Цитохимический анализ активности митохондриальных ферментов при атаксии Фридрейха

В 2001—2003 гг. нами в нейрогенетическом отделении Института неврологии РАМН совместно с лабораторией патоморфологии Московского НИИ педиатрии и детской хирургии Минздрава России (проф. В.С. Сухорукое) была проведена системная оценка энергетического метаболизма у больных атаксией Фридрейха путем определения активности ферментов тканевого дыхания в лимфоцитах периферической крови с использованием цитохимического метода Пирса в модификации Р.П. Нарциссова.

Помимо рутинного цитохимического исследования активности митохондриальных дегидрогеназ, нами был также проведен анализ ферментного статуса лимфоцитов оригинальным методом компьютерной морфометрии с использованием диагностической системы, состоящей из персонального компьютера высокой мощности со специальным пакетом морфомстрических программ «Видео-тест Авто 4.0» (Санкт-Петербург) и светового микроскопа с цифровой видеокамерой.

Исследование ферментного статуса лимфоцитов с выявлением активности ряда ключевых ферментов дегидрогеназ (СДГ, ГФДГ, ЛДГ, ГДГ и МДГ) проведено у 25 больных атаксией Фридрсйха и (в качестве групп сравнения) у 25 больных с другими спорадическими дегенеративными атаксиями, а также у 12 пациентов с аутосомно-доминантными атаксиями.

У пациентов с атаксией Фридрейха исследование проводилось дважды: до и после проведения однократного курса стационарного лечения препаратами, поддерживающими функцию митохондрий. Контрольную группу составили 28 здоровых доноров, сопоставимых по полу и возрасту с основной группой больных атаксией Фридрейха.

Цитохимия активности ферментов митохондрий при атаксии Фридрейха
Примечание. Числовые значения в таблице отражают ферментативную активность в условных единицах, соответствующих среднему числу гранул форма-зана (продукт цитохимической реакции).

При изучении активности лимфоцитарной СДГ у пациентов с атаксией Фридрейха нами были выявлены разнонаправленные изменения, что позволило разделить обследованную выборку на две подгруппы: АФ-1 - пациенты с пониженной активностью СДГ (n=17, т.е. большинство больных) - и АФ-2 - с повышенной активностью СДГ (n=8). Результаты цитохимического исследования митохондриальных ферментов представлены в таблице.

В подгруппе АФ-1 активность большинства исследованных ферментов (СДГ, ГФДГ, ГДГ, МДГ) была достоверно ниже, чем в контроле. В подгруппе АФ-2 было обнаружено достоверное повышение средней активности СДГ по сравнению с контролем, причем аналогичная закономерность в данной подгруппе больных наблюдалась и для других ферментов - ЛДГ и МДГ. Обращает на себя внимание одновременное снижение активности СДГ и ГФДГ в обеих подгруппах пациентов, что свидетельствует об истощении компенсаторных метаболических механизмов.

Отсутствие активации ГФДГ при одновременной депрессии активности СДГ отражает невозможность включения адаптивных реакций в клеточном дыхании, направленных на преимущественное использование в митохондриях ФАД вместо НАД в качестве акцепторов электронов, катализируемое митохондриальной ГФДГ. Отсутствие активации глицерофосфатного челночного механизма при атаксии Фридрейха, по-видимому, не позволяет более эффективно использовать сукцинатоксидазную систему как источник синтеза макроергических соединений (Кондрашова М.Н., Хазанов В.А., Berg J.M. et al.).

При анализе данных не было получено корреляций между числом GAA-повторов (т.е. степенью генетического дефекта), тяжестью состояния по клинической шкале, продолжительностью заболевания и степенью снижения активности СДГ; отсутствие такой непосредственной корреляции может отражать сложность и многоступенчатость биохимических нарушений, приводящих к системному дефекту метаболизма при атаксии Фридрейха.

Выявленный нами факт достоверного повышения средней активности СДГ по сравнению с контролем у части пациентов с атаксией Фридрейха (подгруппа АФ-2) заслуживает особого внимания. Показательно, что в данной подгруппе средняя степень тяжести мутации оказалась достоверно выше, чем в подгруппе со снижением активности СДГ (соответственно 550 и 695 копий GAA-повторов).

Полученные цитохимические данные в подгруппе АФ-2 с более тяжелым генетическим дефектом могут быть расценены как мобилизация энергетических ресурсов посредством усиленного окисления сукцинатов; очевидно, однако, что в такой ситуации деятельность клетки протекает при предельной мобилизации функционального резерва, что в конечном счете может привести к метаболическому истощению и срыву.

Таким образом, изменение активности исследованных ферментов, выявленное нами у пациентов с атаксией Фридрейха, свидетельствует о выраженном системном нарушении биоэнергетических процессов при данном заболевании.

В группах сравнения, состоящих из больных с другими формами дегенеративных атаксий, показатели активности СДГ, ГФДГ, ГДГ и ЛДГ достоверно не отличались от контрольных значений, варьируя в сравнительно ограниченном диапазоне; это свидетельствует о том, что патогенетические механизмы развития других форм дегенеративных атаксий значительно отличаются от таковых при атаксии Фридрейха.

Активность дегидрогеназ в лимфоцитах крови у больных атаксией Фридрейха и в группах сравнения

- Читать "Морфометрический анализ активности митохондриальных ферментов при атаксии Фридрейха"

Оглавление темы "Атаксия Фридрейха":
  1. Лечение и профилактика врожденных мозжечковых атаксий
  2. Атаксия Фридрейха - история изучения
  3. Генетика атаксии Фридрейха
  4. Клинико-генетические корреляции при атаксии Фридрейха
  5. Фратаксин - функции, значение. Патогенез атаксии Фридрейха
  6. Роль патологии митохондрий в патогенезе атаксии Фридрейха
  7. Роль нарушений обмена аминокислот в патогенезе атаксии Фридрейха
  8. Диагностика атаксии Фридрейха путем оценки митохондриальных нарушений
  9. Цитохимический анализ активности митохондриальных ферментов при атаксии Фридрейха
  10. Морфометрический анализ активности митохондриальных ферментов при атаксии Фридрейха