Актуальність: Дисрегуляція мітохондріального метаболізму пов’язана з виникненням і прогресуванням різних захворювань. Мітохондріальні метаболічні розлади, а також участь мітохондрій в індукції окисного стресу та активації імунних реакцій, значно сприяють патогенезу різних гематологічних розладів, зокрема серповидноклітинної анемії.
Мета: Описати фундаментальні функції мітохондрій у диференціації еритроцитів та їх значний внесок у виникнення та прогресування різних анемічних розладів.
Матеріали та методи: Джерелами для дослідження є літературні матеріали (навчальні підручники, наукові статті). Методи включали огляд літератури, аналіз та опис.
Результати: Мітохондріальне окисне фосфорилювання є необхідним для ранньої диференціації еритроцитів та їх дозрівання. Інгібування цього процесу призводить до дефектів диференціації попередників еритроцитів, порушує біогенез рибосом та індукує апоптоз. Виявлено, що активатор окисного фосфорилювання КoQ10 частково пом’якшує ці дефекти та посилює експресію білка Ran-GAP1. Було показано, що під час раннього розвитку еритроцитів людини регулюється метаболізм глутаміну, тим самим посилюється окисне фосфорилювання через вироблення α-кетоглутарату. Підтримка виробництва еритроцитів на пізніх стадіях навпаки залежить від зниження окисного фосфорилювання, спричиненого α-кетоглутаратом. Зниження активності ізоцитратдегідрогенази 1 сприяє окисленню α- кетоглутарату, що призводить до патологічної диференціації еритроцитів, яку можна пом’якшити за допомогою антиоксидантів, таких як вітамін С. Мутації в ізоцитратдегірогеназі поширені при мієлоїдних захворюваннях, включаючи гостру мієлоїдну лейкемію та мієлодиспластичні синдроми. Псевдоуридилювання в мітохондріях є життєво важливим для виробництва еритроцитів і пов’язане з мітохондріальною міопатією, лактоацидозом та патогенезом сидеробластичної анемії. Індукована плюрипотентна стовбурова клітинна лінія, отримана від таких пацієнтів демонструє порушення функції мітохондрій та синтезу білків. Механічно дефіцит псевдоуридинсинтази 1 призводить до втрати псевдоуридилювання, що, в свою чергу, призводить до зниження експресії мітохондріальної тРНК та аномальної мітохондріальної трансляції. Важливо, що інгібітор mTOR рапаміцин ефективно полегшує фенотип анемії у цих пацієнтів, що свідчить про потенційну терапевтичну можливість для лікування пов’язаних анемій. Окрім гематологічних розладів, симптоми анемії при ряді інших захворювань можуть бути пов’язані з мітохондріальною ДНК. Наприклад, дослідження з використанням мишачих моделей з мутагенезом мтДНК показують, що такі мутації перешкоджають видаленню мітохондрій під час розвитку еритроцитів. Цей результат призводить до накопичення заліза, окисного пошкодження, змін у структурі ліпідів мембран, передчасного захоплення селезінкою та скорочення тривалості життя еритроцитів, що в кінцевому підсумку сприяє розвитку анемії. Дослідження показують, що в патологічних станах, таких як сепсис, пневмонія та гематологічні злоякісні новоутворення, еритроцити можуть взаємодіяти з CpG-мтДНК через Toll-подібний рецептор 9, присутній на їх поверхні. Ця взаємодія може сприяти прискоренню кліренсу еритроцитів та активувати вроджену імунну відповідь, що призводить до анемії та секреції прозапальних цитокінів.
Висновки: Мітохондріальна дисфункція визнана важливим патологічним фактором, що сприяє розвитку анемії у пацієнтів з різними гематологічними захворюваннями. Генетичні мутації та функціональні порушення мітохондрій є критичними факторами, що впливають на диференціацію та метаболізм еритроцитів. Існує необхідність подальших досліджень для з’ясування участі мітохондрій у розладах еритроцитів, що може сприяти розробці нових діагностичних та терапевтичних підходів.
__________________________
Науковий керівник: Токарик Галина Володимирівна, кандидат хімічних наук, доцент кафедри біологічної та медичної хімії імені академіка Г.О. Бабенка
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter