Синдром Альпорта Карпов Дмитрий Оленчук Владислав Огороднищук Максим Щербакова Ольга

Синдром Альпорта Историческая справка: Первое упоминание патологии, известной как синдром Альпорта, принадлежит L. Guthrie, который в 1902 г. описал семью с гематурией в нескольких поколениях. A. Hurst в 1915 г. в этой же семье наблюдал развитие уремии. В 1927 г. A. Alport, описывая глухоту у нескольких родственников с гематурией, отметил, что у мужчин уремия развивалась раньше, чем у женщин. В 1972 г. выявлено неравномерное расширение и расслоение плотной пластинки гломерулярных базальных мембран при синдроме Альпорта, выраженность которых коррелировала с возрастом и полом, определяя прогрессирование болезни. В 70-е годы М.С. Игнатовой и В.В. Фокеевой на основе наблюдения за 200 детьми высказывалась гипотеза о важнейшей роли в развитии наследственного нефрита патологии соединительной ткани, в качестве критерия состояния гломерулярных базальных мембран исследовалась экскреция гидроксилизингликозидов.

Синдром Альпорта Генетика: Гены: Col IV AIII Col IV AIV Col IV AV Col IV AVI Расположение хромосомы: Col IV AIII, AIV локализуется на 2 хромосоме человека в позиции q35-37 Col IV AV локализуется в Х-хромосоме в позиции q22-23 Наследственность: Cиндром Альпорта наследуется по сцепленному с Х-хромосомой доминантному или рецессивному типу - III тип, или аутосомно-доминантному, или аутосомно-рецессивному типу - I и II тип Тип клеток, место экспрессии: Базальная гломерулярная мембрана. Это бесклеточный матрикс толщиной в нм, который представляет собой структурную опору для капиллярной стенки. Ее главными компонентами являются коллаген IV типа, протеогликаны, ламинин и нидоген. Коллаген плода с возрастом заменяется коллагеном взрослых. В случаях мутации происходит искажение структуры базальной мембраны гломерул у больных синдромом Альпорта, что ведет к появлению гематурии, как признака почечной патологии, а гематурия является причиной легкой протеинурии.

Синдром Альпорта COL4A5 COL4A3-4

Синдром Альпорта Генетика: Число и тип мутаций: Коллаген IV типа состоит из трех доменов, плотно скрученных друг с другом в нормальном состоянии. При мутации гена (чаще COL4A5) наблюдаются аномалии скручивания коллагена IV типа. Если наблюдается делеция COL4A5, что было отмечено нами в ДНК 5 из 16 обследованных семей, происходит выпадение большой части экзонов гена. В этих случаях нарушается скручивание доменов. Заболевание имеет тяжелое прогрессирующее течение с развитием экстраренальных проявлений и формированием ХПН. Также наблюдается резкая деформация гломерулярных БМ. При электронной микроскопии (ЭМ) почечного биоптата отмечаются выраженные дистрофические изменения БМ с участками просветления и скоплением тонкогранулярного вещества. Это приводит к появлению протеинурии с последующими изменениями в системе ангиотензина II и трансформирующего фактора роста бета (ТФР-β). Экспериментальные данные подтверждают значимость ТФР-β в прогрессировании синдрома Альпорта ]. В тех случаях, когда отмечается только однонуклеотидная замена в гене, т. е. происходит точечная мутация, нарушения скручивания коллагена выявляются лишь в отдельных участках, БМ остается тонкой и клинически у больного имеет место изолированная гематурия. Именно подобные случаи СА и БТБМ представляют большие сложности при проведении дифференциального диагноза.

Синдром Альпорта Образование молекул базальной мембраны из альфа-цепей коллагена IV: 1 - норма, 2 - деления гена COL4A5, 3 - точечная мутация гена COL4A5

Синдром Альпорта Белок: Состав:Коллаген 4 типа Состав Col IV AIII аминокислотных остатков Col IV AIV аминокислотных остатков, включая 38 аминокислот сигнального пептида, отщепляющегося в процессе созревания Расположение: Col IV находится в базальных мембранах. Базальная мембрана имеет толщину около 1 мкм и состоит из двух пластинок: светлой (lamina lucida) и темной (lamina densa). Основными компонентами базальных мембран являются коллаген IV типа, ламинин, гепарансульфатсодержащие протеогликаны (ГСПГ). При этом нерастворимость и механическую стабильность базальных мембран обеспечивают молекулы коллагена IV типа, которые организуются в опорную сеть. Эта эластичная трёхмерная сеть образует структурный остов, к которому прикрепляются другие компоненты базальных мембран. В почечных клубочках базальная мембрана служит полупроницаемым фильтром, препятствующим переходу макромолекул из плазмы в первичную мочу.

Синдром Альпорта Белок: Структурные особенности: Молекула коллагена представляет собой правозакрученную спираль из трёх α-цепей. Один виток спирали α-цепи содержит три аминокислотных остатка. Молекулярная масса коллагена около 300 кДа, длина 300 нм, толщина 1,5 нм. α-цепи состоит из триад аминокислот. В триадах третья аминокислота всегда глицин, вторая пролин или лизин, первая любая другая аминокислота, кроме трёх перечисленных. Первичная структура коллагена характеризуется последовательным расположением аминокислотных остатков и их количеством в его полипептидных цепях. Аминокислоты могут относиться к алифатическим, карбоциклическим и гетероциклическим. В зависимости от строения боковой цепи аминокислотные остатки подразделяют на типы, состав которых, % от общего числа аминокислотных остатков, дан ниже. Без боковой цепи (гликоколь) 33,34 С гидрофильной боковой цепью: кислотного характера (аспарагиновая и глютаминовая аминокислоты) 12,38 основного характера (лизин, оксилизин, аргинин, гистидин) 8,96 Серосодержащие (метионин) 0,70 Содержащие гидроксил, за исключением оксилизина (оксипролин, тирозин, серии, треонин) 13,54 Не содержащие азот и кислород в боковой цепи (аланин, лейцин, изолейцин, валин, фенилаланин, пролин) 31,48 С иминогруппой (пролин и оксипролин) 21,40 Элементы вторичной структуры коллагена – спиральные полипептиды белка, так называемые α-цепи, – являются основной единицей третичной структуры – тропоколлагеновой частицы, состоящей из трех полипептидных цепей с общей осью.

Синдром Альпорта

Синдром Альпорта Белок: Функциональность: Белок(молекулы коллагена IV типа) обеспечивает нерастворимость и механическую стабильность базальных мембран, которые организуются в опорную сеть. Эта эластичная трёхмерная сеть образует структурный остов, к которому прикрепляются другие компоненты базальных мембран. В почечных клубочках базальная мембрана служит полупроницаемым фильтром, препятствующим переходу макромолекул из плазмы в первичную мочу. В каких организмах присутствует: Колаген четвертого типа содержится преимущественно в эукариотах.

Синдром Альпорта Признаки болезни в организме: Основные симптомы: Клиническая картина синдрома Альпорта, регулярно повторяющаяся в семье, обычно соответствует какому-либо фенотипу, хотя выраженность симптомов может меняться от человека к человеку и в зависимости от возраста и пола. Большинство семей с этой патологией хорошо вписываются в следующую классификацию: Доминантный юношеский нефрит с тугоухостью. Х-сцепленный юношеский нефрит с тугоухостью. Х-сцепленный нефрит с тугоухостью у взрослых. Х-сцепленный нефрит без экстраренальных проявлений. Аутосомно-доминантный нефрит с тугоухостью и тромбоцитопатией, соответствующий по McKusick категории N (синдром Эпштейна). Аутосомно-доминантный нефрит юношеского типа с тугоухостью. Юношеским вариантом синдрома Альпорта считаются те случаи, когда хроническая почечная недостаточность развивается раньше 31 года.

Синдром Альпорта Признаки болезни в организме: Связь с генетическими заболеваниями: При болезни Шарко-Мари-Тута семейное сочетание нефропатии, тугоухости, фокально- сегментарного гломерулосклероза и расслоения плотной пластинки гломерулярных базальных мембран сопровождается мышечной атрофией. Нефропатия и тугоухость при синдроме Branchio-Oto-Renal сочетается с рудиментарными остатками жаберных щелей. Для синдрома Макла-Уэльса характерны аутосомно-доминантное наследование, повышение СОЭ, частое развитие хронической почечной недостаточности, озноб и уртикарная сыпь (в дебюте), тугоухость, глаукома и нефротический синдром (впоследствии). При синдроме Альстрема пигментная дегенерация сетчатки, нейросенсорная тугоухость и нефропатия сочетаются с сахарным диабетом и ожирением. Синдром Sebastian трудно дифференцируется от V типа синдрома Альпорта в связи с общей гематологической картиной. В сочетании с тугоухостью описаны интерстициальный нефрит аутосомно-доминантного генеза с развитием хронической почечной недостаточности в зрелом возрасте, почечный тубулярный ацидоз и семейные случаи IgA-нефропатии. Среди семейных случаев гломерулонефрита чаще встречаются наблюдения аутосомно-доминантного наследования этой патологии. Гематурией сопровождается и врожденный дефицит 3-й фракции комплемента. Х-сцепленное наследование прогрессирующей тугоухости часто мимикрирует синдром Альпорта в связи с аллельностью их генов

Синдром Альпорта Признаки болезни в организме: Типы пораженных клеток: Нейроны, волосяные клетки Необычные особенности болезни: Поражение нервов (полиневропатия), Миастения, Потеря памяти и интеллекта, Тромбоцитопения. Модель животного для заболевания: Белые крысы беспородной линии.

Синдром Альпорта Клеточная и молекулярная биология: Поражение органелл: Поражаются базальные мембраны. Базальная мембрана - это плотное бесклеточное образование, на котором располагаются клетки эпителия или эндотелия. В состав базальной мембраны входят гликопротеиды, гликозаминогликаны и коллаген. Базальная мембрана выполняет опорную функцию, поддерживая форму органов и сосудов. Патология тканей и клинические особенности при синдроме Альпорте это результат, экспрессии коллагена α3, α4, α5, и, возможно, α6 (IV) цепей в базальной мембране. Эти цепи, как правило, отсутствует или недостаточно выраженные в базальных мембранах лиц с синдромом Альпорте, так что сети которые они образуют отсутствуют или, если они присутствуют, дефективны по структуре и функции.

Синдром Альпорта Клеточная и молекулярная биология: Нормальные функции: В нормально развивающейся почке, изначально коллаген α1 (IV) и коллаген α2 (IV) цепи преобладают в гломерулярной базальной мембране незрелых почечных клубочках. Формирование капиллярных петель в течение созревания клубочков связано с появлением коллагена α3, α4, и α5 (IV) цепей в гломерулярной базальной мембраны. В то время как созревание прогрессирует, α3, α4, и α5 (IV) цепи становятся преобладающим типом коллагена IV в цепях гломерулярной базальной мембраны. Этот процесс был назван как "изотипные переключения" (isotype switching). Протеинурия и почечная недостаточность, а также нейросенсорная глухота, произошли в результате процессов, инициируемых отсутствие коллагена α3-α4- α5 (IV) цепи, а не вытекает непосредственно из-за отсутствия этих цепей.

Синдром Альпорта Клеточная и молекулярная биология: Как мутации изменяют функции органеллы: Патология аллельных вариантов Подавляющее большинство мутаций COL4A5 -это гуаниновые замены в первой или второй позиции глициновых кодонов. Такие мутации, как считается, мешают нормальному сплетению мутировавшего α5 коллагена (IV) с другими типами коллагена. Боковой цепи не хватает глицина, и присутствие громоздкой аминокислоты в глицин позиции предположительно создает излом или тройная спираль разворачивается. Заменa гицина в коллагене α1 (I) цепи вызывает несовершенный остеогенез. Неправильно сложенная тройная спирать коллагена обладает повышенной восприимчивостью к протеолитической деградации. Мутации в генах Col IV AIII Col IV AIV Col IV AVI имеют ту же разновидность.

Синдром Альпорта Спасибо за внимание!