Митохондриальные дисфункции и антигипоксанты
- Авторы: Новиков В.Е.1, Левченкова О.С.1, Иванцова Е.Н.1, Воробьева В.В.2
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России
- ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Минобороны России
- Выпуск: Том 17, № 4 (2019)
- Страницы: 31-42
- Раздел: Научные обзоры
- URL: https://journals.rcsi.science/RCF/article/view/21208
- DOI: https://doi.org/10.17816/RCF17431-42
- ID: 21208
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель работы — анализ изученности проблемы различных видов митохондриальных дисфункций (МД), а также оценка эффективности применения лекарственных препаратов с преимущественно антигипоксическим действием в их лечении.
Методы. Сбор, систематизация и анализ экспериментальных и клинических данных современных научных исследований по соответствующей проблеме.
Результаты. Митохондриальные дисфункции могут быть обусловлены генетическими нарушениями митохондриального или ядерного генома (первичные МД или митохондриальные болезни), а также структурными, функциональными и биохимическими дефектами митохондрий на фоне других заболеваний (вторичные МД). Характеризуются МД нарушением тканевого дыхания, недостаточностью синтеза аденозинтрифосфата, снижением энергетического обмена. Клинические проявления МД полисистемны и полиморфны. Одним из биохимических признаков МД является лактатацидоз. Существуют определенные трудности с ранней диагностикой первичных МД. У пациентов с клиническим подозрением на митохондриальные болезни предлагается использовать полное секвенирование экзома. В лечении МД применяют энерготропную фармакотерапию, в том числе препараты с антигипоксическим действием. Более рационально использовать комбинацию препаратов, которые будут воздействовать на разные этапы процесса образования энергии. Наиболее часто при МД в комбинации используют такие препараты, как L-карнитин, Коэнзим Q10, Цитохром С, сукцинатсодержащие препараты. Однако использование энерготропных препаратов и средств с антигипоксическим действием не способно полностью излечить больного и купировать все проявления его заболевания.
Заключение. МД являются междисциплинарной проблемой, поэтому врачи любой специальности должны быть компетентны в вопросах диагностики и терапии МД. Применение энерготропных средств в лечении МД требует дальнейшего изучения. Остаются открытыми многие вопросы (выбор суточных доз препаратов, продолжительность курса лечения, рациональные комбинации). При митохондриальных болезнях вариабельность фенотипов и единичность диагностируемых случаев, клинико-генетические различия групп пациентов не позволяют создать однородные выборки для анализа эффективности и безопасности терапии. Представленные в литературе данные являются результатами разной степени надежности. Необходимы международные усилия для унификации исследований, связанных с митохондриальными нарушениями, которые в сочетании с постоянным углублением знаний патогенеза МД позволят разработать более эффективные схемы их лечения.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Василий Егорович Новиков
ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России
Автор, ответственный за переписку.
Email: novikov.farm@yandex.ru
д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой фармакологии
Россия, СмоленскОльга Сергеевна Левченкова
ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России
Email: levchenkova-o@yandex.ru
канд. мед. наук, доцент кафедры фармакологии
Россия, СмоленскЕлена Николаевна Иванцова
ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России
Email: elena.iwanczowa-lena@yandex.ru
студент 5-го курса педиатрического факультета
Россия, СмоленскВиктория Владимировна Воробьева
ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Минобороны России
Email: v.v.vorobeva@mail.ru
д-р мед. наук, старший преподаватель кафедры фармакологии
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Abramenko YV. The efficacy of mexidol for transient ischemic attacks in the vertebrobasilar system in elderly patients with chronic cerebral ischemia. Zh Nevrol Psikhiatr im S.S. Korsakova. 2018;118(9-2):42-48. (In Russ.)] https://doi.org/10.17116/jnevro201811809242.
- Ahmed ST, Craven L, Russell OM, et al. Diagnosis and Treatment of Mitochondrial Myopathies. Neurotherapeutics. 2018;15(4):943-953. https://doi.org/10.1007/s13311-018-00674-4.
- Ahuja AS. Understanding mitochondrial myopathies: a review. PeerJ. 2018;6:e4790. https://doi.org/10.7717/peerj.4790.
- Avula S, Parikh S, Demarest S, et al. Treatment of mitochondrial disorders. Curr Treat Options Neurol. 2014;16(6):292. https://doi.org/10.1007/s11940-014-0292-7.
- Baedilova MT, Sumenko VV, Sukhorukov VS, et al. Efficiency of energy-rich therapy for cellular energy metabolic disturbances in children with mitral valve prolapse. Rossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 2017;62(1):74-80. https://doi.org/10.21508/1027-4065-2017-62-1-74-80.
- Baranov AA. Pediatrics: national guidelines. Moscow: GEOTAR-Media; 2009. (In Russ.)
- Barbieri E, Guescini M, Calcabrini C, et al. Creatine Prevents the Structural and Functional Damage to Mitochondria in Myogenic, Oxidatively Stressed C2C12 Cells and Restores Their Differentiation Capacity. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:5152029. https://doi.org/10.1155/2016/5152029.
- Belousova M, Tokareva OG, Gorodetskaya E, et al. Intravenous Treatment With Coenzyme Q10 Improves Neuological Outcome and Reduces Infarct Volume After Transient Focal Brain Ischemia in Rats. J Cardiovasc Pharmacol. 2016;67(2):103-109. https://doi.org/10.1097/fjc.0000000000000320.
- Bielenichev IF, Vіzіr VA, Mamchur VY, Kuriata OV. Place of tiotriazoline in the gallery of modern metabolitotropic medicines. Zaporozhye Medical Journal. 2019;0(1). https://doi.org/10.14739/2310-1210.2019.1.155856.
- Cavar M, Ljubkovic M, Bulat C, et al. Trimetazidine does not alter metabolic substrate oxidation in cardiac mitochondria of target patient population. Br J Pharmacol. 2016;173(9): 1529-1540. https://doi.org/10.1111/bph.13454.
- Chicherin IV, Levitskii SA, Krasheninnikov IA, et al. The prospects of gene therapy for mitochondrial diseases: can’t we do without CRISPR/Cas9? Bulletin of Russian State Medical University. 2017(3):43-47. https://doi.org/10.24075/brsmu.2017-03-05.
- Degtyareva AV, Stepanova EV, Itkis YS, et al. Clinical case of Mitochondrial DNA Depletion. Rossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 2017;62(5):55-62. https://doi.org/10.21508/1027-4065-2017-62-5-55-62.
- Dézsi CA. Trimetazidine in Practice. Am J Ther. 2016;23(3): e871-e879. https://doi.org/10.1097/mjt.0000000000000180.
- Dimmock DP, Lawlor MW. Presentation and Diagnostic Evaluation of Mitochondrial Disease. Pediatr Clin North Am. 2017;64(1):161-171. https://doi.org/10.1016/j.pcl.2016. 08.011.
- Ehrlikh AD, Gratsianskii NA. Evidence Base of Ethylmethylhydroxypyridine Succinate Use in Patients with Stroke and Its Consequences. Rational Pharmacotherapy in Cardiology. 2014;10(4):448-456. https://doi.org/10.20996/1819-6446-2014-10-4-448-456.
- El-Hattab AW, Zarante AM, Almannai M, Scaglia F. Therapies for mitochondrial diseases and current clinical trials. Mol Genet Metab. 2017;122(3):1-9. https://doi.org/10.1016/j.ymgme.2017.09.009.
- Enns GM. Advances in Mitochondrial Medicine. J Inborn Errors Metab Screen. 2018;6:232640981775296. https://doi.org/10.1177/2326409817752961.
- Evtushenko SK. Metabolic (mitochondrial) stroke in children. International neurological journal. 2008;18(2):87-95. (In Russ.)
- Finsterer J, Bindu PS. Therapeutic strategies for mitochondrial disorders. Pediatr Neurol. 2015;52(3):302-313. https://doi.org/10.1016/j.pediatrneurol.2014.06.023.
- Garcia-Corzo L, Luna-Sanchez M, Doerrier C, et al. Ubiquinol-10 ameliorates mitochondrial encephalopathy associated with CoQ deficiency. Biochim Biophys Acta. 2014;1842(7):893-901. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2014.02.008.
- Gimoyan LG, Silvanyan GG. The use of mildronate in the treatment of cognitive impairment in vascular dementia. Russian Medical Journal. 2017;21(5):1518-1524. (In Russ.)
- Hirano M, Emmanuele V, Quinzii CM. Emerging therapies for mitochondrial diseases. Essays Biochem. 2018;62(3): 467-481. https://doi.org/10.1042/EBC20170114.
- Ivkin DYu, Okovity SV. Pathogenic therapy of organ and tissue hypoxia at cellular level. Practitioner. 2017;2(7): 11-16. (In Russ.)
- Joost K, Rodenburg RJ, Piirsoo A, et al. A Diagnostic Algorithm for Mitochondrial Disorders in Estonian Children. Mol Syndromol. 2012;3(3):113-119. https://doi.org/10.1159/000341375.
- Kanabus M, Heales SJ, Rahman S. Development of pharmacological strategies for mitochondrial disorders. Br J Pharmacol. 2014;171(8):1798-1817. https://doi.org/10.1111/bph.12456.
- Kerr DS. Review of clinical trials for mitochondrial disorders: 1997-2012. Neurotherapeutics. 2013;10(2):307-319. https://doi.org/10.1007/s13311-013-0176-7.
- Leontyeva IV, Nikolaeva EA. Mitochondrial cardiomyopathies. Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2016;61(3):22-30. https://doi.org/10.21508/1027-4065-2016-61-3-22-30.
- Levchenkova OS, Novikov VE. Antihypoxants: possible mechanisms of action and their clinical uses. Vestnik of the Smolensk state medical Academy. 2011;10(4):43-57. (In Russ.)
- Levchenkova OS, Novikov VE, Pozhilova YV. Pharmacodynamics of Antihypoxants and Their Clinical Use. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2012;10(3):3-12. https://doi.org/10.17816/rcf1033-12.
- Levchenkova OS, Novikov VE, Pozhilova EV. Mitochondrial pore as a target of pharmacological action. Bulletin of the Smolensk state medical Academy. 2014;13(4):24-33. (In Russ.)
- Lukyanova LD, Kirova YI, Germanova EL. The Role of Succinate in Regulation of Immediate HIF-1alpha Expression in Hypoxia. Bull Exp Biol Med. 2018;164(3):298-303. https://doi.org/10.1007/s10517-018-3976-2.
- Martikainen MH, Chinnery PF. Mitochondrial disease: mimics and chameleons. Pract Neurol. 2015;15(6):424-435. https://doi.org/10.1136/practneurol-2015-001191.
- McCormick EM, Zolkipli-Cunningham Z, Falk MJ. Mitochondrial disease genetics update: recent insights into the molecular diagnosis and expanding phenotype of primary mitochondrial disease. Curr Opin Pediatr. 2018;30(6):714-724. https://doi.org/10.1097/MOP.0000000000000686.
- Medvedev OS, Kalenikova EI, Gorodetskaya EA, et al. Coenzyme Q10 in cardiology practice-theoretical foundations and results of clinical studies. Russian medical journal. 2009;17(18):1177-1181. (In Russ.)
- Muranova AV, Strokov IA. Mitochondrial Cytopathies: Melas and Midd Syndromes. One Genetic Defect – Different Clinical Appearances. Neurol J. 2017;22(1):19-24. https://doi.org/10.18821/1560-9545-2017-22-1-19-24.
- Murayama K, Shimura M, Liu Z, et al. Recent topics: the diagnosis, molecular genesis, and treatment of mitochondrial diseases. J Hum Genet. 2019;64(2):113-125. https://doi.org/10.1038/s10038-018-0528-6.
- Nikolaeva EA, Semyachkina AN. Modern Possibilities of Hereditary Diseases Treatment in Children. Rossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 2018;63(4):6-14. https://doi.org/10.21508/1027-4065-2018-63-4-6-14.
- Novikov VE. Possibilities of pharmacological neuroprotection in the brain trauma. Psychopharmacology and biological narcology. 2007;7(2):1500-1509. (In Russ).
- Novikov VE, Klimkina EI. Effect of hypoxen on morphofunctional state of the liver in exogenous intoxication. Еxperimental and clinical pharmacology. 2009;72(5):43-45. (In Russ).
- Novikov VE, Levchenkova OS. Promising directions of search for antihypoxants and targets of their action. Еxperimental and clinical pharmacology. 2013;76(5):37-47. (In Russ.)
- Novikov VE, Levchenkova OS, Pozhilova YV. Role of reactive oxygen species in cell physiology and pathology and their pharmacological regulation. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2014;12(4):13-21. https://doi.org/10.17816/rcf12413-21.
- Novikov VE, Levchenkova OS. Mitochondrial targets for pharmacological regulation of cell adaptation to hypoxia. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2014;12(2):28-35. https://doi.org/10.17816/rcf12228-35.
- Novikov VE, Levchenkova OS, Pozhilova EV. Mitochondrial nitric oxide synthase and its role in the mechanisms of cell adaptation to hypoxia. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2016;14(2):38-46. https://doi.org/10.17816/rcf14238-46.
- Odinak MM, Yanishevskii SN, Tsygan NV, et al. Use of Succinates for Correction of Metabolic Impairments in the Ischemic Penumbra Zone in Stroke Patients. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2015;45(5):600-604. https://doi.org/10.1007/s11055-015-0118-4.
- Okovity SV, Sukhanov DS, Zaplutanov VA, Smagina AN. Antihypoxants in current clinical practice. Сlinical medicine. 2012;16(9):63-68. (In Russ.)
- Osmanov IM, Sukhorukov VS, Kalambet EI. Coenzyme Q10 in pediatrics. Current pediatrics. 2011;10(2):146-149. (In Russ.)
- Popov SV, Sivak KV, Guseinov RG, et al. Renoprotective activity of fumarate-containing infusion solution during ischemia – reperfusion of the kidney (experimental study). Experimental and clinical urology. 2014;7(3):14-18. (In Russ.)
- Pozhilova EV, Novikov VE, Novikova AV. Pharmacodynamics and clinical applications of preparations based on hydroxypyridine. Bulletin of the Smolensk state medical academy. 2013;12(3):56-66. (In Russ.)
- Pozhilova YV, Novikov VE, Levchenkova OS. The regulatory role of mitochondrial pora and the possibility of its pharmacological modulation. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2014;12(3):13-19. https://doi.org/10.17816/rcf12313-19.
- Pozhilova EV, Novikov VE, Levchenkova OS. Reactive oxygen species in cell physiology and pathology. Bulletin of the Smolensk state medical academy. 2015;14(2):13-22. (In Russ).
- Pogilova EV, Novikov VE, Levchenkova OS. The mitochondrial ATP-dependent potassium channel and its pharmacological modulators. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2016;14(1):29-36. https://doi.org/10.17816/rcf14129-36. (In Russ).
- Pupure J, Isajevs S, Skapare E, et al. Neuroprotective properties of mildronate, a mitochondria-targeted small molecule. Neurosci Lett. 2010;470(2):100-105. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2009.12.055.
- Puusepp S, Reinson K, Pajusalu S, et al. Effectiveness of whole exome sequencing in unsolved patients with a clinical suspicion of a mitochondrial disorder in Estonia. Mol Genet Metab Rep. 2018;15:80-89. https://doi.org/10.1016/j.ymgmr.2018.03.004.
- Rachin AP, Averchenkova AA. Idebenone (noben) – from theory to practice. Zh Nevrol Psikhiatr Im S.S. Korsakov. 2011;111(5):81-84. (In Russ.)
- Radelfahr F, Klopstock T. [Diagnostic and Therapeutic Approaches for Mitochondrial Diseases]. Fortschr Neurol Psychiatr. 2018;86(9):584-591. https://doi.org/10. 1055/a-0621-9255.
- Rai PK, Russell OM, Lightowlers RN, Turnbull DM. Potential compounds for the treatment of mitochondrial disease. Br Med Bull. 2015;116:5-18. https://doi.org/10.1093/bmb/ldv046.
- Romashchenko OV. Influence of trimetazidine on mitochondrial activity of patients with the stable angina pectoris. Scientific bulletins of Belgorod State University. Series: Medicine. Pharmacia. 2014;25(4):111-115. (In Russ.)
- Russo E, Nguyen H, Lippert T, et al. Mitochondrial targeting as a novel therapy for stroke. Brain Circ. 2018;4(3):84-94. https://doi.org/10.4103/bc.bc_14_18.
- Samoilenko IG, Khapchenkova DS, Tkachenko EV, Sokolova YuV. Clinical case of Leigh syndrome in an infant. International neurological journal. 2017;4(2):80-84. (In Russ.)
- Scarpelli M, Todeschini A, Volonghi I, et al. Mitochondrial diseases: advances and issues. Appl Clin Genet. 2017;10:21-26. https://doi.org/10.2147/TACG.S94267.
- Shabanov PD, Zarubina IV. Hypoxia and antihypoxants, focus on brain injury. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2019;17(1):7-16. https://doi.org/10.17816/rcf1717-16. (In Russ.)
- Smirnov AV, Nesterova OB, Golubev RV. Succinic acid and its application in medicine. Part I. Succinic acid: metabolite and regulator of metabolism of the human body. Nephrology (Saint Petersburg). 2014;18(2):33-41. (In Russ.)
- Statsenko ME, Turkina SV, Tyshchenko IA, et al. Potentials for the drug correction of secondary mitochondrial dysfunction in patients with coronary artery disease and comorbid pathology. Pharmateca. 2017;339(6):75-80. (In Russ.)
- Steggall A, Mordi IR, Lang CC. Targeting Metabolic Modulation and Mitochondrial Dysfunction in the Treatment of Heart Failure. Diseases. 2017;5(2). https://doi.org/10.3390/diseases5020014.
- Sukhorukov VS. To the development of rational bases of energy therapy. Rational Pharmacotherapy. 2007;21(2):40-47. (In Russ.)
- Tarnopolsky MA. Creatine as a therapeutic strategy for myopathies. Amino Acids. 2011;40(5):1397-1407. https://doi.org/10.1007/s00726-011-0876-4.
- Tsaregorodtsev AD, Sukhorukov VS. Mitochondrial medicine: problems and tasks. Ros Vest Perinatol i Pediatr. 2012;57(4-2):4-13. (In Russ.)
- Usenko LV, Tsariov OV. Modern Opportunities of Energy Protection in Critical States. Emergency Medicine. 2016;0(4.75):72. https://doi.org/10.22141/2224-0586.4. 75.2016.75820.
- Valero T. Editorial (Thematic Issue: Mitochondrial Biogenesis: Pharmacological Approaches). Curr Pharm Des. 2014;20(35):5507-5509. https://doi.org/10.2174/138161282035140911142118.
- Varga NA, Pentelenyi K, Balicza P, et al. Mitochondrial dysfunction and autism: comprehensive genetic analyses of children with autism and mtDNA deletion. Behav Brain Funct. 2018;14(1):4. https://doi.org/10.1186/s12993-018-0135-x.
- Vasyuk YuA, Kulikov KG, Kudryakov ON, et al. Secondary mitochondrial dysfunction in acute coronary syndrome. Russian medical journal. 2007;8(5):49-51. (In Russ.)
- Vorobieva VV, Shabanov PD, Proshin SN. Correction of mitochondrial dysfunction of rabbit cardiomyocytes using substrate antihypoxants. Pediatrician. 2015;6(3):74-80. (In Russ.)
- Voronina TA. Mexidol: the spectrum of pharmacological effects. Zh Nevrol Psikhiatr im S.S. Korsakovav. 2012;12(5):86-90. (In Russ.)
- Voronkova AS, Litvinova NA, Nikolaeva EA, Sukhorukov VS. Rare variants of mitochondrial DNA in a child with encephalomyopathy. Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2016;61(5):42-46. https://doi.org/10.21508/1027-4065-2016-61-5-42-46.
- Yamin MA, Chernikova IV, Araslanova LV, Shevkun PA. Mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes syndrome (MELAS): diagnostic criteria, features of epileptic seizures, and treatment approaches by the example of a clinical case. Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics. 2017;9(4):65-69. https://doi.org/10.14412/2074-2711-2017-4-65-69.
- Ylikallio E, Suomalainen A. Mechanisms of mitochondrial diseases. Ann Med. 2012;44(1):41-59. https://doi.org/10. 3109/07853890.2011.598547.
- Zhulev NM, Zuev AA, Saykova LA, Zuev AA. The use of Mexidol in the treatment of patients with hereditary neuromuscular diseases. Bull Exp Biol Med. 2006;70(1):22-27. (In Russ.)
