산화적 인산화 결함으로 인한 미토콘드리아 질환

전자전달과 산화적 인산화의 결함으로 인한 미토콘드리아 질환

이 질병군의 인구 빈도는 출생아 10,000명 중 1명이고, 미토콘드리아 DNA 결함으로 인한 질병은 약 8,000명 중 1명입니다.

원인. 전자 전달 및 산화적 인산화 결함으로 인한 미토콘드리아 질환은 유전적 이질성을 특징으로 하는데, 이는 전자 전달 과정의 유전적 조절(핵 DNA와 미토콘드리아 DNA)의 이중성 때문입니다. 멘케스 모발다발이영양증을 제외하고, 가계 내 핵 돌연변이로 인한 질환의 대부분은 상염색체 열성으로 유전됩니다.

미토콘드리아 DNA 돌연변이로 인한 질병은 모계(세포질 유전)를 통해 유전됩니다. 일반적으로 미토콘드리아 DNA의 결손은 가계에서 산발적으로 발견됩니다. 유전체 간 상호작용 장애, 즉 핵에 의해 암호화된 여러 미토콘드리아 돌연변이와 고갈(DNA 사본 수 감소)은 상염색체 우성 또는 상염색체 유전을 나타낼 수 있습니다.

이 질병군의 발병 기전에서 주요 원인은 유전적으로 결정되는 호흡 사슬 효소 복합체 결핍, 산화적 인산화, 미토콘드리아 구조 단백질 결함, 그리고 특정 단백질의 막관통 수송 장애입니다. 결과적으로 조직 호흡계 전체의 기능이 저하되고, 세포의 산화-환원 과정이 저하되며, 미토콘드리아와 세포질에 과소산화된 산물이 축적되어 젖산산증이 발생합니다.

증상. 호흡 사슬 및 산화적 인산화 결함과 관련된 질환의 특징은 진행성 경과와 신생아기부터 성인기까지 광범위한 연령대의 임상 증상 발현입니다. 신생아기 또는 생후 3개월 이내에 선천성 젖산산증, 피어슨 증후군, 치명적 및 양성 영아 근병증, 멘케스 모발다발이영양증이 발생하고, 생후 1~2년 이내에는 리병과 알퍼스병이 발생합니다. 생후 3세 이후에는 컨스-세이어 증후군, 멜라스(MELAS), MERRF(뇌전증)가 발생하며, 레버 시신경병증, 진행성 외안근마비, 미토콘드리아 근병증, 근신경위장관 뇌병증 등이 발생합니다.

질병이 진행된 단계에서는 다음과 같은 증상이 나타납니다. 호흡기 및 신경 장애 증후군, 정신운동 발달 지연, 발작, 운동실조, 안근마비, 신체 활동 내성 감소, 근병증 증후군. 또한, 심혈관계(심근병증, 심장 전도 장애), 내분비계(당뇨병 및 요붕증, 갑상선 기능 장애, 부갑상선기능저하증), 시각 및 청각 기관(시신경 위축, 색소성 망막염, 백내장, 청력 상실), 신장(세뇨관 질환), 간(비대) 등 다른 장기 및 시스템 손상 징후도 종종 동반됩니다. 환자들은 종종 신체적 및 성적 발달 장애를 겪습니다.

실험실 검사 결과, 미토콘드리아 질환의 특징적인 징후가 나타납니다. 대사성 산증, 혈중 젖산 및 피루브산 수치 증가, 탄수화물 섭취 후에만 종종 나타나는 케톤혈증, 총 카르니틴 수치 감소, 소변 유기산(젖산, 디카르복실산, 3-메틸글루타콘산, 크렙스 회로의 트리카르복실산 등) 배설 증가 등이 있습니다. 때때로 혈중 암모니아 수치 증가와 저혈당이 관찰됩니다. 백혈구나 섬유아세포에서는 호흡 사슬 효소 복합체의 활성 감소가 관찰됩니다.

근육 조직 생검에서 광학 현미경 검사는 특징적인 RRF 현상과 미토콘드리아 기능 부전(호흡 연쇄 효소 활성 감소)의 조직화학적 징후를 보여줍니다. 전자 현미경 검사에서는 비정상적인 미토콘드리아와 그 수의 변화가 종종 관찰됩니다.

MtDNA 손상의 절대적 기준은 미토콘드리아 DNA 돌연변이(점 돌연변이, 단일 및 다중 결실, 중복 등)의 검출이며, 이는 근육 조직 생검에서 현대 분자 유전학 분석법을 사용하여 검출할 수 있습니다. 그러나 미토콘드리아 돌연변이가 없다고 해서 미토콘드리아 질환 진단을 완전히 배제할 수는 없습니다. 이는 환자의 희귀 돌연변이, 모자이크 세포 및 조직 손상, 그리고 핵 DNA 손상 가능성 때문일 수 있습니다.

감별 진단은 신경근 질환, 중증 근무력증, 지방산의 β-산화 장애로 인한 질환, 유기산혈증, 심근병증, 당뇨병, 다발성 경화증, 산전 신경계 손상의 결과 등에 대해 실시합니다.

전자 전달 및 산화적 인산화 결함으로 인한 미토콘드리아 질환을 앓고 있는 소아는 적절한 식이요법과 다양한 약물을 처방하는 복합 치료를 병행해야 합니다. 에너지 대사의 각 단계에 서로 다른 영향을 미치는 약물들을 병용하는 것은 개별 약물을 단독으로 사용하는 것보다 긍정적인 효과를 보입니다.

식이요법의 특징은 식단의 탄수화물 함량을 10g/kg으로 줄이는 것입니다. 호흡 사슬 기능이 손상된 상태에서 쉽게 소화되는 탄수화물을 많이 섭취하면 세포 에너지 대사의 기존 결함이 더욱 심화되기 때문입니다.

손상된 전자전달 과정을 교정하기 위해 코엔자임 Q-10(최소 6개월 동안 하루 90~200mg), 숙신산(하루 5mg/kg, 3~4일 간헐적으로 3개월 동안 투여), 시토크롬 C(매일 4ml씩 근육 주사 또는 정맥 주사, 연간 10회 주사 3~4회 투여)가 처방됩니다.

전자 전달 교정제는 세포 에너지 대사의 효소 반응을 개선하는 보조 인자 요법(니코틴아미드 60-100mg/일, 비타민 B1, _B2, _B6 10-20mg/일, 비오틴 1-5mg/일), 티오트산 50-100mg/일, 레보카르니틴 제제 25-30mg/kg/일)과 병용 투여됩니다. 산증을 치료하기 위해 디메포스폰(체중 5kg당 30mg/kg 또는 15% 용액 1ml를 1개월 동안 하루 3회 투여)을 사용합니다. 항산화제(비타민 E 100-200mg/일, 아스코르브산 500mg/일)가 처방됩니다.

따라서 지금까지 미토콘드리아 병리학 연구와 확인된 미토콘드리아 기능 장애 교정 방법에 대한 풍부한 경험이 축적되어 새로운 방향, 즉 미토콘드리아 의학이 형성되었으며, 이 섹션에 제시된 정보는 광범위한 인간 병리학 분야의 지식 중 극히 일부만을 반영합니다. 이러한 질병의 효과적인 진단 및 치료 방법 개발을 복잡하게 만드는 많은 미해결 문제들이 남아 있으며, 이는 특히 소아과 진료에 중요합니다.

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