1 第十三章 线粒体疾病 广义的线粒体病(mitochondrial disease)指以线粒体功能异常为主要病因的一大类疾病。除线粒体基因组缺陷直接导致的疾病外,编码线粒体蛋白的核DNA 突变也可引起线粒体病,但这类疾病表现为孟德尔遗传方式。目前发现还有一类线粒体疾病,可能涉及到mtDNA与nDNA 的共同改变,认为是基因组间交流的通讯缺陷。通常所指的线粒体疾病为狭义的概念,即线粒体DNA 突变所致的线粒体功能异常。 第一节 疾病过程中的线粒体变化 线粒体对外界环境因素的变化很敏感,一些环境因素的影响可直接造成线粒体功能的异常。例如在有害物质渗入(中毒)、病毒入侵(感染)等情况下,线粒体亦可发生肿胀甚至破裂,肿胀后的体积有的比正常体积大3~4 倍。如人体原发性肝癌细胞癌变过程中,线粒体嵴的数目逐渐下降而最终成为液泡状线粒体;缺血性损伤时的线粒体也会出现结构变异如凝集、肿胀等;坏血病患者的病变组织中有时也可见 2 到3 个线粒体融合成一个大的线粒体的现象,称为线粒体球;一些细胞病变时,可看到线粒体中累积大量的脂肪或蛋白质,有时可见线粒体基质颗粒大量增加,这些物质的充塞往往影响线粒体功能甚至导致细胞死亡;如线粒体在微波照射下会发生亚微结构的变化,从而导致功能上的改变;氰化物、CO 等物质可阻断呼吸链上的电子传递,造成生物氧化中断、细胞死亡;随着年龄的增长,线粒体的氧化磷酸化能力下降等等。在这些情况下,线粒体常作为细胞病变或损伤时最敏感的指标之一,成为分子细胞病理学检查的重要依据。 第二节 线粒体疾病的分类 2 根据不同的角度,线粒体疾病可以有不同的分类。从临床角度,线粒体疾病主要涉及心、脑等组织器官或系统;从病因和病理机制角度,线粒体疾病有生化分类和遗传分类之别。 一、生化分类 根据线粒体所涉及的代谢功能,线粒体疾病可分为以下5种类型:底物转运缺陷、底物利用缺陷、Krebs循环缺陷、电子传导缺陷和氧化磷酸化偶联缺陷(表13-1)。 表13-1 线粒体疾病的生化分类 1.底物转运缺陷 肉碱棕榈酰基转移酶(CPT)缺陷 肉碱缺陷(肉碱转运体缺陷) 2.底物利用缺陷 丙酮酸脱氢酶复合体(PDHC)缺陷 β-氧化缺陷 3.Krebs循环缺陷 延胡索酸酶缺陷 乌头酸酶缺陷 α-酮戊二酸脱氢酶缺陷 4.电子传导缺陷 复合体Ⅰ、Ⅴ 复合体Ⅱ 复合体Ⅲ 复合体Ⅳ 复合体Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ联合缺陷 5.氧化磷酸化偶联缺陷 Luft’s病 复合体Ⅴ缺陷 二、遗传分类 根据...