макроцитарная анемия;

• кардиомиопатия с клиникой, близкой к «внезапной смерти младенца»;

• тубулопатия, витамин-О-резистентный рахит;

• эндокринопатия (экзо- и эндокринная дисфункция поджелудочной железы, гипофизарный нанизм, гипопаратиреоз);

• целиакияподобное состояние.

Таким же разнообразием, как презентирующие симптомы, характеризуется возраст начала заболевания и сроки летального исхода: и то, и другое может колебаться от неонатально-го периода до старческого возраста.

Это легко объясняется с патогенетической точки зрения: возраст начала заболевания — это возраст, в котором формируется неэффективность ОФ в ткани-мишени, что определяется уже перечисленными генетическими особенностями МБ.

Для клинической оценки возможного нарушения ОФ диагностически значимыми критериями являются:

• необъяснимое сочетание «неродственных» симптомов у больного;

• раннее начало и прогрессирующее течение заболевания;

• вовлечение органов и тканей различного эмбрионального происхождения и различных биологических функций.

Не менее тщательно должны быть собраны генеалогические данные, чтобы предоставить больному и его семье максимально точный прогноз заболевания.

Основной проблемой генеалогического анализа является исключительный внутрисемейный клинический полиморфизм МБ, обусловленный мутациями мтДНК; любая клиническая симптоматика у родственников по материнской линии должна быть исследована при составлении родословной. Следует подчеркнуть, что информативные родословные часто являются единственным «ключом» дифференциальной диагностики различных форм МБ.

Оценивая неврологический статус больного с подозрением на МБ, следует обратить внимание на такие симптомы, как головные боли, инсультоподобные эпизоды с относительно быстрым регрессом неврологической симптоматики, корковую слепоту, деменцию, судороги (особенно миоклонии), птоз различной степени выраженности, наружную офтальмоплегию, бульбарный и псевдобульбарный синдромы, мозжечковые расстройства.

При оценке состояния мышечной системы важными диагностическими признаками являются миопатический симптомокомплекс, гипомимия различной степени выраженности.

Большое значение имеет сочетание симптомов нервно-мышечной патологии с поражением других органов, а также необъяснимые состояния, особенно в сочетании с кажущимися неродственными симптомами, например мышечная слабость с высокими сухожильными рефлексами и другие сочетания. Симптомы, формирующие диагностические критерии для выявления клинических состояний, связанных с нарушениями в дыхательной цепи митохондрий, представлены ниже.

Для уточнения диагноза необходимо проведение ЭНМГ, по показаниям — морфологические исследования биоптата скелетной мышцы.

Для исключения структурных аномалий головного мозга показано

Диагностические критерии для основных синдромов БДЦМ

проведение КТ- или МР-исследова-ния.

Исследования органа зрения включают офтальмоскопию, для исключения патологии сетчатки — электроретинографию (ЭРГ). С целью обнаружения снижения слуха, особенно на ранних стадиях, целесообразно проведение аудиометрии.

Соматическую патологию выявляют рутинными методами исследования. Нарушения сердечной деятельности регистрируют с помощью ЭХО-КГ и ЭКГ; эндокринопатии (в первую очередь изменение толерантности к углеводам) выявляют при помощи стандартного глюкозо-толерантного теста; тубулопатии диагностируют при проведении общих и биохимических анализов мочи.

Биохимические методы играют важную роль в диагностике и дифференциальной диагностике МБ. Следует подчеркнуть, что клиническая картина, даже при выявлении типичных и патогномоничных симптомов, не решает полностью проблемы диагностики МБ. Полноценное решение этой задачи является прерогативой биохимических и молекулярно-генетических методов, использование которых возможно в специализированных отделениях.

Расстройства ОФ приводят к существенному изменению окислительно-восстановительного статуса в цитоплазме, что сопровождается нарушением функционирования цикла Кребса и ведет к вторичному лактат-ацидозу, токсически действующему на ЦНС, вызывая локальный отек мозга, увеличение концентрации кетоновых тел и молярного отношения лактат/ пируват.

Эти метаболические сдвиги усугубляются после приема пищи или физических упражнений вследствие возрастания функциональной нагрузки на цикл Кребса. Нагрузка глюкозой еще в большей степени, чем пищевая, провоцирует выявление расстройств ОФ.

Таким образом, молярное отношение лактат/пируват в плазме (натощак и после еды) характеризует окислительно-восстановительный статус в цитоплазме; молярное отношение кетоновых тел 3-гидроксибутират/аце-тоацетат (натощак и после еды) характеризует окислительно-восстановительный статус в М. На идентификации этих метаболических сдвигов на фоне голода, пищевых и физических нагрузок строится диагностический скрининг предположительных больных с МБ.

Методы подтверждения диагноза включают оценку активности КДЦ и суммарную оценку состоятельности ОФ по способности поглощать кислород и синтезировать АТФ. Все эти исследования преимущественно проводят на биоптатах скелетных мышц, иногда — в культуре фибробластов.

Повышение активности ферментов дыхательной цепи М или их недостаточность позволяет выявить специфические энзимные дефекты или сочетанные парциальные дефекты ферментов ДЦМ, которые более характерны для мутаций мтДНК, так как являются следствием гетероплазмии.

Морфологические методы играют важную вспомогательную роль в диагностике БЦЦМ. Материал открытой мышечной биопсии (четырехглавая или дельтовидная мышца) исследуется с применением гистохимических и/или микроскопических методов.

Важным морфологическим изменением при МБ является наличие у больных рваных красных мышечных волокон (РКМВ), описанных впервые A. Engel и G. Cunningham в 1963 г., когда была обнаружена мтДНК. Волокнам свойственна специфическая структура, определяемая при окраске по Гомори в модификации этих авторов (Гомори-трихром).

Более поздние работы, в том числе с применением электронной микроскопии, показали, что образование ПНО обусловлено очаговыми скоплениями пролиферирующих генетически аномальных митохондрий (гигантских М с дезорганизованными крис-тами и М с аномальными паракрис-таллическими или осмиофильными включениями). Могут также встречаться участки чрезмерной пролиферации нормальных М. Очаги пролиферации расположены под сарколеммой, между миофибриллами; они не затрагивают волокна.

Был сделан вывод, что РКМВ представляют собой морфологический маркер митохондриальной недостаточности при мутациях мтДНК. Присутствие их в мышечном биоптате больного с миопатией или мультисистемной патологией является показателем митохондриальной природы заболевания.

Согласно современным литературным данным, этот маркер, однако, не является ни высокочувствительным, ни высокоспецифичным. Необходимо помнить, что РКМВ не являются облигатным признаком, их не находят при некоторых МБ (болезнь Лея). Кроме того, их наличие может зависеть от стадии заболевания.

Более предпочтительным методом диагностики служит гистохимическое определение активности митохондриальных ферментов — сукцинатдегидрогеназы и цитохром с-оксидазы.

Молекулярно-генетиче-ские методы обладают абсолютной диагностической значимостью, если только мутация мтДНК установлена.

Использование скрининга на наиболее известные точковые мутации является методом выбора для точной диагностики МБ, если имеются клинические, биохимические и гистохимические показания, дающие основания заподозрить у больного МБ. Если известные мутации МГ у больного исключены, то это может означать, что мутация либо вовлекает ядерную ДНК, либо относится к неизвестным мутациям, установить которые технически и экономически сложно.

Таким образом, каждый из методов вносит свой вклад в диагностику МБ и медико-генетическое консультирование отягощенных семей. Приведенный алгоритм комплексного обследования больных с подозрением на БДЦМ позволяет облегчить процесс диагностики, осложненный широким спектром клинических проявлений заболевания, вариабельностью их экспрессивности и возможным отсутствием отклонений при проведении отдельных диагностических этапов.

Сочетание клинических проявлений, метаболических, морфологических и молекулярно-генетических изменений позволяют диагностировать различные синдромы МБ, что определяет прогноз заболевания и объем медикаментозной терапии. Этапы диагностического поиска и критерии постановки диагноза представлены ниже.

Критерии постановки диагноза БДЦМ

Этапы обследования больных с подозрением на БДЦМ	Диагностические симптомы и признаки БДЦМ
Клиническое обследование	Наличие у больного необъяснимого сочетания симптомов при раннем начале и остром прогрессировании болезни с вовлечением кажущихся неродственными органов, не имеющих эмбриологической однородности и общих биологических функции. Выявление типичных и «уникальных» симптомов и признаков
Генеалогическое исследование	Возможны различные типы наследования и спорадические случаи. Установление материнского типа наследования может быть затруднено в связи с феноменом гетероплазмии и пороговым эффектом. Необходим сбор анамнеза у родст-
	венников по линии матери (наличие «мягких» симптомов — низкорослости, тугоухости, мигреней)
КТ- и МРТ-исследова-ние	Билатеральный гиперинтенсивный сигнал в области подкорковых ядер при болезни Лея. Зоны инфарктов в корковых отделах полушарий мозга при MELAS. Диффузное разрежение белого вещества головного мозга при KSS. Калыди-фикация базальных ганглиев при MELAS и KSS
Биохимическое исследование	Повышение уровней лактата, пирувата в крови и моче и увеличение соотношения лактат/пируват, что свидетельствует о блоке дыхательной цепи. Повышение лактата и пирувата в ЦСЖ при нормальном содержании в крови и моче (нормальные уровни лактата, однако, не исключают БДЦМ, например при NARP)
Исследование ферментов	Повышение активностей ферментов ДЦМ (ЦС) или их недостаточность (СОХ-недостаточность при болезни Лея). Специфические энзимные дефекты (СОХ-недостаточность) или сочетайные парциальные дефекты ферментов ДЦМ предполагают наличие мутации мтДНК
Морфологическое исследование	Присутствие RRF в мышечном биоптате подтверждает БДЦМ. Рассеянные СОХ-негативные RRF предполагают мутацию мтДНК. Наличие СОХ-позитивных RRF и SDH-реактивных кровеносных сосудов характерны для MELAS. Отсутствие RRF не исключает БДЦМ (например, при болезни Лея)
Молекулярно-генетиче-ское исследование	Проводится при наличии клинических, биохимических и ферментативных показаний, дающих основания предполагать мутацию мтДНК и позволяющих в ряде случаев выявить специфическую мутацию

Метаболическая терапия больных с

МБ. При обосновании тактики лечения МБ необходимо учитывать муль-тисистемный характер патологии, что требует назначения терапии, направленной на коррекцию нарушений витальных функций у больных в острых, угрожающих жизни состояниях (тяжелый лактат-ацидоз, кома, инсультоподобные состояния, судороги, дыхательная недостаточность).

Для выведения больных из острых состояний применяют методы интенсивной терапии и реанимации [внутривенное введение содовых растворов; средств, улучшающих микроциркуляцию; антиоксидантов; цитомака (цитохрома с)]. Для коррекции различных нарушений (эндокринных, сердечно-сосудистых и др.) назначают симптоматическую терапию.

Следует отметить, что применение адекватной своевременной интенсивной терапии позволяет достигнуть стабилизации состояния даже в самых тяжелых случаях.

Начиная с 80-х годов широко используют метаболические подходы к лечению расстройств окислительного фосфорилирования. При этом используется следующий набор препаратов, являющихся естественными кофакторами различных комплексов дыхательной цепи: коэнзим Q10, филлоквинон (витамин K_t), аскорбат, сукцинат, тиамин, рибофлавин, витамин Е, а также препараты, улучшающие метаболизм мышц — карнитин и никотинамид.

Все витаминные препараты назначают в очень высоких дозировках, как при витаминзависимых состояниях.

Основной принцип терапии БДЦМ базируется на применении кофакторов КДЦ для коррекции нарушений энергетического обмена, уменьшения лактат-ацидоза, предупреждения повреждения мембран митохондрий свободными радикалами.

Хронический врожденный лактат-ацидоз характеризуется постоянными повышенными уровнями лактата крови. При отсутствии адекватной терапии указанных нарушений большинство пациентов с данной патологией умирают, у других больных развивается задержка роста и психомоторного развития.

С целью снижения уровня лактата в сыворотке крови используют дихлорацетат натрия (ДЦА), который активирует пируватдегидрогеназный (ПД) комплекс в различных тканях путем ингибирования ПД-киназы. Применение ДЦА при лечении хронического лактат-ацидоза вызывает постепенное снижение содержания лактата в крови с последующим поддержанием его уровней в нормальном диапазоне. При терапии ДЦА наблюдается также снижение содержания лактата в ЦСЖ, так как он проникает через гематоэнцефалический барьер и повышает активность пируватдегидрогеназного комплекса в мозге. Однако точные дозировки ДЦА для лечения хронического лактат-ацидоза не определены и варьируют от 15 мг/кг массы тела через сутки до 150 мг/кг массы тела каждый день у различных авторов. Точность определения нетоксичных дозировок ДЦА затруднена вследствие различных периодов полураспада данного вещества: у людей — 30 мин, у крыс — 3 ч, собак — 20 ч, что делает невозможным перенесение результатов, полученных при работе с животными, на людей.

Инициальная доза 50 мг ДЦА на 1 кг массы тела каждые 12 ч для насыщения ДЦА различных тканей и после снижения уровня лактата крови до нормы — постепенное уменьшение дозы ДЦА до минимальной — позволяет удерживать уровень лактата в пределах нормы. Назначение препарата детям в дозировке 15—200 мг/кг массы тела в сутки не сопровождается, по данным ряда авторов, побочными действиями и приводило к 20 % снижению уровня лактата в крови. Сходный эффект наблюдается у взрослых при дозировке 35—50 мг/кг. Положительный клинический эффект отмечен у больных с синдромом MELAS. Во избежание передозировок ДЦА, а также чрезмерной кумуляции его в различных тканях, к которой данный препарат склонен при повторных курсах лечения, используется лекарственное мониторирование.

Метаболическая терапия МБ направлена на повышение продукции митохондриальной АТФ и, таким образом, призвана остановить клиническое прогрессирование процесса.

Однако оценка эффективности каждого отдельно взятого препарата крайне затруднительна в связи с выраженным клиническим полиморфизмом и генетической гетерогенностью митохондриальной патологии.

Коэнзим Q10. Функция препарата заключается в переносе электронов из комплексов I и II в комплекс III в ДЦ, что позволяет стабилизировать все комплексы внутренней мембраны М; препарат является потенциальным антиоксидантом.

Период полураспада препарата составляет 33,9±5,32 ч; стационарная концентрация препарата может быть достигнута через 4 дня от начала терапии. Коэнзим Q10 оказывает лечебный эффект при клинической манифестации большинства БДЦМ, при этом дозировки его различны — от 30 до 300 мг в сутки (побочных действий не выявлено).

При синдроме MELAS оптимальной для лечения считается доза 300 мг в сутки.

Менадион и филлоквинон — два производных витамина К: менадион — витамин К₃ и филлоквинон — витамин К₁], или фитонадион, применяются в сочетании с аскорбатом (витамином С) для переноса электронов на цитохром с. Менадион (в дозе 40— 80 мг в сутки) и аскорбат (до 4 г в сутки) улучшают клеточный фосфатный метаболизм и функцию комплекса III у больных с митохондриальными миопатиями. Хотя оба вещества являются производными витамина К и имеют короткий период полураспада, филлоквинон дольше задерживается в тканях и достигает большей концентрации в М, не создавая побочных эффектов, тогда как применение менадиона может вызывать развитие гемолитической анемии, гипербилирубинемии.

Сукцинат является промежуточным метаболитом цикла трикарбоновых кислот, переносит электроны на комплекс II. Поскольку в литературных источниках имеются сведения о терапии этим препаратом лишь в сочетании с коэнзимом Q10, трудно судить о степени эффективности самого вещества. Высокое содержание Na в составе вещества требует осторожности при назначении его больным с кардиомиопатией. Доза препарата — 6 мг в сутки.

Тиамин применяется при ряде нарушений окислительного фосфорилирования в дозе 300 мг в стуки.

Рибофлавин (витамин В₂) — предшественник кофактора для транспорта электронов к комплексам I и II и переноса электронов к флавопротеину. Положительная динамика в виде улучшения работоспособности отмечается у больных с митохондриальными миопатиями при лечении рибофлавином в дозе 100 мг в сутки.

Идебенон — новый квиноновый препарат, структурно сходный с коэнзимом Q10, еще недостаточно апробированный; продуцирует положительный клинический эффект в дозе 90 мг в сутки при синдромах MELAS, LHON, цереброваскулярной деменции.

Витамин Е, обладая антиоксидантной активностью, дает положительный клинический эффект при лечении митохондриальной миопатии в дозе 500 мг 2 раза в сутки (через 3 нед — 300 мг 2 раза в сутки).

Кортикостероиды дают положительный эффект при лечении синдромов MELAS и MERRF, митохонриальной миопатии. Механизм клинического воздействия и положительного эффекта не до конца изучен и заключается, по-видимому, в стабилизации мембран, индукции ферментов или ингибиции активности фосфолипа-зы. Однако лечение кортикостероидами МБ не рекомендуется ввиду быстрого возникновения лекарственной зависимости от препаратов с формированием хронической стероидной зависимости и клиническим ухудшением при уменьшении дозы гормонов.

Мы приводим предварительные данные проводимой нами терапии в соответствии с протоколом лечения, принятым в Парижском детском госпитале, являющимся признанным авторитетом в области диагностики и лечения МБ.

Курс лечения составляет 3 мес как в условиях стационара, так и амбулаторно, не вызывая осложнений у наблюдаемых больных.

Метаболическая терапия включала применение следующих препаратов: коэнзим Q10 в дозе 10 мг/кг в сутки, L-карнитин 100 мг/кг в сутки, тиамин 100 мг в сутки, рибофлавин 20 мг в сутки, никотинамид 250 мг в сутки, витамин С 1 г в сутки.

Биохимический контроль за лечением выявил относительную легкость коррекции гиперкетонемии и «парадоксальной» кетонемии при слабой реакции лактат-ацидоза на метаболическую терапию в отсутствие препаратов, угнетающих продукцию лактата.

Клиническая оценка эффективности терапии коррелирует с данными биохимического контроля и включает следующие параметры:

• изменения соматического статуса;

• улучшение психического развития;

• уменьшение количества и интенсивности судорожных приступов;

• изменение очаговой неврологической симптоматики; изменения со стороны мышечной системы;

• стабилизация биохимических показателей.

Улучшение психического развития и купирование судорожных приступов вызваны уменьшением токсического влияния лактата на головной мозг и его функции.

Улучшения со стороны мышечной системы связаны с повышением эффективности окислительного фосфорилирования и нормализацией метаболизма в мышечных тканях, что в свою очередь ведет к улучшению их функционального состояния.