Steatóza Definice Abnormální hromadění lipidů v buňkách parenchymových orgánů Do skupiny poruch metabolismu s intracelulární akumulací abnormálního.

Prezentace na téma: "Steatóza Definice Abnormální hromadění lipidů v buňkách parenchymových orgánů Do skupiny poruch metabolismu s intracelulární akumulací abnormálního."— Transkript prezentace:

1 Steatóza, základy buněčné a orgánové patologie mitochondiálních a peroxismálních poruch

2 Steatóza Definice Abnormální hromadění lipidů v buňkách parenchymových orgánů Do skupiny poruch metabolismu s intracelulární akumulací abnormálního množství látky (lipidů)

3 Poruchy metabolismu s intracelulární akumulací abnormálního množství látky Dle Robbinse
Normální endogenní substance hromaděné v nadbytku Endogenní produkty abnormální syntézy nebo metabolismu, anebo exogenní látky Pigmenty přechodně x trvale neškodné x toxické ad 1. normální endogenní substance je hromaděná v normálním či nadbytečném množství, ale poměr metabolismu buňky není schopen jí v dostatečné míře odstranit. např. voda, tuk, proteiny ad. 2. anbormální substance – endogenní, které jsou produktem abnormální syntézy nebo metabolismu, buď dědičné nebo získané- neschopnost danou látku metabolizovat, „balit“, transportovat nebo uvolnit sekrecí. Nebo exogenn látky- neschopnost degradovat nebo transportovat na jiná místa (minerály, produkty infekčních agens) buď přechodně nebo trvale a mohou být neškodné nebo škodlivé (toxické)

4 Steatóza Mikro - intracelulární tuková kapénka

5 Steatóza – průkaz tuků nefixovaná tkáň či fixace ve vodných fixativech (10% formol, Bakerova tekutina), ve zmrazených řezech extrakční postupy, průkaz barvivy rozpustnými v tucích (Sudanová barviva, olejová červeň), fluorescenční a polarizační průkaz, speciální metody skupinové (luxol. modř) Maltézký kříž u složitých lipidů- esterů cholesterolu Obě základní skupiny akumulovaného lipidu u steatos se liší fysikálním stavem. TAG jsou přítomny v tekuté formě, tj. nemají dvojlom(nebo dvojlom zcela rudimentární). Naproti tomu kapky esterů cholesterolu mají charakter tekutých krystalků a vykazují fenomén maltézského kříže (podobně jako řada polárních lipidů - tyto jsou však resistentní na extrakci bezvodým acetonem, který odstraní deposita esterů cholesterolu). Tento stav se může měnit na pevnou krystalickou fázi (krystalky esterů cholesterolu).

6 Steatóza Makro - při steatóze vyššího stupně - žluté zbarvení (↑ prokrvení – oranžové)

7 Steatóza - lipidy Heterogenní skupina sloučenin Obsahují MK
Jednoduché (estery MK a alkoholu) Složené (estery MK a alkoholu + další skupiny) Nepolární, hydrofóbní (TG, CH, estery CH) Polární (fosfolipidy, glykolipidy, sfingolipidy …)

8 Steatóza – trávení lipidů
lipidy v potravě (TG, CH, fosfolipidy) → mechanicky emulgovány pohyby trávicího traktu a žluči→ ve střevě natráveny enzymy → se žlučovými kys. a dalšími látkami → tzv. směsné micely → difuzí nebo inkorporací a následným uvolněním z membrány → resorbovány do enterocytů v enterocytech → opětovná reesterifikace na TAG → k produktům trávení tuků se přidávají apolipoproteiny → chylomikrony chylomikrony → z enterocytů do lymfy → krve ve vodě nerozpustné lipidy obsažené v potravě (TG, CH, fosfolipidy) jsou mechanicky emulgovány pohyby trávicího traktu a žluči tak, aby se k nim dostaly enzymy nutné pro jejich resorpci – TAG: ve střevě jsou natráveny pankreatickou lipázou na volné mastné kyseliny a monoacylglyceroly – PL: tráveny pankreatickými fosfolipázami – CH: estery cholesterolu pankreatickou cholesterylester hydrolázou na volný CH 􀂃 dohromady se žlučovými kyselinami, vitaminy rozpustnými v tucích a dalšími látkami tvoří tzv. směsné micely, které jsou buď difuzí nebo inkorporací a následným uvolněním z membrány resorbovány do enterocytů 􀂃 v nich probíhá opětovná reesterifikace na TAG, k resorbovaným lipidům se přidávají apolipoproteiny a takto se formují chylomikrony 􀂃 ty jsou uvolněny z enterocytů do lymfy a následně do krve 􀂃 V plazmě cirkulují lipidy jako součást lipoproteinů

9 Steatóza – transport lipidů
chylomikrony tvořené v enterocytech nesou převážně TAG - slouží jako zdroj MK pro tkáně MK se z TAG lipoproteinů odštěpují účinkem LPL, popř. jaterní lipázy MK ve tkáních → β-oxidace jako zdroj energie → zásoby v podobě TAG (v tukové tkáni) z chylomikronů ochuzených o TG se stávají tzv. chylomikronové remnanty („zbytky“), nesou CH z diety a jsou vychytávány játry v játrech jsou tvořeny VLDL (z TAG syntetizovaných de novo a z nespotřebovaných MK) → cirkulují a s chylomikrony jsou zdrojem TAG pro periferní tkáně (LPL) z VLDL → postupně vznikají částice IDL a poté LDL chylomikrony tvořené v enterocytech nesou převážně TGA - slouží jako zdroj MK pro tkáně 􀂃 MK se z TAG lipoproteinů odštěpují účinkem LPL (enzym vázaný na endotel cévní stěny zejm. svalů, myokardu a tukové tkáně) popř. jaterní lipázy – inzulin aktivuje LPL 􀂃 ve tkáních se MK buď utilizují β-oxidací jako zdroj energie (glycerol je využit v játrech) nebo se v případě tukové tkáně ukládají jako zásoby v podobě TAG – z těch je možné hydrolyzovat MK pomocí hormon-senzitivní lipázy (HSL), která je regulována hl. katecholaminy a glukokortikoidy 􀂃 z chylomikronů ochuzených o dietní TG se stávají tzv. chylomikronové remnanty („zbytky“), které nesou cholesterol z diety a které jsou vychytávány játry – vazba na receptor pro chylomik. „zbytky“ prostřednictvím apo B-48 􀂃 v játrech jsou tvořeny VLDL, hlavně z TAG syntetizovaných de novo z acetyl-Co A vzniklého z přebytku sacharidů (po doplnění jaterních zásob glykogenu) a rovněž nespotřebovaných požitých MK 􀂃 VLDL cirkulují a jsou stejně jako chylomikrony zdrojem TAG pro periferní tkáně (LPL) 􀂃 z VLDL tak postupně vznikají částice IDL a poté LDL

10 Steatóza – transport lipidů
Transport lipidů – CH do periferie Cholesterol v těle – exogenní (z diety) i endogenní (z acetyl-CoA), + zpětně resorbovaný ze žlučí (enterohepatální oběh) Transportován prostřednictvím lipoproteinů, ale i nezávisle na TAG CH je nesen chylomikrony (dietní), VLDL (endogen. syntéza v játrech) a LDL – LDL částice vznikají z VLDL po odbourání MK z TAG a jsou bohaté na CH, jsou převažující zdroj CH pro periferní buňky → na ně se vážou prostřednictvím LDL-receptoru → jsou internalizovány → CH se uvolní a je využit buňkou → uvolněný CH zablokuje syntézu endogenního CH nejvíce CH vychytávají játra, nadledvina, CNS a tuková tkáň 􀂃 CH v těle (jako naprosto nezbytná látka pro buňky) pochází částečně z diety (exogenní) ale všechny bb. (významně zejm. játra) ho mohou syntetizovat (endogenní) – za situace dostatečného přívodu se endogenních zdrojů ovšem „šetří“ a využívá se CH přijatý potravou – za normálních okolností je u zdravého člověka přísun + de novo syntéza versus potřeba CH v rovnováze 􀂃 zdroje CH – (1) z diety – (2) endogenní (z acetyl-CoA) – (3) zpětně resorbovaný ze žluči (enterohepatální oběh) 􀂃 cholesterol je nesen chylomikrony (dietní), VLDL (endogenní syntéza v játrech) a LDL – LDL částice vznikají z VLDL po odbourání MK z TAG a jsou bohaté na CH - převažující zdroj CH pro periferní buňky – na ně se vážou prostřednictvím LDL-receptoru (vazba apo B-100/apo E na receptor), jsou internalizovány, CH se uvolní a je využit buňkou – uvolněný CH zablokuje syntézu endogenního CH (inhibuje enzym hydroxymetylglutaryl-CoA-reduktázu) – nejvíce CH vychytávají játra, nadledvina, CNS a tuková tkáň

11 Steatóza – transport lipidů
při reverzním transportu CH hrají klíčovou roli HDL tvořené v játrech a enterocytech (odebírají CH z chylomikronů, VLDL a membrán buněk) HDL → do jater - vazba na HDL-receptor→ CH uvolní a vyloučí do žluči, buď jako volný CH nebo po přeměně na žlučové kyseliny vzhledem k tomuto „protisměrnému“ transportu CH prostřednictvím LDL a HDL částic působí zvýšená hladina LDL jako rizikový kardiovaskulární faktor (dodává CH buňkám), zvýšená hladina HDL jako protektivní (odebírá CH) při reverzním transportu CH hrají klíčovou roli HDL tvořené v játrech a enterocytech – nově vzniklé tzv. nascentní HDL jsou tvořeny téměř výhradně apolipoproteiny a fosfolipidy – v oběhu odebírají CH z chylomikronů, VLDL a membrán buněk a „nasávají“ ho do sebe – účinkem enzymů aktivovaných apolipoproteiny HDL částic (LCAT, lecitin:cholesterolacyltransferázy) se CH esterifikuje a vnoří do nitra částice – možný je i opačný transport (výměna CH mezi HDL a VLDL prostřednictvím CETP, cholesterol ester transfer protein) – HDL obsahují enzym paraoxonázu, která chrání cholesterol před oxidací a tím zvýšení jejich aterogenního působení 􀂃 HDL putují do jater - vazba na HDL-receptor (scavengerový receptor typu B-I) prostřednictvím apoA-I, kde se CH uvolní a vyloučí do žluči, buď jako volný CH nebo po přeměně na žlučové kyseliny 􀂃 vzhledem k tomuto „protisměrnému“ transportu cholesterolu prostřednictvím LDL a HDL částic působí zvýšená hladina LDL jako rizikový kardiovaskulární faktor (dodává CH buňkám), zvýšená hladina HDL jako protektivní (odebírá CH) 􀂃 nejvyšší aterogenní potenciál mají tzv. „malé denzní LDL“ (bohaté na TG) – na makrofázích, endotelových a hladkých svalových buňkách jsou přítomny scavengerové receptory pro modifikované lipoproteiny (zejm. oxidované LDL), které, pokud jsou zahlceny těmito částicemi, přispívají ke vzniku aterosklerózy („pěnové buňky“).

12 Steatóza - terminologie
Steatóza - poruchy získané Lipidóza - geneticky podmíněné poruchy lysosomální degradace lipidů nejrůznějšího druhu Lipomatóza – tuková atrofie- zmnožení intersticiální tukové tkáně bez poškození parenchymatózních bb.

13 Steatóza – dělení dle patogeneze (klasické - něm.)
z nadměrného přívodů tuků z porušeného metabolismu buňky

14 Steatóza - z nadměrného přívodů tuků - z poruš. metabolismu buňky
saginativní – z nadměrného přívodu tuku potravou – luxusní transportativní – náhlá mobilizace tukových zásob → přechodná lipémie (např. otrava muchomůrkou, fosforem). Hl. parenchymové orgány: játra, ledviny, myokard. ! problém odlišit od dystrofické steatózy při toxickém poškození hepatocytů resorptivní – buňka se z místních příčin ocitá v prostředí bohatém na tuky Resorpce buňkami typu makrofágů (lipofágy, xantofágy). Jahodový žlučník, zrnéčkové bb, pozánětlivé pseudoxanthomy, xantogranulom, lipogranulom

15 Steatóza - z nadměrného přívodů tuků - z poruš. metabolismu buňky
toxická (dystrofická) - toxiny či jedy poškodí oxidaci lipidů, membrány nebo enzymy Hepatotoxické jedy, bakt. toxiny – difterická myokarditis) malnutriční - ↓ tvorba lipoproteinů retentivní (retenční) - neschopnost buněk zbavit se tuku díky narušenému nitrobuněčnému metabolismu hypoxie- z nedostatku O2 – porucha oxidace lipidů (reversibilní), vázne buněčné dýchání, deplece ATP a nedostatečné odbourávání MK, v srdci – tygrované srdce při anemii (na venosním konci kapilár), v játrech – muškátová játra při venostase při P selhávání (centra acinů) enzymatický defekt – lipidózy - dědičné enzymopatie (defekty enzymů) – hromadění lipidů v lysosomech nebo mimo ně, podle toho, kde chybí enzym retenční- Aschoffovo označení – z porušeného nitrobuněčného metabolismu je buňka neschopná zbavit se tuku

16 Steatóza – mechanismy vzniku
z poruch syntézy a sekrece lipoproteinů z mitochondriální insuficience v důsledku lysosomální dysfunkce zvýšená endocytóza lipidů lipidózy

17 Steatóza – mechanismy vzniku
z poruch syntézy a sekrece lipoproteinů z mitochondriální insuficience v důsledku lysosomální dysfunkce zvýšená endocytóza lipidů lipidózy

18 Steatóza – z poruch syntézy a sekrece lipoproteinů
převážně hepatocyty a enterocyty porucha ER u dědičných poruch (abetalipoproteinémie) toxickými látkami při hladovění a nedostatečném využití cukrů perif. buňkami (při diabetu mellitu) → ↑ uvolňování lipidů z tuk. tkáně → ↑ přísunu MK (kombinuje se nedostatečná tvorba lipoproteinů + nedostatečně rychlá přeměna v mitochondriích) Porucha ER a tím i syntézy apoproteinů – u dědičných chorob, nebo působením toxických látek CCL4 abetalipoproteinémie vzácná AR porucha absorpce lipidů a v tucích rozpustných vitamínů z potravy- vede ke steatóze enterocytů a k malabsorpčnímu syndromu při hladovění a nedostatečném využití cukrů perif. buňkami (při diabetu mellitu) → zvýšené uvolňování lipidů z tuk. tkáně → ↑ přísunu MK (kombinuje se nedostatečná tvorba lipoproteinů + nedostatečně rychlá přeměna v mitochondriích)

19 Steatóza – mechanismy vzniku
z poruch syntézy a sekrece lipoproteinů z mitochondriální insuficience v důsledku lysosomální dysfunkce zvýšená endocytóza lipidů lipidózy

20 Steatóza – z mitochondriální insuficience
poruchy beta oxidace (BOX; v anglosaské lit. FAO - fatty acid oxidation) energeticky náročné bb – myokard a kosterní svaly, ledviny a hepatocyty tuk. kapénky vázané na mitochondrie x vstup do mitochondrií nebo β-oxidace hypoxie (či ischémie) toxické vlivy (alkohol) přetížení kapacity mitochondrií (při hladovění či infekci) genetické defekty Poruchy beta oxidace (BOX; v anglosaské lit. FAO - fatty acid oxidation) Porucha se projevuje zvláště intensivně v buňkách s vysokou energetickou spotřebou, pro které jsou vodíkem bohaté řetězce mastných kyselin energeticky nejvhodnějším substrátem. Jde zejména o srdeční a kosterní sval, ledviny a hepatocyty. Akumulované, neutilisované MK s normální délkou řetězce (C16-C18) jsou v cytoplasmě okamžitě reesterifikovány na TAG a ve formě kapének deponovány v cytosolu buňky. Paralelně mohou být kondensovány s karnitinem a vylučovány jako acylkarnitiny. Kapénky TAG mají tendenci být vázány k mitochondriím, což je zvláště dobře patrné v buňkách s topicky segregovanými mitochondriemi (např. basální žíhání v buňkách proximálně stočených kanálků).

21 Steatóza – z mitochondriální insuficience
Hypoxická steatóza myokardu – žlutavé žíhání komorové svaloviny – tygrované nebo drozdí srdce

22 Steatóza – mechanismy vzniku
z poruch syntézy a sekrece lipoproteinů z mitochondriální insuficience v důsledku lysosomální dysfunkce zvýšená endocytóza lipidů lipidózy

23 Steatóza - v důsledku lysozomální dysfunkce
zvýšená endocytóza lipidů histiocyty z lipoproteinů a struktur bohatých na lipidy (ery, myelin, trombocyty) lipidózy vrozené defekty enzymů lipidního metabolismu

24 Lysosomální dysfunkce - ↑ endocytóza lipidů
kapénky lipidů – extralysosomálně - intralyzomálně pěnité histiocyty = zrnéčkové buňky encefalomalacie, sliznice žlučníku (cholesterolóza), dermis (xantomy), chr. abscesy (pozánětlivý pseudoxantom), aterosklerotické pláty, sliznice žaludku prasknutí → extracelulárně krystalizace

25 Steatóza - v důsledku lysosomální dysfunkce - lipidózy
Lipidózy = steatózy z vrozených defektů enzymů lipidního metabolismu Degradace lipidů v lysosomech za normálních okolností: lipidy v lysosomech hydrolyzovány kyselými hydrolázami → difúze produktů přes lysosomální membránu → reutilizace buňkou výjimka je CH → postlysosomálně reesterifikován → kapky CH mohou být v cytosolu deponovány Degradace lipidů v lysosomech a její poruchy Za normálních okolností jsou lipidy v lysosomech hydrolyzovány na sfingosin, glycerol, mastné kyseliny, hexosy, sulfát a cholesterol sadou lysosomálních kyselých hydroláz (lipáz, fosfolipáz, glykosidáz, sulfatáz). Produkty difundují přes lysosomální membránu a jsou buňkou reutilisovány. Dokonalá funkce lysosomálního aparátu je prevencí lysosomální steatosy (obecně akumulace lipidů v lysosomech). Jedinou výjimkou je cholesterol, který je postlysosomálně reesterifikován a jeho kapky mohou být i po různě dlouhou dobu v cytosolu deponovány (viz. dále).

26 Steatóza - v důsledku lysosomální dysfunkce - lipidózy
většinou jsou postiženy enzymy lysosomální → střádání v lysosomálním aparátu → mikrovakuolární (voštinovitý) vzhled buňky → regresivní změny (včetně depozice lipopigmentu) Lokalizace v lysosomech může nastat i sekundární resorpcí (endocytózou). dělení enzymový deficit topika (neuronální, viscerální, neuroviscerální) dědičnost

27 Lipidózy deficit ceramidasy (m. Farber)
deficit kyselé sfingomyelinasy (m. Niemann-Pick) deficit β-glukocerebrosidasy (m. Gaucher) deficit ceramid-β-galaktosidasy (Krabbeho leukodystrofie) deficit arylsulfatasy A (sulfatidosa, metachromatická leukodystrofie) deficit α-galaktosidasy (m. Fabry) deficit GM1-β-galaktosidasy (GM1 gangliosidosa)  deficit β-hexosaminidasy (střádání GM2 gangliosidu; m. Tay-Sachs, m. Sandhoff) deficit kyselé lipasy (estery CH a TG; m. Wolman) Lysosomální onemocnění jsou vzácné, dědičně podmíněné nemoci způsobené nedostatečnou aktivitou některého z lysosomálních enzymů, event. transportních proteinů. První příznaky se mohou objevit kdykoli od novorozeneckého období až do pozdní dospělosti, časné formy mívají těžký průběh s rychlou progresí a infaustní prognózou. Postižení je multisystémové s trvalou progresí obtíží a postižením metabolicky aktivních orgánů či tkání – kostní dřeň, játra, kosti, kosterní svaly, myokard, CNS. Diagnózu definitivně potvrdíme průkazem snížené aktivity daného enzymu a mutační analýzou. Některé ze střádavých nemocí můžeme účinně léčit podáním rekombinantních enzymů intravenózně či omezením množství střádaného substrátu. U malého počtu lysosomálních onemocnění je úspěšná transplantace kostní dřeně. Je nutná mezioborová spolupráce včetně zajištění genetického poradenství a prenatální diagnostiky v rodinách pacientů. První část sdělení je věnována obecné charakteristice lysosomálních onemocnění a problematice nejčastějších onemocnění, které je možné v současné době v České republice léčit (Gaucherova nemoc, Pompeho nemoc, Fabryho nemoc, Niemann-Pickova nemoc, nemoc ze střádání esteru cholesterolu). Postižení sítnice (jedná se vlastně o jedinou část CNS dostupnou zevnímu vyšetření) se projevuje abnormálním žlutavým zabarvením, které je způsobeno akumulovaným střádaným lipidem v neuronálních perikaryích. Od něj se odráží tmavší, červená barva foveoly, kde perikarya chybí. Tento abnormální obraz je podstatou tzv. třešňové skvrny na očním pozadí popsané již na konci 19. století u prvých případů Tay-Sachsovy nemoci. K tomuto projevu dochází typicky u gangliosidos (GM2, GM1), vzácně u jiných lipidos, obecně však u stavů s vyznačeným střádáním lipidu v neuronech. Je-li menší intensita střádání, žlutá barva se koncentruje do perifoveolární oblasti, kde je koncentrace neuronů nejvyšší.

28 Fabryho nemoc GR dědičnost, v ČR výskyt cca 1: narozených mužů (♀ přenašečky) chybí aktivita alfa-galaktosidasy → hromadí se neutrální glykosfingolipidy a štěpné produkty alfa-galaktosylu endotelie, hladké sval. bb, myokard + chlopně, hepatocyty, glomeruly a tubuly ledvin, ggl. zadních rohů míšních, autonomní nervový systém V dětství typickým projevem - krutá bolest akrálních částí těla (plosky, dlaně) špatné snášení tepla, ↓ pocení. angiokeratomy na kůži, postižení rohovky postižení GIT – bolesti břicha, průjmy bolesti hlavy, tinnitus, vertigo, deprese, únava V adolescenci či počínající dospělosti postižení ledvin a myokardu Progresivní - terminální komplikací renální insuficience, infarkt myokardu, iktus multiorgánové selhání Enzymoterapie - cena/rok/10 kg - cena/rok/60 kg Fabrazyme ,2 mil. Kč ,4 mil. Kč Replagal ,2 mil. Kč ,6 mil. Kč

29 Gaucherova choroba AR dědičnost, v ČR je výskyt 1:80 000
deficit cerebrosidásy → hromadění cerebrosidu v bb RES, cytoplasma střádajících bb - vzhledu pomačkaného cigaretového papíru typ 1 (typ adultní, viscerální) - nejčastější = non-neuronopatická forma v průběhu dětského věku výrazná splenomegalie a mírnější hepatomegalie s progredující trombocytopenií a anémií postižení kostí → bolesti v oblasti dolních končetin a zad u neléčených - porucha růstu a opožděný nástup puberty typ 2 - neuronopatická forma - nejméně častá v prvních měsících života neprospívání, hepatosplenomegalie, progredující spastická kvadruplegií s opistotonem a zástavou psychomotorického vývoje typ 3 - intermediální forma začíná jako typ 1, ale v průběhu se přidružují i neurologické a oční komplikace (porucha okohybných svalů) terapie – podání E – může zvrátit průběh nemoci, ale ! neurologické příznaky nelze touto léčbou ovlivnit, protože E nepřestupuje přes hematoencefalickou bariéru

30 Niemann-Pickova nemoc
AR dědičnost, výskyt v ČR je 1: sfingomyelinosa - porucha nitrobuněčného transportu CH střádání fosfolipidů v RES, hepatocytech, nadledvinách, ledvinách, ↑ LU kachexie příznaky začínají u 1/2 pacientů v novorozeneckém a kojeneckém věku → cholestatická hepatopatie a hepatosplenomegalií → ustoupí během několika měsíců dalších příznaky, většinou mezi 3.–13. rokem života → změny chování, porucha pohledu vzhůru, nápadná nemotornost, progreduje dysartrie, extrapyramidová symptomatologie (dystonie) a demence - charakteristická gelastická kataplexie – náhlá ztráta svalového tonu vyvolaná emocí (! nemusí být u všech pac.) v dospělosti -psychiatrické postižení – schizofrenie, bipolární poruchy, deprese. v punktátu kostní dřeně - „sea-blue“ histiocyty dg. potvrdí s konečnou platností až molekulární analýza. NPC je lysosomální onemocnění, které je způsobeno poruchou nitrobuněčného transportu cholesterolu. Neesterifikovaný cholesterol se hromadí v lysosomech. Dědičnost je autosomálně recesivní. Výskyt v ČR je 1 : (1), dosud u nás bylo diagnostikováno 60 pacientů. Druhá forma onemocnění, NPC2, je velmi vzácná. Klinické příznaky začínají u 50 % pacientů v novorozeneckém a kojeneckém věku cholestatickou hepatopatií a hepatosplenomegalií, která ve většině případů ustoupí během několika měsíců. Možný je i nález izolované splenomegalie, který může o několik let předcházet rozvoji dalších příznaků, projevujících se většinou mezi 3.–13. rokem života. Objevuje se změna chování, porucha pohledu vzhůru (vertikální zevní oftalmoplegie) a nápadná nemotornost, progreduje ataxe, dysartrie, extrapyramidová symptomatologie (dystonie) a demence. Charakteristickým příznakem je gelastická kataplexie – náhlá ztráta svalového tonu vyvolaná emocí, nemusí být však přítomna u všech pacientů s diagnózou NPC. V dospělosti může být jediným symptomem psychiatrické postižení – schizofrenie, bipolární poruchy, deprese. Někdy je patrná mírně zvýšená aktivita chitotriosidázy v plazmě. V punktátu kostní dřeně nacházíme charakteristické „sea-blue“ histiocyty (obrázek 2a, b). Diagnózu potvrdí s konečnou platností až molekulární analýza.

31 Wolmanova nemoc AR dědičnost, v ČR je výskyt 1:350 000
deficit kyselé lysosomální lipidásy → hromadění CH a TG v buňkách RES, sliznice tenkého střeva, játrech, ggl. bb CNS manifestace v prvním roce života neprospíváním, hepatosplenomegalií, enteropatií s průjmy a steatoreou a rychle progredujícím selháním jater fatální průběh kalficikace v nadledvinách CESD (nemoc ze střádání esterů CH) - mírnější forma onemocnění projevuje se až v předškolním a školním věku hepatosplenomegalií, hepatopatií a hypercholesterolemií, v dospělosti se rozvíjí jaterní fibróza až cirhóza a předčasná ateroskleróza. Obě onemocnění, Wolmanova nemoc i nemoc ze střádání esterů cholesterolu (CESD), jsou způsobené poruchou lysosomální kyselé lipázy, která štěpí LDL derivovaný ester cholesterolu na neesterifikovaný cholesterol. Přitom neesterifikovaný cholesterol má významnou roli v řízení endogenní syntézy cholesterolu. V ČR je výskyt 1 : (1), dědičnost je ausomálně recesivní. V ČR bylo diagnostikováno 20 pacientů. Wolmanova nemoc je závažné onemocnění, které začíná v prvním roce života neprospíváním, hepatosplenomegalií, enteropatií s průjmy a steatoreou a rychle progredujícím selháním jater. Postižené děti mívají kalficikace v nadledvinách. CESD, mírnější forma onemocnění, se projevuje až v předškolním a školním věku hepatosplenomegalií, hepatopatií a hypercholesterolemií, která v průběhu dospívání stoupá nad 8–10 mmol/l. V dospělosti se rozvíjí jaterní fibróza až cirhóza a předčasná ateroskleróza.

32 Krabbeho nemoc AR onemocnění, leukodystrofie deficit glykosidasy
extenzivní demyelinizace centrálního i periferního nervového systému klinicky začíná nejčastěji v 6 měsících, přežití jen vzácně přesahuje 1 rok. Pozdní forma začíná mezi 18 měsíci až 4 lety. paretické projevy se spasticitou (při spoluúčasti periferní složky je měnlivá příměs i chabé parézy) a mozečkovou symptomatologií, vzácně i dyskinetickými projevy. V průběhu onemocnění se přidružuje kognitivní deficit, poruchy chování, epilepsie a často i senzorické poruchy zraku a sluchu.

33 Extracelulární steatóza
ukládání lipidů v intersticiu tkáně s ↓ metabolickým obratem a ↓ odtokem lymfy + hypercholesterolémie → pravděpodobně k precipitaci cholesterolu v této tkáni (ateroskleróza) hypercholesterolémie a hyalinní či jinak poškozené vazivo v daném místě. Takto patologicky změněné vazivo má snížený odtok lymfy, což pravděpodobně vede k precipitaci cholesterolu v této tkáni. Zcela typickým příkladem je ateroskleróza.

34 Steatóza - hyperlipémie
heterogenní skupinu metabolických onemocnění ↑ hladina lipidů a lipoproteinů v plazmě Příčiny a) zvýšená syntéza lipoproteinů b) poruchy intravaskulárního zpracování (např. deficity enzymů) c) defektní vychytávání lipoproteinů buněčnými rec d) snížené odbourávání lipoproteinů primární - geneticky založená sekundární - doprovází jiná onemocnění genetická dispozice polygenní - podobně jako u dalších „civilizačních chorob“ (tzv. “střádavý” genotyp) monogenní - většina primárních HLP za variantu extracelulární steatózy lze považovat hyperlipémii

35 Hyperlipémie Familiární hypercholesterolémie - nejčast. primární HLP
Zaviněna mutací genu pro LDL receptor (transport a metabolismus CH) → zvýšení plazmatického CH Liší se: podle typu mutací hetero- či homozygotnosti – cca 2x ↑normálních hladin CH u heterozygotů a 4-5x u homozygotů Následkem je předčasná ateroskleróza koronárních, mozkových i perif. arterií. u heterozygotů KVS onemocnění ve 4. dekádě u homozygotů v dětství a + ve 2. dekádě Projevy - mnohočetné xantomy, příp. šlachová xantelazmata a arcus corneae (> 700 různých mutací) šedobělavý proužek na okraji rohovky

36 Základy buněčné a orgánové patologie mitochondiálních a peroxismálních poruch

37 Mitochondrie přeměna energie potřebná k buněčnému metabolismu (dýchací řetězec a oxidační fosforylace, β-oxidace, Krebsův cyklus, přeměna pyruvátu na acetyl-CoA) biogeneze mitochondrií - závislá na dvou genetických systémech nDNA a mtDNA. nDNA-jaderná mtDNA kruhová Biogeneze mitochondrií je tak jako jediná výjimka v živočišné buňce závislá na dvou genetických systémech a syntéza komplexů respiračního řetězce a ATP-syntázy je řízena funkčním propojením genů nDNA a mtDNA. Mitochondriální poruchy OXPHOS u člověka mohou být způsobeny generalizovanou nebo tkáňově specifickou poruchou exprese nDNA s autosomálně dominantním nebo autosomálně recesívním typem dědičnosti, bodovými mutacemi nebo mikrodelecemi mtDNA s maternálním typem dědičnosti, rozsáhlými delecemi a duplikacemi mtDNA se sporadickým výskytem nebo mohou být vyvolány toxickými vlivy zevního prostředí.

38 Mitochondriální poruchy
poruchou exprese nDNA s AD nebo AR typem dědičnosti bodovými mutacemi nebo mikrodelecemi mtDNA s maternálním typem dědičnosti, rozsáhlými delecemi a duplikacemi mtDNA mtDNA – 10x častější mutace než nDNA (není chráněna histony, ↓počet opravných mechanismů, ↑ počet replikací, oxidační fosforylace→ uvolnění 02 radikálů) Mutace se nemusí fenotypově projevit ! nDNA-jaderná mtDNA kruhová Biogeneze mitochondrií je tak jako jediná výjimka v živočišné buňce závislá na dvou genetických systémech a syntéza komplexů respiračního řetězce a ATP-syntázy je řízena funkčním propojením genů nDNA a mtDNA. Mitochondriální poruchy OXPHOS u člověka mohou být způsobeny generalizovanou nebo tkáňově specifickou poruchou exprese nDNA s autosomálně dominantním nebo autosomálně recesívním typem dědičnosti, bodovými mutacemi nebo mikrodelecemi mtDNA s maternálním typem dědičnosti, rozsáhlými delecemi a duplikacemi mtDNA se sporadickým výskytem nebo mohou být vyvolány toxickými vlivy zevního prostředí.

39 Mitochondriální poruchy
klinicky, biochemicky i geneticky heterogenní skupina onemocnění progredující charakter nepříznivá prognóza výskyt - cca 1: 3400 mitochondriální enzymopatie mohou být zařazeny do několika skupin např.: defekty transportních proteinů (porucha transportu MK karnitinovým systémem) defekty systému oxidativní fosforylace

40 Mitochondriální poruchy
začátek projevů – kdykoli projevy závisí na počtu postižených mitochondrií, rozložení uvnitř buněk i organismu a věku vrozené – projevy spíše ve starším věku (s vyšším věkem rostou energetické nároky – nedostatek energie → odumírání tkáně + ztráta funkčnosti) srdeční, svalová a nervová tkáň – nejcitlivější – malý replikační potenciál + energeticky náročné Mutace všech molekul mtDNA vede k homoplazmickým defektům, současný výskyt smíšené populace „normálních a mutovaných“ molekul mtDNA se označuje jako heteroplazmie. Poměr mezi mutovanými a nemutovanými kopiemi mtDNA určuje mitochondriální genotyp a pohybuje se v rozmezí 0–100 %. Náhodné přerozdělení „normální a mutované“ mtDNA během buněčného dělení vede k situaci, kdy se různý stupeň heteroplazmie vyskytuje v jednotlivých mitochondriích (intramitochondriální heteroplazmie), v jednotlivých buňkách (intracelulární heteroplazmie) nebo postihuje celou tkáň (intercelulární heteroplazmie). Rozdílné zastoupení mutovaných a nemutovaných molekul mtDNA v jednotlivých tkáních nemocného je ovlivněno i rozdílnou rychlostí buněčného dělení. Svalová, srdeční a nervová tkáň mají malý replikační potenciál, který vede k tomu, že postižené tkáně si uchovávají vysoký stupeň heteroplazmie. Naopak v buňkách periferní krve je obvykle stupeň heteroplazmie nižší, protože dělení hematopoetických kmenových buněk je rychlejší. Proto někdy nelze, ani u těžce nemocného dítěte, přítomnost mutace mtDNA v krvi prokázat.

41 Mitochondriální poruchy - příznaky
obrna okohybných svalů iktus křeče poškození zrakového nervu poškození svalů únava demence periferní neuropatie kalcifikace bazálních ggl. arytmie kardiomyopatie diabetes mellitus poškození glomerulů poškození sluchu

42 Mitochondriální poruchy Syndrom Kearnsův-Sayreho
multisystémové onemocnění, špatná prognóza první projevy onemocnění - dětství nebo dospívání nejčastější klinické příznaky- progredující svalová slabost, oboustranná ptóza víček s Chronickou Progresívní Externí Oftalmoplegií (CPEO), retinitis pigmentosa, kardiomyopatie, převodní porucha srdečního rytmu, ataxie, porucha růstu, porucha sluchu, diabetes mellitus, demence. Syndrom Kearnsův-Sayreho je multisystémové onemocnění, které je způsobeno heteroplazmickými delecemi a duplikacemi mtDNA o velikosti 2–8 kb nebo jinými změnami uspořádání mitochondriálního genomu. První projevy onemocnění se objevují již v dětství nebo během dospívání. Mezi nejčastější klinické a laboratorní příznaky, které se mohou různě kombinovat, patří progredující svalová slabost, oboustranná ptóza víček s Chronickou Progresívní Externí Oftalmoplegií (CPEO), při které postižený jedinec musí při pohledu nad horizont zaklonit hlavu, retinitis pigmentosa, kardiomyopatie, převodní porucha srdečního rytmu, ataxie, porucha růstu, porucha sluchu, porucha tubulárních funkcí, renální selhání, diabetes mellitus, hypotyreóza, hypoparatyreóza, hypopituitarismus, hypogonadismus, Addisonova nemoc a zvýšená koncentrace bílkovin v mozkomíšním moku.

43 projevy - nejčastěji ve 2. – 3. deceniu
Mitochondriální poruchy Syndrom LHON (Leberova Hereditární Optická Neuropatie) projevy - nejčastěji ve 2. – 3. deceniu akutní nebo subakutní ztráta zraku s centrálním skotomem a poruchou vnímání červené a zelené barvy vzácněji - později nebo pomalejší progrese průběh - převážně nebolestivý, postižení obou očí současně nebo v krátkém intervalu a může vést až k úplné slepotě muži > ženy rizikovým faktorem je i kouření prognóza onemocnění nepříznivá obnovení zrakových funkcí - u 4–37% pacientů Klinicky se onemocnění projevuje nejčastěji ve druhém až třetím deceniu akutní nebo subakutní ztrátou zraku s centrálním skotomem a poruchou vnímání červené a zelené barvy. Vzácněji začíná až později nebo má pomalejší progresi. Na očním pozadí lze obvykle pozorovat peripapilární teleangiektázie, mikroangiopatii, pseudoedém disku a nápadně vinuté cévy bez prosakování fluoresceinu při fluorescenční angiografii. Průběh onemocnění je převážně nebolestivý, méně než 20 % postižených jedinců si stěžuje na bolest očí nebo bolest při pohybu bulbů. LHON postihuje obě oči současně nebo v poměrně krátkém intervalu několika týdnů po sobě a může vést až k úplné slepotě. Muži jsou postiženi mnohem častěji než ženy. Efektivní léčba není dosud známa, rizikovým faktorem je i kouření. Prognóza onemocnění není příznivá, obnovení zrakových funkcí nastává pouze u 4–37 % pacientů s akutním onemocněním. U malého počtu nemocných s LHON se vyskytují i mimooční projevy s neurologickým postižením nebo s poruchami srdečního rytmu.

44 Mitochondriální poruchy Syndrom MELAS
Mitochondriální myopatie, Encefalopatie, Laktátová Acidóza a iktu (Stroke) podobné příhody příznaky - ve školním věku malý vzrůst, zvracení, laktátová acidóza, poškození mozku, záchvaty bolestí hlavy, křeče, poruchy vědomí a svalová slabost diabetes mellitus (nedostatek energie Langerhansových ostrůvků → zástava tvorby inzulínu nespecifické myopatické změny Klinické příznaky začínají většinou ve školním věku záchvaty bolestí hlavy, křečemi, poruchami vědomí, poruchami duševního vývoje a svalovou slabostí. Spektrum orgánového postižení se však může lišit. Bylo popsáno i několik klinických variant onemocnění, při kterém převažují příznaky, jako jsou hluchota, diabetes mellitus II. typu, hypertrofická kardiomyopatie nebo postižení funkce ledvin. Ve svalové tkáni pacientů s MELAS syndromem lze nalézt nespecifické myopatické změny, atrofii svalových vláken i kompenzační hypertrofii danou aktivací rezervních buněk (široká nebo rozštěpená vlákna, nahromadění jader subsarkolemálně nebo uvnitř sarkomery). Mohou být přítomny „ragged red fibres“ s částečnou poruchu aktivity cytochrom c oxidázy, které vznikají subsarkolemálním zmnožením mitochondrií a které narušují rozeklaným (ragged) tvarem hladký obraz svalových vláken (fibres). V barvení trichrómem se depozita mitochondrií barví červeně (red) a kontrastují tak se zeleně se barvící homogenní cytoplazmou.

45 Peroxisomy malé membránové organely
neobsahují vlastní DNA, řízeny jadernou DNA množí se dělením preexistujích peroxisomů (stejně jako mitochondrie) v buňkách jater, ledvin, kůře nadledvin, v oligodendroglii hl. fce: oxidace MK s velmi dlouhým řetězcem, biosyntesa žlučových kyselin, oxidace prostaglandinů Peroxisom je malá membránová organela, využívající kyslík k oxidaci některých organických molekul za vzniku peroxidu vodíku, obsahuje však i enzymy, které peroxid odbourávají. Tyto organely jsou abundantní v tkáních, kde je aktivní lipidový metabolismus (játra, hnědý tuk). Jsou, co se týče struktury, podobné lyzosomům i mitochondriím. Zatímco mitochondrie mají dvojitou membránu (viz mitochondrie), peroxisomy mají jednoduchou trilaminární membránu, která je relativně dobře propustná pro hydrofilní molekuly. Enzymové substráty, menší než 800 daltonů, procházejí membránou přes nespecifické póry - zde jsou asociovány dva proteiny o molekulové hmotnosti 22 a 28 kDa. Zatímco pro lyzosomy je charakteristická kyselá fosfatasa, pro peroxisomy je charakteristickým enzymem katalasa. Velikost a množství peroxisomů

46 Patologie peroxismálních poruch
Zellwegerův syndrom Infantilní Refsumova choroba Adrenoleukodystrofie Rhizomelická chondrodysplasia punctata … Zellwegerův syndrom – nejtěžší AR dědičnou formu perox. onem. U dětí je charakteristická kraniofaciální dysmorfie s vysokým čelem, hypertelorismem, vpadlým kořenem nosu a epikantem, časté jsou oční odchylky (katarakta, glaukom, dysplazie optického nervu). Neurologické syndromy představují těžká svalová hypotonie, neonatální záchvaty křečí a zástava psychomotorického vývoje. Vždy se vyskytuje charakteristická porucha migrace neuronů v mozku, časté je také cholestatické postižení jater s časným rozvojem cirhózy. U většiny pacientů se vyskytují drobné cysty v ledvinách. Účinná terapie zatím neexistuje. Pacienti umírají v kojeneckém věku. Neonatální adrenoleukodystrofie – charakteristický je protrahovaný průběh. Dysmorfie je méně vyjádřená, velmi častým příznakem jsou neonatální záchvaty křečí, dochází k těžké psychomotorické retardaci, často nacházíme hepatomegalii s poruchou jaterních funkcí, charakteristické jsou pigmentová retinitida a hluchota, symptomy nadledvinové insuficience jsou únava, zvracení a pigmentace kožních řas. Přežití do druhé dekády života je možné. Účinná terapie neexistuje. Pacienti umírají nejčastěji před 6. rokem života. Infantilní Refsumova choroba – má asi nejlehčí průběh. K manifestaci dochází později, známky faciální dysmorfie jsou mírné nebo chybí. Dosažené motorické schopnosti 1.–3. roku pomalu regredují. Neurologická symptomatika mírnějšího projevu. Pravidelně nacházíme hepatomegalii a atrofii nadledvin, pigmentovou retinitidu a hluchotu. Pacienti přežívají v průměru o něco déle než u Zellw. S. a NALD (8.rok života). Terapie zatím neexistuje. Rhizomelická chondrodysplasia punctata – charakteristickými příznaky jsou zkrácení proximálních částí končetin, kraniofaciální dystrofie, katarakta, psychomotorická retardace, změny obratlových těl a kalcifikace epifýz. Úspěšná terapie neexistuje. Další: Hyperpipekolová acidurie, Leberova amauróza.

47 Zellwegerův syndrom Kraniofaciální dysmorfie: vysoké čelo, široce otevřená VF, epicantus, deformity ušních boltců, gotické patro Neurologické projevy: psychomotorická retardace, hypotonie, hyporeflexie, křeče, poruchy sluchu Abnormity oční: katarakta, chorioretinopatie, dysplázie optického nervu Jaterní abnormality: fibróza (cirhóza), hepatomegalie, chybění nebo snížení počtu peroxisomů Ostatní změny: renální cysty

48 X-vázaná adrenoleukodystrofie
cerebrální, spinální a endokrinní (demyelinizace, spastické parézy, periferní neuropatie až vegetativní stav a adrenální insuficience) klinicky - u mužů a mírněji u heterozygotních žen nejčastěji je diagnostikována u chlapců mezi 7. a 14. rokem života a během tří let od první manifestace klinických symptomů většinou dochází k progresi do vegetativního stavu podkladem je deficit ALD proteinu (transporter lokalizovaný v peroxisomální membráně) Adrenomyeloneuropatie = pomalejší varianta

49 Děkuji za pozornost