Úvod: Příčiny vzniku bipolární afektivní poruchy (BAP) jsou multifaktoriální a nebyly dosud plně objasněny. Na patofyziologii BAP se mohou podílet také mitochondriální dysfunkce. Metoda: Měřili jsme vybrané mitochondriální parametry v trombocytech izolovaných z periferní krve u pacientů trpících manickou fází BAP, v jejich remisi a u zdravých kontrol. BAP byla klinicky hodnocena pomocí diagnostických škál a dotazníků. Aktivity citrátsyntázy (CS) a elektronového transportního systému (ETS) - komplexů I, II, a IV byly měřeny spektrofotometricky Mitochondriální respirace byla zkoumána v intaktních a permeabilizovaných trombocytech za použití respirometrie s vysokým rozlišením. Výsledky: Aktivity komplexů II, IV a CS byly u pacientů s BAP sníženy, aktivita komplexu I byla zvýšena, a poměr komplexu I k CS byl signifikantně zvýšen. V intaktních trombocytech byly respirace po inhibici komplexu I a reziduální spotřeba kyslíku sníženy u pacientů s BAP ve srovnání se zdravými kontrolami. V permeabilizovaných trombocytech byla prokázána snížená kapacita ETS u pacientů s BAP. Nebyly prokázány signifikantní rozdíly mezi pacienty s manickou fází BAP a pacienty v remisi. Závěr: Pokles kapacity ETS u pacientů s BAP lze vysvětlit nedostatečnou funkcí enzymů citrátového cyklu a enzymových komplexů systému oxidativní fosforylace. Zvýšení aktivity komplexu I by mohl představovat kompenzační mechanismus ke sníženým aktivitám CS a narušené funkci komplexů II a IV. Předpokládáme, že komplex I a změny v jeho aktivitě přispívají k eliminaci poruch buněčného energetického metabolismu při BAP způsobených nedostatečným fungováním komplexů II a IV. Sledované parametry by měly být dále zkoumány jako "trait" markery BAP.

Introduction: The reasons for bipolar affective disorder (BAD) development are multifactorial and have not been fully clarified. Mitochondrial dysfunctions can be implicated in pathophysiology of BAD. Method: We measured selected mitochondrial parameters in blood platelets isolated from peripheral blood. The analyses were performed for patients suffering from a manic episode during remission and were compared to those performed for healthy controls. BAD was clinically evaluated using well-established diagnostic scales and questionnaires. Activities of electron transport system (ETS) complexes - complex I, II, and IV and citrate synthase (CS) were examined spectrophotometrically Mitochondrial respiration was examined in intact and permeabilized blood platelets using high-resolution respirometry. Results: The CS, complex II and complex IV activities were decreased in the BAD patients, complex I activity was increased, and the ratio of complex I to CS was significantly increased. In the intact platelets, respiration after complex I inhibition and residual oxygen consumption were decreased in the BAD patients compared to the healthy controls. In the permeabilized platelets, a decreased ETS capacity was found in the BAD patients. No significant differences were found between BAD patients in mania and remission. Conclusion: Increased complex I activity can be a compensatory mechanism for decreased CS and complex II and IV activities. We conclude that complex I and its abnormal activity contribute to elimination of defects in cellular energy metabolism during a manic episode and that the deficiency in the complex's II and IV functioning. The availability of oxida-tive phosphorylation substrates, seems to be not responsible for the decreased ETS capacity in BAD patients. The observed parameters can be further evaluated as ´trait´ markers of BAD.

Farmakologický ústav 1 LF UK a VFN Praha

Klinika dětského a dorostového lékařství 1 LF UK a VFN Praha

Psychiatrická klinika 1 LF UK a VFN Praha

Changes of mitochondrial functions in patients suffering from manic episode of bipolar affective disorder

Literatura