Mitochondriale Störungen in der Neurologie

Mitochondrien sind faszinierende kleine Organellen, die in fast jeder Zelle unseres Körpers leben. Im Gegensatz zu anderen Teilen der Zelle sind Mitochondrien fast eine eigene Zelle. Tatsächlich handelt es sich um fast vollständig getrennte Organismen mit genetischem Material, das sich vom Rest des Körpers völlig unterscheidet. Zum Beispiel akzeptieren wir im Allgemeinen, dass wir die Hälfte unseres genetischen Materials von unserer Mutter und die Hälfte von unserem Vater erben. Das ist nicht ganz richtig. Mitochondriale DNA teilt sich auf andere Weise und wird fast vollständig von der Mutter geerbt.

Viele Wissenschaftler glauben, dass Mitochondrien ein Beispiel für eine langjährige symbiotische Beziehung sind, in der Bakterien vor langer Zeit mit unseren Zellen verschmolzen, so dass sowohl unsere Zellen als auch die Bakterien voneinander abhängig wurden. Wir brauchen Mitochondrien, um den größten Teil der Energie zu verarbeiten, die unsere Zellen zum Überleben benötigen. Der Sauerstoff, den wir atmen, treibt einen Prozess an, der ohne diese kleine Organelle unmöglich wäre.

So faszinierend Mitochondrien auch sind, sie sind wie jeder andere Teil unseres Körpers anfällig für Schäden. Vererbte Mutationen in der mitochondrialen DNA können zu einer Vielzahl unterschiedlicher Symptome führen. Dies kann zu Syndromen führen, die früher als ungewöhnlich und äußerst selten galten, heute jedoch häufiger auftreten als bisher angenommen. Eine Gruppe im Nordosten Englands stellte fest, dass die Prävalenz bei etwa 1 von 15.200 Personen liegt. Eine größere Anzahl, etwa 1 von 200, hatte eine Mutation, aber die Mutationen waren nicht symptomatisch.

Das Nervensystem ist stark auf Sauerstoff angewiesen, um seine Arbeit zu erledigen, und das bedeutet, dass unsere Nerven Mitochondrien benötigen, um gut zu funktionieren. Wenn Mitochondrien schief gehen, ist das Nervensystem oft das erste, das leidet.

Symptome

Das häufigste Symptom, das durch eine mitochondriale Erkrankung verursacht wird, ist eine Myopathie, dh eine Muskelerkrankung. Andere mögliche Symptome sind Sehstörungen, Denkprobleme oder eine Kombination von Symptomen. Die Symptome häufen sich häufig zu einem von mehreren verschiedenen Syndromen.

• Chronisch progressive externe Ophthalmoplegie (CPEO) - Bei CPEO werden die Augenmuskeln langsam gelähmt. Dies tritt normalerweise auf, wenn Menschen in den Dreißigern sind, kann aber in jedem Alter auftreten. Doppelsehen ist relativ selten, aber andere visuelle Probleme können durch eine ärztliche Untersuchung entdeckt werden. Einige Formen, insbesondere in Familien, gehen mit Hörproblemen, Sprach- oder Schluckbeschwerden, Neuropathien oder Depressionen einher.
• Kearns-Sayre-Syndrom - Das Kearns-Sayre-Syndrom ist fast das gleiche wie das CPEO, jedoch mit einigen zusätzlichen Problemen und einem früheren Erkrankungsalter. Probleme beginnen normalerweise, wenn Menschen unter 20 Jahre alt sind. Andere Probleme sind Pigmentretinopathie, Kleinhirnataxie, Herzprobleme und intellektuelle Defizite. Das Kearns-Sayre-Syndrom ist aggressiver als CPEO und kann im vierten Lebensjahrzehnt zum Tod führen.
• Leber Hereditäre Optikusneuropathie (LHON) - LHON ist eine vererbte Form des Sehverlusts, die bei jungen Männern zur Erblindung führt.
• Leigh-Syndrom - Auch als subakute nekrotisierende Enzephalomyelopathie bekannt. Das Leigh-Syndrom tritt normalerweise bei sehr kleinen Kindern auf. Die Störung verursacht Ataxie, Krampfanfälle, Schwäche, Entwicklungsverzögerungen, Dystonie und mehr. Die Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns zeigt ein abnormales Signal in den Basalganglien. Die Krankheit ist in der Regel innerhalb von Monaten tödlich.
• Mitochondriale Enzephalopathie mit Laktatazidose und Schlaganfall-ähnlichen Episoden (MELAS) - MELAS ist eine der häufigsten Arten von mitochondrialen Erkrankungen. Es wird von der Mutter geerbt. Die Krankheit verursacht Schlaganfälle, die zu Schlaganfällen oder Sehverlust führen können. Andere Symptome sind Krampfanfälle, Migräne, Erbrechen, Hörverlust, Muskelschwäche und Kleinwuchs. Die Störung beginnt normalerweise in der Kindheit und entwickelt sich zu Demenz. Es kann durch erhöhte Milchsäurespiegel im Blut sowie durch ein typisches "zerlumptes" Aussehen der Muskeln unter dem Mikroskop diagnostiziert werden.
• Myoklonische Epilepsie mit zerlumpten roten Fasern (MERRF) - Myoklonus ist ein sehr schneller Muskelruck, ähnlich dem, was viele kurz vor dem Einschlafen haben. Der Myoklonus bei MERRF ist häufiger und wird von Anfällen, Ataxie und Muskelschwäche gefolgt. Taubheit, Sehstörungen, periphere Neuropathie und Demenz können ebenfalls auftreten.
• Mütterlich vererbte Taubheit und Diabetes (MIDD) - Diese mitochondriale Störung betrifft normalerweise Menschen zwischen 30 und 40 Jahren. Zusätzlich zu Hörverlust und Diabetes können Menschen mit MIDD Sehverlust, Muskelschwäche, Herzprobleme, Nierenerkrankungen, Magen-Darm-Erkrankungen und Kleinwuchs haben.
• Mitochondriale neurogastrointestinale Enzephalopathie (MNGIE) - Dies führt zu einer schweren Immobilität des Darms, die zu Bauchschmerzen und Verstopfung führen kann. Probleme mit der Augenbewegung sind ebenso häufig wie Neuropathien und Veränderungen der weißen Substanz im Gehirn. Die Störung tritt von der Kindheit bis in die fünfziger Jahre auf, tritt jedoch am häufigsten bei Kindern auf.
• Neuropathie, Ataxie und Retinitis pigmentosa (NARP) - Zusätzlich zu peripheren Nervenproblemen und Ungeschicklichkeit kann NARP Entwicklungsverzögerung, Epilepsie, Schwäche und Demenz verursachen.

Andere mitochondriale Erkrankungen sind das Pearson-Syndrom (sideroblastische Anämie und Pankreasfunktionsstörung), das Barth-Syndrom (X-chromosomale Kardiomyopathie, mitochondriale Myopathie und zyklische Neutropenie) sowie Wachstumsverzögerung, Aminoacidurie, Cholestase, Eisenüberladung, Laktatazidose und früher Tod (GRACILE). .

Diagnose

Da mitochondriale Erkrankungen eine verwirrende Reihe von Symptomen verursachen können, können diese Störungen selbst für ausgebildete Ärzte schwer zu erkennen sein. In der ungewöhnlichen Situation, in der alle Symptome für eine bestimmte Störung klassisch erscheinen, können Gentests durchgeführt werden, um die Diagnose zu bestätigen. Andernfalls können andere Tests erforderlich sein.

Mitochondrien sind für den aeroben Stoffwechsel verantwortlich, den die meisten von uns täglich nutzen, um sich zu bewegen. Wenn der aerobe Stoffwechsel erschöpft ist, wie bei intensiven Übungen, verfügt der Körper über ein Backup-System, das zur Bildung von Milchsäure führt. Dies ist die Substanz, die unsere Muskeln schmerzen und brennen lässt, wenn wir sie zu lange belasten. Da Menschen mit Mitochondrienerkrankungen weniger in der Lage sind, ihren aeroben Stoffwechsel zu nutzen, baut sich Milchsäure auf. Dies kann gemessen und als Zeichen dafür verwendet werden, dass etwas mit den Mitochondrien nicht stimmt. Andere Dinge können jedoch auch das Laktat erhöhen. Beispielsweise kann Milchsäure in der Liquor cerebrospinalis nach Anfällen oder Schlaganfall erhöht sein. Darüber hinaus weisen einige Arten von Mitochondrienerkrankungen, wie das Leigh-Syndrom, häufig Laktatspiegel auf, die innerhalb normaler Grenzen liegen.

Eine grundlegende Bewertung kann Laktatspiegel in Plasma und Liquor cerebrospinalis umfassen. Elektrokardiogramme können Arrhythmien auswerten, die tödlich sein können. Ein Magnetresonanzbild (MRT) kann nach Veränderungen der weißen Substanz suchen. Die Elektromyographie kann verwendet werden, um auf Muskelerkrankungen zu untersuchen. Bei Anfällen kann die Elektroenzephalographie bestellt werden. Abhängig von den Symptomen können auch audiologische oder ophthalmologische Tests empfohlen werden.

Die Muskelbiopsie ist eine der zuverlässigsten Methoden zur Diagnose mitochondrialer Erkrankungen. Die meisten mitochondrialen Erkrankungen gehen mit einer Myopathie einher, manchmal sogar dann, wenn keine offensichtlichen Symptome wie Muskelkater oder Muskelschwäche vorliegen.

Behandlung

Derzeit gibt es keine garantierte Behandlung für mitochondriale Erkrankungen. Der Schwerpunkt liegt auf der Behandlung der auftretenden Symptome. Eine gute Diagnose kann jedoch dazu beitragen, sich auf zukünftige Entwicklungen vorzubereiten, und im Falle einer Erbkrankheit die Familienplanung beeinflussen.

Zusammenfassung

Kurz gesagt, eine mitochondriale Erkrankung sollte vermutet werden, wenn eine Kombination von Symptomen vorliegt, an denen Muskelherz, Gehirn oder Augen beteiligt sind. Während die mütterliche Vererbung ebenfalls naheliegend ist, ist es möglich und sogar häufig, dass mitochondriale Erkrankungen aufgrund von Wechselwirkungen zwischen dem genetischen Material des Kerns und den Mitochondrien aus Mutationen in der Kern-DNA resultieren. Darüber hinaus sind einige Krankheiten sporadisch, was bedeutet, dass sie zum ersten Mal auftreten, ohne dass sie vererbt werden. Mitochondriale Erkrankungen sind immer noch relativ selten und werden am besten von einem Spezialisten mit einem soliden Verständnis dieser Klasse neurologischer Erkrankungen behandelt.