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[专业资源] 线粒体功能障碍所致四大疾病

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发表于 2012-11-26 17:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

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线粒体功能障碍涉及的疾病相当广泛,包括糖尿病、神经退行性病、脓毒性休克、心肌缺血再灌注损伤以及老化退化性疾病等。同样,线粒体功能障碍对肾脏疾病的发生发展也起着重要的作用。

    正常肾脏功能的维持需要消耗大量的能量,任何线粒体供能环节发生问题,都将导致肾脏功能的异常。然而,越来越多的研究表明,线粒体供能减少并非肾脏疾病发生的唯一机制,线粒体其它的功能也参与肾脏疾病的形成过程中。

    遗传性线粒体病所致肾病

    在儿童,多种肾脏疾病存在遗传性线粒体细胞病,如肾脏范可尼综合征(Fanconi syndrome,FS)、肾病综合征、肾小管间质疾病、巴特综合征(Bartter syndrome)、肾小管酸中毒等。

    大部分患儿年龄较小时即有疾病表现,且肾脏受累只是多系统病变的一部分。与儿童肾脏病存在多个线粒体DNA突变不同的是,成人只有一个突变与肾脏病有关:线粒体基因A3243G突变。该突变可导致线粒体脑肌病伴高乳酸血症和中风样发作(MELAS),亦可引起糖尿病及耳聋

   肾小管疾病

    缺血再灌注肾损伤:缺血性肾损伤是引起急性肾功能损伤最常见的原因,虽然对众多治疗方法的尝试旨在恢复肾脏灌注与小管功能,但是发病率与病死率仍然很高。缺血再灌注损伤在心肌细胞和神经元细胞中研究广泛,而线粒体可能发挥核心作用。对心肌细胞的研究发现,缺血导致细胞内ATP减少,线粒体消耗ATP增多,用于从线粒体内泵出质子,从而维持内膜的电位,膜电位对细胞功能的发挥有着重要的意义。

    长时间的缺血导致细胞最终发生坏死。而再灌注本身对心肌细胞具有毒性作用,可引起细胞凋亡,其发生机制与活性氧的产生及线粒体内钙离子的聚集有关。凋亡通路首先为线粒体膜通透性转换孔道(m**)的开放,进一步引起线粒体膜去极化,凋亡前因子如细胞色素C释放入胞质。m**的抑制剂对缺血再灌注损伤具有保护作用。在尸源肾移植中,由于冷藏本身即对细胞线粒体具有毒性作用,肾脏组织再经历缺血过程,当进行热的再灌注时,将促使凋亡的发生。与***肾移植相比较,尸源肾移植经历冷缺血与热灌注其预后较差。

    因此,保持线粒体功能的完整性,阻止凋亡发生对细胞存活具有重要意义;近端肾小管损害:近曲小管重吸***小球滤过的溶质与低分子蛋白。碳酸氢盐、磷酸盐、葡萄糖和氨基酸伴随钠离子的转运而通过近曲小管细胞膜,此过程由钠的电势能驱动,而钠电势能又通过消耗ATP的钠泵建立。低分子蛋白如维生素、激素的重吸收与受体介导的内吞作用有关。范可尼综合征的特点为近曲小管重吸收溶质与低分子蛋白障碍,其可能的机制与线粒体功能障碍引起的细胞代谢与能量{MOD}异常有关。近曲小管转运活动需要消耗大量ATP,这个生理特点决定它易受线粒体损伤的影响,而除ATP{MOD}不足外,线粒体功能障碍的其它方面与近曲小管疾病的关系亦值得进一步的探索与研究。

    肾小球疾病

    越来越多的证据表明,肾小球足细胞功能异常与肾小球疾病密切相关。线粒体细胞病的儿童有可能进展为局灶阶段性肾小球硬化,肾活检可以观察到足细胞线粒体的异常,而肾小管细胞中线粒体的形态是正常的。线粒体DNA突变及线粒体功能紊乱可能与足细胞损伤的机制有关。

    在醛同酮诱导的足细胞损伤中,伴随有活性氧生成增加、线粒体超微结构改变、线粒体膜电位下降、ATP合成减少等,提示醛固酮损伤效应与线粒体功能障碍密切相关。此外,嘌呤霉素诱导的大鼠局灶阶段性肾小球硬化其肾组织中,线粒体氧化磷酸化功能障碍、mtDNA拷贝数减少并出现足细胞凋亡。由于能量需求状况的不同,线粒体相关的肾小球疾病少于肾小管疾病的发生,但一些激素耐受的家族性的肾小球疾病也许是由某种未知的线粒体细胞病导致的,这为肾小球疾病的临床诊断提供了一个新的思路。

    慢性肾脏疾病

    慢性肾脏病(CKD)是一种老化性疾病,与其他组织一样,随着年龄的增长,肾脏功能日益退化。同样,随着时间的推移,线粒体DNA也越来越容易发生突变,最终导致线粒体功能障碍,这可以用来解释肾脏病在老年人中高发的原因。CKD患者存在线粒体呼吸链系统功能障碍,且伴有氧化应激。线粒体功能障碍也可能用来解释一些原因未明的CKD。

    线粒体功能障碍的诊断与治疗

    虽然人们对线粒体功能障碍的了解越来越多。但对这些疾病的诊断与治疗仍很局限。由于缺少有效的检测和鉴定线粒体功能障碍的方法,极大地阻碍疾病的诊断。线粒体功能障碍对疾病的诊断是极有意义的。新鲜肾脏组织可以进行线粒体功能的检测,如检测线粒体呼吸链酶活性。但肾活检的应用不够广泛,且需要较高的诊断标准。当然,采集外周粒细胞及肌肉组织作为标本其可行性较高,但线粒体功能障碍的组织特异性会导致漏诊的存在。血乳酸盐水平常用来作为线粒体功能障碍的指标,缺点是其水平即便在肾脏疾病状态下也可能是正常的。未来针对线粒体功能障碍对肾脏疾病的治疗主要集中于阻止线粒体膜电位去极化、抑制凋亡以及清除活性氧。

    总结

    线粒体功能障碍在肾脏疾病中发挥重要作用,因此保护线粒体功能、阻止其功能障碍的发生,将有助于多种肾脏疾病的治疗。线粒体在。肾脏疾病中的作用可能仍旧被低估了,尤其在原发性肾小球及肾小管疾病中。然而,目前尚没有可靠易行的方法来检测线粒体功能障碍的发生,以线粒体为靶点的新的治疗手段也还刚刚起步。这些问题都得以解决的时候,将有利于开拓。肾脏疾病治疗的新前景。
发表于 2012-12-3 20:08 | 显示全部楼层
很好的内容,不知道如何测足细胞的线粒体功能
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