Encefalopatia mitocondrială, acidoza lactică și sindromul de accident vascular cerebral (MELAS), apare atunci când acidul dezoxiribonucleic mitocondrial (ADN) suferă o mutație, determinând o producție insuficientă de energie în celule. Pacienții pot dobândi sindromul, dar tulburarea trece adesea de la mamă. Vârsta de debut variază, pacienții prezentând simptome încă de la vârsta de trei luni, în timp ce alții nu întâmpină probleme până după vârsta de 60 de ani. Cu toate acestea, majoritatea persoanelor care suferă de sindrom prezintă simptome înainte de vârsta de 20 de ani. Deoarece toate celulele corpului conțin mitocondrii, simptomele secundare sindromului pot apărea oriunde în corp, dar sunt în general probleme cu mai multe sisteme.
Celulele conțin de obicei sute până la mii de organele cunoscute sub numele de mitocondrii. Structurile produc energie printr-un lanț de transport de electroni, care sintetizează proteinele în adenozin trifosfat (ATP). Mutațiile ADN care apar în mitocondrii perturbă diferite componente ale acestui lanț, inhibând formarea ATP. Pacienții diagnosticați cu encefalopatie mitocondrială au de obicei mitocondrii care conțin ADN normal și altele cu ADN mutant. În încercarea de a compensa producția insuficientă de energie, mitocondriile anormale se reproduc în mai multe mitocondrii, care conțin și mutația genetică.
Citopatia mitocondrială declanșează, de asemenea, compensarea producției insuficiente de energie prin utilizarea altor procese metabolice. În general, organismul sintetizează glucoza în piruvat și acid lactic în timpul efortului, dar în encefalopatia mitocondrială, aceste procese apar în repaus, determinând acidoză lactică. Lipsa energiei celulare suficiente combinate cu produșii secundari ai proceselor metabolice produc o acumulare de toxine, ceea ce duce la deteriorarea și distrugerea celulară. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că pacienții prezintă o cantitate anormală de calciu intracelular, determinând o excitabilitate crescută a membranei celulare.
Organele și sistemele cele mai afectate de sindrom sunt cele care necesită cea mai mare cantitate de energie. Pacienții prezintă în general simptome care afectează sistemul nervos central, mușchii cardiaci și scheletici. Pancreasul, ficatul și rinichii pot fi, de asemenea, afectați.
Simptomele sistemului nervos central asociate cu encefalopatia mitocondrială includ demență, convulsii și anomalii asemănătoare accidentului vascular cerebral care apar ca rezultat al leziunilor care se formează în creier. Sindromul poate afecta, de asemenea, nervii senzoriali, provocând orbire sau surditate. Deteriorarea sau distrugerea țesutului neuronal și muscular produce de obicei pierderea tonusului muscular, spasticitate și mișcări anormale ale corpului. Celulele afectate din inimă pot provoca întreruperi ale conducerii, ducând la o frecvență cardiacă neregulată. Afectarea pancreatică duce adesea la diabet.
Sindromul Leigh, o varietate de miopatie mitocondrială, cunoscută și sub denumirea de encefalomielopatie necrozantă subacută, afectează copiii cu vârsta cuprinsă între 3 și 12 luni și se materializează adesea după o infecție virală. Pe lângă faptul că afectează sistemul nervos central și țesutul muscular, tulburarea implică de obicei sistemele cardiac și respirator. Copiii mici care suferă de boală mor adesea până la vârsta de trei ani din cauza insuficienței cardiace sau respiratorii.
Specialiștii diagnostichează encefalopatia mitocondrială folosind studii imagistice, teste de sânge și lichid cefalorahidian și studii celulare. Imagistica prin rezonanță magnetică (IRM) evidențiază de obicei leziuni de tip infarct sau țesut mort, care nu sunt asociate cu structurile vasculare. Leziunile se dezvoltă de obicei mai frecvent în porțiunea posterioară a creierului. Anomaliile din sânge și din lichidul spinal includ, în general, niveluri crescute de aminoacid alanină și acid lactic. Celulele prelevate din mușchi dezvăluie fibre roșii, cu aspect zdrențuit.
Probele de celule obținute din interiorul gurii și ale pielii conțin în general mitocondrii cu ADN defect. Medicii tratează de obicei pacienții pe o bază individuală, deoarece simptomele variază de la pacient la pacient și afectează diferite sisteme ale corpului. Medicii prescriu adesea un regim de antioxidanți, aminoacizi și vitamine.