La encefalopatía mitocondrial, acidosis láctica y síndrome de apoplejía (MELAS) se produce cuando el ácido desoxirribonucleico (ADN) mitocondrial sufre una mutación que provoca una producción insuficiente de energía en las células. Los pacientes pueden adquirir el síndrome, pero el trastorno a menudo se transmite de la madre. La edad de aparición varía, y los pacientes presentan síntomas desde los tres meses de edad, mientras que otros no experimentan problemas hasta después de los 60 años. Sin embargo, la mayoría de las personas que tienen el síndrome presentan síntomas antes de los 20 años. Como todas las células corporales contienen mitocondrias, los síntomas secundarios al síndrome pueden ocurrir en cualquier parte del cuerpo, pero generalmente son problemas de múltiples sistemas.
Las células suelen contener de cientos a miles de orgánulos conocidos como mitocondrias. Las estructuras producen energía a través de una cadena de transporte de electrones, que sintetiza proteínas en trifosfato de adenosina (ATP). Las mutaciones del ADN que ocurren en las mitocondrias interrumpen diferentes componentes de esta cadena, inhibiendo la formación de ATP. Los pacientes diagnosticados con encefalopatía mitocondrial comúnmente tienen mitocondrias que contienen ADN normal y otros con ADN mutado. En un intento por compensar la producción de energía insuficiente, las mitocondrias anormales se replican en más mitocondrias, que también contienen la mutación genética.
La citopatía mitocondrial también desencadena una compensación por la producción de energía insuficiente mediante el uso de otros procesos metabólicos. El cuerpo generalmente sintetiza glucosa en piruvato y ácido láctico durante el ejercicio, pero en la encefalopatía mitocondrial, estos procesos ocurren en reposo, causando acidosis láctica. La falta de suficiente energía celular combinada con los subproductos de los procesos metabólicos produce una acumulación de toxinas, lo que conduce al daño y destrucción celular. Los investigadores también han descubierto que los pacientes presentan una cantidad anormal de calcio intracelular, lo que provoca un aumento de la excitabilidad de la membrana celular.
Los órganos y sistemas más afectados por el síndrome son los que requieren la mayor cantidad de energía. Los pacientes generalmente experimentan síntomas que afectan el sistema nervioso central, los músculos cardíacos y esqueléticos. El páncreas, el hígado y los riñones también pueden verse afectados.
Los síntomas del sistema nervioso central asociados con la encefalopatía mitocondrial incluyen demencia, convulsiones y anomalías similares a los de un accidente cerebrovascular que se producen como resultado de la formación de lesiones en el cerebro. El síndrome también puede afectar los nervios sensoriales, causando ceguera o sordera. El daño o destrucción de los tejidos neurales y musculares comúnmente produce pérdida de tono muscular, espasticidad y movimientos corporales anormales. Las células afectadas en el corazón pueden causar interrupciones en la conducción, lo que lleva a una frecuencia cardíaca irregular. La afectación pancreática a menudo conduce a la diabetes.
El síndrome de Leigh, una variedad de miopatía mitocondrial que también se conoce como encefalomielopatía necrosante subaguda, afecta a niños de 3 a 12 meses y a menudo se materializa después de una infección viral. Además de afectar el sistema nervioso central y el tejido muscular, el trastorno comúnmente involucra los sistemas cardíaco y respiratorio. Los niños pequeños que padecen la enfermedad a menudo mueren a la edad de tres años por insuficiencia cardíaca o respiratoria.
Los especialistas diagnostican la encefalopatía mitocondrial mediante estudios de imágenes, análisis de sangre y líquido cefalorraquídeo y estudios celulares. La resonancia magnética (MRI) generalmente revela lesiones de tipo infarto, o tejido muerto, no asociado con estructuras vasculares. Las lesiones suelen desarrollarse con mayor frecuencia en la parte posterior del cerebro. Las anomalías en la sangre y el líquido cefalorraquídeo generalmente incluyen niveles elevados del aminoácido alanina y ácido láctico. Las células extraídas de los músculos revelan fibras rojas de aspecto irregular.
Las muestras de células obtenidas del interior de la boca y la piel generalmente contienen mitocondrias con ADN defectuoso. Los médicos suelen tratar a los pacientes de forma individual porque los síntomas varían de un paciente a otro y afectan a diferentes sistemas corporales. Los médicos suelen recetar un régimen de antioxidantes, aminoácidos y vitaminas.