Данные морфологических и молекулярно-генетических исследований.

Морфологическим исследованиям при диагностике митохондриальной патологии придают особое значение. В силу большой информативной значимости часто требуются проведение биопсии мышечной ткани и гистохимическое исследование полученных  биоптатов. Важная информация может быть получена при одновременном исследовании материала с помощью световой и электронной микроскопии.

Один из важных маркёров митохондриальных болезней – феномен «рваных» красных волокон [феномен RRF (ragged red fibres)], установленный в 1963 г. Он связан с образованием вследствие пролиферации и очагового скопления, генетически изменённых аномальных митохондрий по краю мышечного волокна. Этот феномен выявляют при световой микроскопии с использованием специальной окраски Гомори, однако в последние годы для этого используют различные митохондриальные маркёры и разнообразные иммунологические методы.

К другим морфологическим признакам митохондриальной патологии относят:

 - резкое увеличение размеров митохондрий;

 - накопление гликогена, липидов и конгломератов кальция в субсарколеммах;

 - снижение активности митохондриальных ферментов;

 - нарушенное распределение гранул активности ферментов сукцинатдегидрогеназы (СДГ), НАДН-оксидоредуктазы, цитохром С-оксидазы и др.

У больных с митохондриальными болезнями при световой микроскопии мышечной ткани можно выявить неспецифические морфологические признаки: локальные некрозы мышечных волокон, накопление саркоплазменных масс, наличие лизиса субсарколеммальных участков саркоплазмы, базофилию саркоплазмы, повышенное количество мышечных ядер, активацию процессов регенерации и др.

Исследование роли феномена «рваных» красных волокон показало его значение для диагностики таких состояний, как синдромы MELAS, MERRF, Кернса-Сейра, хронической прогрессирующей офтальмоплегии и других, связанных с мутациями мтДНК. Этот феномен может развиваться при других болезнях: миодистрофии Дюшена, дерматомиозитах, миотонической дистрофии, приёме лекарственных препаратов (клофибрат) и других патологических состояниях. Таким образом, наряду с первичными митохондриальными болезнями феномен RRF может сопровождать вторичные митохондриальные дисфункции.

В настоящее время широкое распространение получило гистохимическое и электронно-микроскопическое исследование мышечной ткани для выявления признаков митохондриальной недостаточности. В ряде случаев они помогают диагностике, особенно при нормальной морфологической картине мышечной ткани по данным световой микроскопии.

Электронно-микроскопические признаки – обнаружение пролиферации митохондрий, нарушение их формы и размеров, дезорганизация и увеличение крист, скопление аномальных митохондрий под сарколеммой, накопление липидных и аномальных паракристаллических (главным образом состоящих из белка) или осмофильных включений, локализующихся между внутренней и наружной мембранами или в пределах крист, шаровидные скопления, часто располагающиеся в матриксе (состоящие главным образом из триглицеридов) и др.

У отдельных больных можно обнаружить цитохимические нарушения в лейкоцитах.

Комплекс биохимических и морфологических исследований дополняется современными методами молекулярной диагностики (выявлением ядерных или митохондриальных мутаций), которые выполняют в специализированных лабораториях ДНК-диагностики. При митохондриальных болезнях выявляют разнообразные типы мутаций: точковые, делеции, дупликации, количественные аномалии ДНК и др.

При отсутствии мутаций в мтДНК, если подозревают митохондриальную патологию, проводят исследование ядерной ДНК.

Критерии диагностики.

Выделяют 2 группы критериев диагностики митохондриальных болезней.

Основные критерии диагностики (первая группа).

Клинические:

 - установленные диагнозы: синдромы MERRF, MELAS, NARP, MNGIE, Пирсона, нейропатия Лебера, болезни Лея, Альперса;

- наличие 2 или комбинация следующих признаков:

- мультисистемного поражения, патогномоничного для болезней дыхательной цепи;

- прогрессирующего течения с эпизодами экзацеребрации или наличия митохондриальных мутаций в семье;

- исключения метаболических и других заболеваний проведением соответствующих тестов.

Гистологические – обнаружение феномена RRF более чем в 2% мышечной ткани.

Энзиматические:

 - цитохром С-оксидазонегативные волокна;

 - снижение активности энзимов комплекса дыхательной цепи (<20% нормы в ткани, <30% в клетках или нескольких тканях).

Функциональные  - снижение синтеза АТФ в фибробластах более 3 стандартных отклонений.

Молекулярно-генетические – патогенетически значимые мутации ядерной или мтДНК.

Дополнительные критерии диагностики (вторая группа).

Клинические – неспецифические симптомы, встречающиеся при болезнях дыхательной цепи (мертворождение, снижение двигательной активности плода, ранняя неонатальная смерть, двигательные расстройства, нарушение развития, нарушение мышечного тонуса в неонатальном периоде).

Гистологические – малый процент феномена RRF, субсарколеммальное накопление митохондрий или их аномалий.

Энзиматические – низкая активность ферментов дыхательного комплекса (20-30% нормы в ткани, 30-40% - в клетках или клеточных линиях).

Функциональные – снижение синтеза АТФ в фибробластах на 2-3 стандартных отклонения или отсутствие роста фибробластов в среде с галактозой.

Молекулярно-генетические – обнаружение мутаций ядерной или мтДНК с предположительной патогенетической связью.

Метаболические – обнаружение одного или более метаболитов, указывающих на нарушение клеточной биоэнергетики.