Reginald E. Bittner Gehirnveraenderungen <- Mitochondrien: s. u. [pdf/2.4._bittner_mitochondriale_vererbung,_mitochondriale_dna.pdf] [27. 10. 2008] Maternale Vererbung - Mitochondriales Genom - Mitochondriale Erkrankungen Mitochondrien: versch. Formen (Zellzyklus, Zustand, ...) Inn./aeuss. Membran - innen Cristae, darin Matrix: F1-ATPase, Granulae DNA Ringmolekuele: 2 - 10/Mitochondrion -> Theorie: eingewanderte Bakterienzellen Multi-Protein-Komplex I..V Gene: Grossteil im Zellkern, Teil auf Ring-Genom d. Mit. KH, AS, FS -> Ac-S-CoA -> Mitochondrion (Krebs-Zyklus, Atmungskette: e- an O2 Carnitinzyklus: beta-ox. * Carnitin als Therapeutikum * Fitness- und Energydrinks Probleme: fuer welche Zellen sind Mitochondrien besonders wichtig? Hoher Energiebedarf! * ZNS/Nerven/Gehirn * Muskelfasern (glatt, quergestr., Herz) * endokrine Zellen -> Symptome mitochondrialer Erkrankungen: ATP-abhaengige! * Gehirn (Epilepsie, Ataxie, Demenz, Migraene, ...) * Skelettmuskel (Funktionsstoerung: Muskelschwaeche, Belastungsintoleranz) * Herz (Kardiomyopathien) * aeussere Augenmuskeln (Vibration - staendige Feineinstellungen: Ophthalmoplegien) * Leber (Hepatopathien) * Niere * Pankreas * Blutbildung * Innenohr (sehr haeufig - ebenf. ZNS! Schwerhoerigkeit) * GI-Trakt (Stoerung d. Energieversorgung d. gl. Musk.: Pseudo-Obstruktionssymptome) Laborparameter/Symptome: Laktat/Pyruvat Anstauung in Blut und damit auch in anderen Fluess. (Liquor) * Untersuchung d. Liquor auf Laktat/Pyruvat! Anfordern! * ROS: reactive oxygen species (Radikale -> Mutationen) treten in vermehrter Form auf, wenn Atemvorgaenge nicht mehr gut funktionieren (auch durch chron. Hypoxie) Eigenschaften d. mt-DNA: * humane mt-DNA: 16.5 kb * Cross-Talk mt-DNA - nucleaeres Genom * nicht auf Histonen aufgewickelt ("naked DNA"): schlechtere Reparaturfunktion * keine Introns * 13 Proteine fuer mt. Atmungskette * 22 tRNAs * 2 rRNAs Jedes der Gene kann mutieren -> klinische Krankheitsbilder (Datenbanken!) Heteroplasmien: Verh. normale/mutierte Mit. in Zelle zytoplasm. Vererbung: Threshold (verschiebliche Schwelle - organ- und gewebespezifisch) bei respiratorischem Effekt ==Mitochondriopathien== biochemische Kraftwerke: Manifestation bei Geweben, wo Threshold weit links liegt (s. o.) klinische Praesentationsformen: * "Skelettmuskel PLUS":, mitoch. Myopathien ** MERRF myoclonusepolepsie mut ragged red fibres ** MELAS Myopathy-Encephalopathy-lactate-acidose-stroke-like episodes ** KSS Kerans-Sayre-Syndrome (Encephalopathie ...) * Augen PLUS: ** PEO/CPEO (chronical) progressive external Ophthalmoplegie: Laehmung d. aeuss. Augenmuskulatur -> Doppelbilder! ** LOHN: Lebersche hereditaete Optikusneuropathie (m >> f, -> Erblindung!) take home: gewebsspezifische Heteroplasmie: aus welchem Gewebe Diagnose? Blutabnahme nicht immer sinnvoll -> Muskelbiopsie! southern blot DNA-Isolation aus Muskelbiopsat, im Blut nicht immer nachweisbar!! z. B. kausaler Zusammenhang; * Nachweis Deletion 5885T im Muskelgewebe (Heteroplasmie ca. 78 %) * Nachweis im Blut nicht moeglich!