माइटोकॉन्ड्रियल रोग और साइटोपैथीज़

माइटोकॉन्ड्रियल रोग कोशिकीय ऊर्जा चयापचय के विकार हैं जो माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला और ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलीकरण में दोषों के कारण होते हैं। चूंकि माइटोकॉन्ड्रिया नाभिकीय और माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए दोनों द्वारा एन्कोड किए जाते हैं और लगभग हर ऊतक में मौजूद होते हैं, ये विकार आनुवंशिक रूप से विषम और चिकित्सकीय रूप से बहु-प्रणालीगत होते हैं, जिनमें मस्तिष्क, मांसपेशी, हृदय और अंतःस्रावी तंत्र जैसे ऊर्जा-मांग वाले ऊतकों के लिए एक प्रवृत्ति होती है।

Definition

एक माइटोकॉन्ड्रियल रोग नाभिकीय या माइटोकॉन्ड्रियल आनुवंशिक उत्पत्ति का एक विकार है, जिसमें दोषपूर्ण श्वसन-श्रृंखला और ऑक्सीडेटिव-फास्फोरिलीकरण कार्य कोशिकीय एटीपी उत्पादन को बाधित करता है, जो आमतौर पर बहु-प्रणालीगत रोग उत्पन्न करता है जो अधिमानतः ऊर्जा-निर्भर ऊतकों को प्रभावित करता है।

Scope

यह प्रविष्टि माइटोकॉन्ड्रियल कार्य के दोहरे-जीनोम आधार, बिगड़े हुए ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलीकरण की अवधारणा, हेटेरोप्लाज्मी और माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की मातृ वंशागति जैसे प्रमुख आनुवंशिक सिद्धांतों, और परिणामी बहु-प्रणालीगत नैदानिक पैटर्न और नामित सिंड्रोम को शामिल करती है। यह रोग परिवार का एक संदर्भ अवलोकन है और किसी विशिष्ट सिंड्रोम के लिए प्रबंधन मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Key concepts

• ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलीकरण और श्वसन श्रृंखला
• दोहरा नाभिकीय और माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए नियंत्रण
• हेटेरोप्लाज्मी और थ्रेशोल्ड प्रभाव
• माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की मातृ वंशागति
• ऊर्जा-मांग वाले ऊतकों का बहु-प्रणालीगत जुड़ाव
• जैव रासायनिक मार्कर के रूप में लैक्टिक एसिडोसिस
• नामित सिंड्रोम (एमईएलएएस, एमईआरआरएफ, लेघ सिंड्रोम, केर्न्स-सेयर)

Mechanisms

माइटोकॉन्ड्रिया ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलीकरण के माध्यम से अधिकांश कोशिकीय एटीपी उत्पन्न करते हैं, जिसमें इलेक्ट्रॉन-परिवहन श्रृंखला एक प्रोटॉन ढाल स्थापित करती है जिसका उपयोग एटीपी सिंथेज़ एडीपी को फास्फोरिलेट करने के लिए करता है। इस श्रृंखला के कॉम्प्लेक्स माइटोकॉन्ड्रियल और नाभिकीय जीनोम दोनों द्वारा एन्कोड की गई उप-इकाइयों से इकट्ठे होते हैं, इसलिए दोषों से रोग उत्पन्न हो सकता है। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रोग की एक विशिष्ट विशेषता हेटेरोप्लाज्मी है: एक कोशिका सामान्य और उत्परिवर्तित माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम का मिश्रण वहन करती है, और रोग तभी प्रकट होता है जब उत्परिवर्ती भार एक ऊतक-विशिष्ट सीमा से अधिक हो जाता है, जो परिवर्तनीय और बहु-प्रणालीगत प्रस्तुति को समझाने में मदद करता है। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए मातृ रूप से विरासत में मिलता है, जो मेंडेलियन नाभिकीय-जीन विकारों से भिन्न एक पहचानने योग्य वंशावली पैटर्न देता है। ऊर्जा उत्पादन में कमी और द्वितीयक लैक्टिक एसिडोसिस नैदानिक सिंड्रोम का आधार है, जैसा कि डिमाउरो और शॉन और गोरमैन और सहयोगियों द्वारा समीक्षा की गई है।

Clinical relevance

माइटोकॉन्ड्रियल रोग बताते हैं कि कैसे एक एकल जैव रासायनिक घाव - ऊर्जा उत्पादन की विफलता - कई अंगों में दिखने में असंबंधित लक्षण पैदा कर सकता है, और क्यों वंशागति मातृ या मेंडेलियन पैटर्न का पालन कर सकती है। इन सिद्धांतों को पहचानने से नैदानिक मूल्यांकन और आनुवंशिक परामर्श के तर्क को स्पष्ट किया जाता है। यह प्रविष्टि वैचारिक और साक्ष्य परिदृश्य को सारांशित करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Epidemiology

माइटोकॉन्ड्रियल रोग जब एक समूह के रूप में माने जाते हैं तो अधिक सामान्य वंशानुगत चयापचय विकारों में से हैं, जनसंख्या सर्वेक्षणों से संकेत मिलता है कि वयस्कों का एक बड़ा अल्पसंख्यक रोगजनक माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए वेरिएंट वहन करता है, हालांकि नैदानिक प्रवेश व्यापक रूप से भिन्न होता है। गोरमैन और सहयोगी प्रसार और आनुवंशिक स्पेक्ट्रम का सारांश देते हैं।

History

माइटोकॉन्ड्रिया और मानव रोग के बीच संबंध 1960 के दशक में उन रोगियों के विवरण के साथ स्थापित किया गया था जिनकी मांसपेशियों में असामान्य माइटोकॉन्ड्रिया और शिथिल रूप से युग्मित ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलीकरण दिखाया गया था। मानव माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम का मानचित्रण और बीसवीं शताब्दी के अंत में मातृ वंशागति और हेटेरोप्लाज्मी की पहचान ने इस क्षेत्र को बदल दिया, जिससे एमईएलएएस और एमईआरआरएफ जैसे नामित सिंड्रोम को विशिष्ट माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए वेरिएंट से जोड़ा जा सका। क्रेवन और सहयोगियों द्वारा समीक्षा किए गए बाद के काम ने आनुवंशिक कैटलॉग को माइटोकॉन्ड्रियल रखरखाव और असेंबली को प्रभावित करने वाले कई नाभिकीय जीनों तक विस्तारित किया।

Key figures

• Salvatore DiMauro
• Eric Schon
• Douglass Turnbull
• Patrick Chinnery
• Anu Suomalainen

Seminal works

• dimauro-schon-2003
• gorman-2016
• craven-2017

Frequently asked questions

माइटोकॉन्ड्रियल रोग इतने सारे अलग-अलग अंगों को क्यों प्रभावित करते हैं?

माइटोकॉन्ड्रिया लगभग हर कोशिका को ऊर्जा प्रदान करते हैं, इसलिए ऊर्जा उत्पादन में दोष सबसे अधिक ऊर्जा-मांग वाले ऊतकों - मस्तिष्क, मांसपेशी, हृदय और अंतःस्रावी अंगों - को नुकसान पहुंचाता है, जिससे एकल-अंग रोग के बजाय एक बहु-प्रणालीगत पैटर्न उत्पन्न होता है।

हेटेरोप्लाज्मी क्या है और यह क्यों मायने रखता है?

हेटेरोप्लाज्मी का अर्थ है कि एक कोशिका में सामान्य और उत्परिवर्तित माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए का मिश्रण होता है। रोग आमतौर पर तभी प्रकट होता है जब उत्परिवर्ती अनुपात एक ऊतक-विशिष्ट सीमा से अधिक हो जाता है, जो यह समझाने में मदद करता है कि व्यक्तियों के बीच गंभीरता और प्रभावित अंग इतने भिन्न क्यों होते हैं।