2009, Cilt 25, Sayı 2, Sayfa(lar) 053-056
[ Öz ] [ PDF ] [ Benzer Makaleler ] [ Yazara E-Posta ] [ Editöre E-Posta ]
DOI: 10.5146/tjpath.2009.00974
Bir Kearns-Sayre Sendromu Olgusu (Çocukluk Çağında Gelişen Mitokondriyal Hastalıkların Tanısında Enzim Boyalarının Önemi)
A. Gülden DİNİZ1, Türkay SARITAŞ2, Safiye AKTAŞ4, Vedide TAVLI2, Nedret URAN3, Ragıp ORTAÇ1, Aycan UNALP3, Ali Fuat OKUDUCU5, Berna SAYLAN2, Timur MEŞE2
1S.B. Dr. Behçet Uz Çocuk Hastanesi, Patoloji, Bölümü, İZMİR, TÜRKİYE
2S.B. Dr. Behçet Uz Çocuk Hastanesi, Pediatrik Kardiyoloji, Bölümü, İZMİR, TÜRKİYE
3S.B. Dr. Behçet Uz Çocuk Hastanesi, Pediatrik Nöroloji Bölümü, İZMİR, TÜRKİYE
4Dokuz Eylül Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Temel Onkoloji Anabilim Dalı, İZMİR, TÜRKİYE
5Virchow Nöropatoloji Enstitüsü, BERLİN, ALMANYA
Anahtar Kelimeler: Kearn Sayre sendromu, Mitokondriyal hastalıklar, Enzim boyamalar, “Ragged red” lif, Çocukluk çağı
Öz
Kearns Sayre Sendromu; kronik progresif eksternal oft almopleji ve pigmenter retina dejenerasyonu ile karakterize, 20 yaşından önce bulgu veren mitokondriyal bir hastalıktır. Birçok organı etkiler ve buna bağlı olarak çok geniş bir komplikasyon spektrumuna sahiptir. Kalp iletim defektleri de hastalığın sık görülen ve önlenebilen lethal komplikasyonlarındandır.

Burada 13 yaşında Kearns Sayre sendromu tanısı konulan bir erkek çocuk sunuldu. Gelişme geriliği, ptozis ve güçsüzlük yakınmalarıyla başvuran hastanın klinik bakısında; solunum güçlüğü, eksternal oft almopleji, bilateral ptozis, ılımlı hipotoni, retinitis pigmentoza ve komplet kalp bloğu saptandı. Beyin omurilik sıvısı protein ve laktat düzeyleri yüksekti. Kraniyal magnetik rezonans görüntülemede bilateral simetrik hiper intensiteler vardı. Kas biyopsisinin modifiye Gomori trikrom boyamasında “ragged red” lifler izlenmese de; enzim boyamalarda sitokrom oksidaz negatif liflerin süksinat dehidrogenaz pozitif oldukları görüldü. Elektron mikroskobik incelemede artmış mitokondriyal birikim vardı. Periferal kanda mitokondriyal DNA delesyonu saptanmadı.

Kearns Sayre sendromlu olguların çoğunda mitokondriyal DNA delesyonu saptanır. Ancak bu mutasyonlar organ spesifik olup; periferik kanda gösterilemeyebilir. Kas biyopsisinin elektron mikroskobik incelemesi de her zaman yararlı olmayabilir. Çünkü mitokondriyal depozitler normalde de gözlenir ve bunların oranındaki artış önemlidir. Defektif mitokondriler otonom olarak bölünüp çoğalırlar. Ancak bu birikim zamanla yoğunlaşır. Ve çocuklarda gelişen mitokondriyal miyopatilerde, çizgili kas dokusunda “ragged red” lif görünümünü oluşturacak denli abartılı mitokondriyal depozitler oluşmayabilir. Bu nedenle özellikle erken çocuklukta gelişen mitokondriyal hastalıkların tanısı için yapılan kas biyopsilerinde solunum zincirinin aktivitesini gösteren enzim boyamalar çok önemlidir.

  • Başa Dön
  • Öz
  • Giriş
  • Olgu Sunusu
  • Tartışma
  • Kaynaklar
  • Giriş
    Kearns-Sayre sendromu (KSS), mitokondriyal DNA delesyonuna bağlı oluşan bir mitokondriyal hastalıktır1,2. Delesyonlar sporadik olarak gelişir. Mendel yasalarına göre kalıtım söz konusu değildir. Dağılımında cins ve ırksal farklılık görülmez. Hastalığı ilk tanımlayan Kearn ve Sayre'nin betimlediği özgün triad; eksternal oft almopleji, retinitis pigmentoza ve kalp ileti kusurudur3. Ancak daha sonra bu özellikler modifiye edilmiş ve hastalığın tipik özellikleri içerisine 20 yaşından önce bulguların ortaya çıkması da eklenmiştir1-3. Hastalığın patogenezinde mitokondriyal disfonksiyon ve oksidatif fosforilasyonun yapılamaması sonucu dokuların enerji gereksinimlerinin karşılanamaması rol oynar. Temelde bu yoksunluk tüm dokularda olmasına karşın, enerji gereksinimi yüksek olan santral sinir sistemi, retina, kalp kası ve çizgili kas benzeri dokular daha çok etkilenir. Bu farklı düzeyde etkilenme sonucu klinik bulgular çok değişiktir4. Kalp iletim defektleri, serebellar ataksi, miyopati, değişik endokrin patolojiler, nörosensoriyal tipte işitme kaybı, katarakt ve renal tubuler asidoz da sık görülen bulgulardandır. Özellikle kalp iletim defektleri hastalığın, ani ölüme yol açabilen komplikasyonlarındandır5,6.

    Çalışmamızda, 13 yaşında Kearns-Sayre hastalığı tanısı konulan bir erkek çocuk, klinik ve laboratuvar bulgularıyla sunuldu. Özellikle çocuklarda gözlenen mitokondriyal hastalıklarda tanı koyma bağlamında izlenecek yollar ve açmazlar irdelenmeye çalışıldı.

  • Başa Dön
  • Öz
  • Giriş
  • Olgu Sunusu
  • Tartışma
  • Kaynaklar
  • Olgu Sunusu
    Hastanemiz pediatrik kardiyoloji polikliniğine solunum sıkıntısı, güçsüzlük, gelişme geriliği, dışa bakış kısıtlılığı, göz kapaklarını açamama yakınmalarıyla başvuran 13 yaşındaki erkek çocuğunun fizik bakısında; boy kısalığı, eksternal oft almopleji, iki taraflı ptozis, hafif hipotoni, pigmenter retinopati (Şekil 1), bradikardi ve tam kalp bloğu saptandı. Serebrospinal sıvı protein ve laktat düzeyleri artmıştı. Kranial manyetik rezonans incelemede bazal gangliyonlarda, orta beyinde ve beyin sapında iki taraflı simetrik dansite artımları vardı (Şekil 2). Elektrokardiyografi de ve Holter elektrokardiyografi incelemesinde tam kalp bloğu, bradikardi ve nadir unifokal ventriküler erken vurular gözlendi (Şekil 3). Ekokardiyografik incelemede eser mitral yetersizliği vardı. Periferik kandan yapılan mitokondriyal DNA analizinde mutasyon saptanmadı. Kas biyopsisinde defektif mitokondrilerin abartılı birikimine bağlı oluşan ve modifiye Gomori trikrom boyasıyla gösterilen “ragged red” lif görünümü izlenmese de; enzim boyamalarla oksidatif fosforilasyon yapamayan sitokrom oksidaz negatif liflerde (Şekil 4) süksinat dehidrogenazla boyanan nonfonksiyonel mitokondri varlığı gösterildi (Şekil 5). Aynı defektif mitokondri birikimi elektron mikroskobik olarak da gözleniyordu (Şekil 6). Kalp bloğu tedavisi amacıyla transvenöz yolla kalıcı kalp pili yerleştirilen olgu takibe alındı.


    Büyütmek İçin Tıklayın
    Şekil 1: Göz dibinde pigmenter retina dejenerasyonu.


    Büyütmek İçin Tıklayın
    Şekil 2: Bazal ganglia, orta beyin ve beyin sapında bilateral simetrik hiperintensiteler (manyetik rezonans görüntüleme).


    Büyütmek İçin Tıklayın
    Şekil 3: Elektrokardiyografi (solda) ve Holter moniterizasyonda bradikardi ve kalp bloğu.


    Büyütmek İçin Tıklayın
    Şekil 4: Sitokrom oksidaz enzim boyamada, tip 1 ve tip 2 liflerde değişen yoğunlukta boyanma ve yanı sıra enzim negatif lifler (beyaz ok) (x100).


    Büyütmek İçin Tıklayın
    Şekil 5: Süksinat dehidrogenaz enzim boyamada ortadaki 2 fiberde subsarkolemmal nonfonksiyone mitokondri birikimi sonucu oluşmuş “ragged blue” lif görünümü (x100).


    Büyütmek İçin Tıklayın
    Resim 6: Elektron mikroskobik incelemede subsarkolemmal mitokondri birikimi (x12000).

  • Başa Dön
  • Öz
  • Giriş
  • Olgu Sunusu
  • Tartışma
  • Kaynaklar
  • Tartışma
    KSS, sporadik mitokondriyal DNA delesyonuna bağlı oluşan bir hastalıktır1,2. Mutasyonlar, oogenez veya blastokist evresinden önceki erken embriyogenez sırasında oluşur. Mutant mitokondriler zigotta otonom olarak bölünerek çoğalır ve embriyoda her 3 germ yaprağına dağılarak sistemik bulguları oluşturur. Kas dokusundan yapılan analizlerde olguların %80 kadarında mitokondriyal DNA delesyonları gösterilmiştir. Ancak sunulan olgudaki gibi periferik kandan ekstrakte edilen mitokondriyal DNA'larda mutasyon gösterilemeyebilmektedir. Bu olgulardaki negatif sonuç; mutant DNA dağılımındaki heterojeniteye ve mutasyonun organ spesifik oluşuna bağlanmaktadır. Ayrıca mitokondriyal DNA delesyonu gösterilememiş olgular da vardır1,2,7-9.

    Mitokondriler hücrenin enerji santralleri olup, atasal bir ökaryotik hücreye entegre olan bir prokaryottan köken aldığı düşünülmektedir. Bu düşüncenin en önemli kanıtı da bakterilerinkine benzer halkasal DNA taşımaları ve otonom çoğalma kapasitesine sahip olmalarıdır8. Özellikle mutasyona bağlı defektif mitokondrilerin varlığında, hücrenin enerji ihtiyacını karşılamak üzere mitokondriler sürekli olarak bölünerek çoğalmaktadır. Ancak bu çoğalma yeni defektif mitokondrilerin oluşması dışında yarar sağlamamaktadır. Sonuç olarak da hücrenin enerji gereksiniminin karşılanamamasına bağlı klinik bulgular gelişirken, defektif mitokondriler kümeler halinde birikmektedir. Bu birikim özellikle subsarkolemmal alanda daha yoğun olup elektron mikroskobik incelemede kolaylıkla izlenir. Ancak yine de mitokondriyal hastalıklarda elektron mikroskobik incelemenin yararı sınırlıdır; çünkü yaşlanmaya ve oksidan streslere bağlı da nonfonksiyone defektif mitokondriler birikebilmektedir. İleri yaşta mitokondriyal birikimlerin bulunduğu kas lifi oranının %5 dolayında olabildiği bildirilmektedir. Bu nedenle, bu liflerin oranındaki yükselmenin daha geniş alanlarda incelenmesi gerekir. Öte yandan çocuklarda da subsarkolemmal mitokondriyal birikim erişkinden daha abartılı olabilir ve elektron mikroskobik incelemede bunların nonfonksiyone defektif mitokondri olup olmadığına karar vermek son derece zordur7.

    Mitokondriler tıpkı enerji ihtiyacı fazla olan dokularda yoğunlaştığı gibi, hücrenin enerji gereksinimi fazla alanlarında da yoğunlaşır. Çizgili kasta tip 1 liflerde daha yoğundur ve myofibriller arasında, Z diskinin komşuluğunda, sarkolemma altında nükleus kenarında ve motor son plakta çok sayıda bulunurlar7-9. Biriken defektif mitokondriler belli bir yoğunluğa ulaşınca hematoksilen eozin kesitlerde bile seçilebilen hematoksifilik birikimler oluştururlar. Aynı birikim “frozen” kesitlere uygulanan modifiye Gomori trikrom boyasıyla kırmızı tortular şeklinde görülmekte ve böyle kas lifleri “ragged red” lif olarak adlandırılmaktadır. Ancak histokimyasal olarak görünür kırmızı topakların oluşması çok daha fazla mitokondri birikimini gerektirir ve özellikle erken çocukluk çağındaki mitokondriyal miyopatilerde görülmeyebilir4,7-9.

    Kas biyopsilerine uygulanan enzim boyama panelinde test edilen sitokrom oksidaz enzimi solunum zincirinin 4. aşamasında rol oynar ve mitokondrilerde oksidatif fosforilasyon yapıldığının en somut göstergesidir. Hem nükleer, hem de mitokondriyal DNA tarafından kodlanır. Süksinat dehidrogenaz (SDH) enzimi ise salt nükleer DNA tarafından kodlanan; hem solunum zincirinin 2. aşamasında, hem de sitrik asit siklusunda rol oynayan bir enzimdir. Bu nedenle mitokondrilerde SDH aktivitesi hemen daima gözlenir. Yani SDH enzim aktivitesi mitokondrilerin sadece varlığını gösterir. Ancak COX enzim aktivitesi yoksa bu mitokondriler defektif, başka bir deyişle nonfonksiyoneldir. Histokimyasal boyamalara göre çok daha hassas olan SDH enzim boyasıyla daha sınırlı mitokondriyal birikimler bile gösterilebilir. SDH ile gösterilebilen mitokondriyal birikim “ragged blue” liflerin oluşmasına yol açar7-9. Kombine enzim boyama ile SDH boyamada “ragged blue” görünümündeki liflerde COX aktivitesinin bulunmaması; o hücredeki mitokondrilerin oksidatif fosforilasyon yapamadığını gösterir ve mitokondriyal miyopatilerin kesin tanısını sağlar.

    Sonuç olarak özellikle defektif mitokondri birikiminin abartılı olmadığı hastalıklarda ve erken çocukluk çağında; enzim boyalarıyla kas liflerindeki COX ve SDH enzim aktivitesinin ortaya konması mitokondriyal hastalıklarda kesin tanının tek yoludur. Özellikle son yıllarda tanımlanan farklı kliniklerle ortaya çıkan çocukluk çağı mitokondriyal hastalıklarında organ spesifik olması ve defektif mitokondrilerin dokulara heterojen dağılımı nedeniyle genetik tanının bile yetersiz olabileceği bildirilmektedir8,9.

  • Başa Dön
  • Öz
  • Giriş
  • Olgu Sunusu
  • Tartışma
  • Kaynaklar
  • Kaynaklar

    1) Carod-Artal FJ, Lopez Gallardo E, Solano A, Dahmani Y, Herrero MD, Montoya J: Mitochondrial DNA deletions in Kearns-Sayre syndrome. Neurologia 2006, 21:357-364 [ PubMed ]

    2) Moraes CT, DiMauro S, Zeviani M, Lombes A, Shanske S, Miranda AF, Nakase H, Bonilla E, Werneck LC, Servidei S: Mitochondrial DNA deletions in progressive external ophthalmoplegia and Kearns-Sayre syndrome. N Engl J Med 1989, 320:1293-1299 [ PubMed ]

    3) Kearns TP, Sayre GP: Retinitis pigmentosa, external ophthalmologia and complete heart block. AMA Arch Ophthalmol 1958, 60:280-289 [ PubMed ]

    4) Sundaram C, Kanikannan MA, Jagarlapudi MM, Bhoompally VR, Surath M: Diagnosis of mitochondrial disease. Clinical and histological study of sixty patients with ragged red fibers. Neurol India 2004, 52:353-358 [ PubMed ]

    5) Barrera-Ramirez CF, Barragan-Campos HM, Ilarraza H, Iturralde P, Avila-Casado MC, Oseguera J. Cardiac involvement in Kearns-Sayre Syndrome. Rev Esp Cardiol 2005, 58:443-446 [ PubMed ]

    6) Chawla S, Coku J, Forbes T, Kannan S: Kearns-Sayre Syndrome Presenting as Complete Heart Block. Pediatr Cardiol 2008, 29:659-662 [ PubMed ]

    7) Carpenter S, Karpati G: Pathology of Skeletal muscle. 2nd ed., New York, Oxford University Press, 2001, 159-179

    8) Debray FG, Lambert M, Mitchell GA: Disorders of mitochondrial function. Curr Opin Pediatr 2008, 20:471-482 [ PubMed ]

    9) Zeviani M, Carelli V: Mitochondrial disorders. Curr Opin Neurol 2007, 20:564-571 [ PubMed ]

  • Başa Dön
  • Öz
  • Giriş
  • Olgu Sunusu
  • Tartışma
  • Kaynaklar
  • [ Başa Dön ] [ Öz ] [ PDF ] [ Benzer Makaleler ] [ Yazara E-Posta ] [ Editöre E-Posta ]