מחלות מיטוכונדריאליות

מיטוכונדריון הוא אֶבְרוֹן הנמצא בתוך הציטופלסמה של תאים שאורכו כ-2 מ"מ ורוחבו כ-0.5 מ"מ. החלל הפנימי של המיטוכונדריון מכיל מחיצות מסועפות הידועות כקְריסְטוֹת, המהוות את קיפולי הממברנה הפנימית של אברון זה, והן בעלות חדירות בררנית מאוד לגבי המולקולות המסוגלות לחלוף בעדה. בתוך המיטוכונדריון מתבצעות חלק מהתגובות החיוניות ביותר בחילוף החומרים, כגון מעגל חומצת הלימון, שרשרת אנזימי הנשימה וכן, מערכת חיונית הידועה כרצף חמצון-ביתא, שתפקידה לבקע חומצות שומניות ליצירת כמות ניכרת של אנרגיה על ידי יצירת מוליקולות ATP עתירות האנרגיה. צמקת ראשונית של דרכי המרה עלולה להיגרם בשל מחלה אוטואימונית שבה נוגדנים מגיבים כנגד המיטוכונדריה. לאחרונה, נמצא, שהאנטיגן המיטוכונדריאלי שנגדו פועלים הנוגדנים הוא M2 שהוא מרכיב באנזימים ממשפחת הדה-הידרוגנאזות הפועלים במיטוכונדריון, והקשורים לתהליכי חמצון-חיזור.
כל מיטוכונדריון מכיל מספר כרומוזומים מעגליים המקודדים למולקולות של RNA - שליח (mRNA) וכן ל-13 חלבונים החיוניים לתגובות זרחון-חמצוני, החיוניות כל כך במיטוכונדריון. הקידוד של הכרומוזומים המיטוכונדריאלים ייחודי, והתורשה שלהם, היא באופן מוחלט תורשה נקבית ולא על פי העקרונות המנדליאניים. זאת כיוון שהביצית מכילה מספר מאות אלפים עותקים של דנ"א מיטוכונדריאלי, שעה שהזרעון תורם רק מספר מאות ולכן השפעת האחרון קטנה על הגנוטיפ הנוצר. אחת המחלות הטיפוסיות למוטציות בדנ"א המיטוכונדריאלי היא ליקוי בעצבים (נירופתיה) מורש של הראייה ע"ש לֶבּר, עיוורון הפוקד בעיקר זכרים צעירים. רקמות התלויות מאוד בזרחון חמצוני, כמו מערכת העצבים והלב, רגישות מאוד למוטציות מיטוכונדריאליות.
מחלת עיניים אחרת Retinitis pigmentosa, הכרוכה בניוון איטי של הרשתית עד כדי עיוורון ומסתמנת במישלב עם נירופתיה ושיגשון (Ataxia), גם היא נובעת ממוטציה דנ"א מיטוכונדריאלי. תסמונת אחרת המתבטאת מתחת לגיל 20, היא תסמונת Kearns-Sayre עם פגיעה ברשתית העין, המלווה לעיתים על ידי חסימה בהולכה חשמלית בלב, תסמונת מוחית ותכולת חלבון גבוהה בנוזל השדרה. בחלק ניכר מהלוקים בתסמונת זו ניכר איבוד שמיעה, פגם שכלי, קומה נמוכה וחמצת לקטית.
מחלות שריר אחדות מוכרות על רקע מוטציות בדנ"א מיטוכונדריאלי, הקשורות לפגמים בשרשרת הנשימה המיטוכונדרית. בהן: חסר ראשוני של קרניטין, חסר האנזים דיהידרוגנאזה של אציל-קואנזים A, פגם באנזים פלמיטואיל-קרניטין טרנספראזה או במכלול של האנזים פירובאט דיהידרוגנאזה. פגמים אלה, קשורים בתסמונות נירולוגיות עם קשיי תנועה, שיגשון, נירופתיה או תסמונת Leigh. פגמים ישירים בשרשרת הנשימה המיטוכונדרית, כגון חסר בקו-אנזים Q, חסר בחמצון-חיזור של המכלול NADH-קו-אנזים Q, חסר באנזים המיטוכונדרי סוקצינאט-דיהידרוגנאזה, חסר באנזים המחמצן את ציטוכרום C, כל אלה, יגרמו לצורות שונות של מיופתיה או פגיעה בתפקוד השרירים.
קבוצה נכבדת של פגמים בחילוף חומרים הבאים לידי ביטוי בתינוקות עם חסכים מוטוריים או שכליים, הן מחלות האגירה של חומצות אורגניות הנובעות מפגם באנזים מיטוכונדריאלי המשתתף באופן תקין בשיחלוף חומצות אלה במרכיבים מטבוליים שונים. לדוגמה, Iso-valeric acidemia, Glutaric aciduria, Propionic aciduria, Methyl-malonic aciduria.

פרופ' בן עמי סלע