A encefalopatia mitocondrial, acidose láctica e síndrome do acidente vascular cerebral (MELAS), ocorre quando o ácido desoxirribonucléico (DNA) mitocondrial sofre uma mutação, causando produção insuficiente de energia nas células. Os pacientes podem adquirir a síndrome, mas o distúrbio geralmente é transmitido pela mãe. A idade de início varia, com os pacientes apresentando sintomas logo aos três meses de idade, enquanto outros não apresentam problemas até depois dos 60 anos. A maioria dos indivíduos com a síndrome apresenta sintomas antes dos 20 anos, entretanto. Como todas as células corporais contêm mitocôndrias, os sintomas secundários à síndrome podem ocorrer em qualquer parte do corpo, mas geralmente são problemas multissistêmicos.
As células normalmente contêm centenas a milhares de organelas conhecidas como mitocôndrias. As estruturas produzem energia por meio de uma cadeia de transporte de elétrons, que sintetiza proteínas em trifosfato de adenosina (ATP). Mutações de DNA que ocorrem na mitocôndria interrompem diferentes componentes dessa cadeia, inibindo a formação de ATP. Pacientes com diagnóstico de encefalopatia mitocondrial comumente apresentam mitocôndrias contendo DNA normal e outras com DNA mutado. Na tentativa de compensar a produção insuficiente de energia, as mitocôndrias anormais se replicam em mais mitocôndrias, que também contêm a mutação genética.
A citopatia mitocondrial também desencadeia a compensação pela produção insuficiente de energia usando outros processos metabólicos. O corpo geralmente sintetiza glicose em piruvato e ácido lático durante o exercício, mas na encefalopatia mitocondrial, esses processos ocorrem em repouso, causando acidose láctica. A falta de energia celular suficiente combinada com os subprodutos dos processos metabólicos produzem um acúmulo de toxinas, o que leva ao dano e à destruição celular. Os pesquisadores também descobriram que os pacientes apresentam uma quantidade anormal de cálcio intracelular, causando aumento da excitabilidade da membrana celular.
Os órgãos e sistemas mais afetados pela síndrome são os que requerem maior quantidade de energia. Os pacientes geralmente apresentam sintomas que afetam o sistema nervoso central, os músculos cardíacos e esqueléticos. O pâncreas, o fígado e os rins também podem ser afetados.
Os sintomas do sistema nervoso central associados à encefalopatia mitocondrial incluem demência, convulsões e anormalidades semelhantes a derrames que ocorrem como resultado da formação de lesões no cérebro. A síndrome também pode afetar os nervos sensoriais, causando cegueira ou surdez. O dano ou destruição do tecido neural e muscular geralmente produz perda de tônus muscular, espasticidade e movimentos corporais anormais. As células afetadas no coração podem causar interrupções na condução, levando a uma frequência cardíaca irregular. O envolvimento pancreático geralmente leva ao diabetes.
A síndrome de Leigh, uma variedade de miopatia mitocondrial também conhecida como encefalomielopatia necrosante subaguda, afeta crianças de 3 a 12 meses e geralmente se materializa após uma infecção viral. Além de afetar o sistema nervoso central e o tecido muscular, o distúrbio comumente envolve os sistemas cardíaco e respiratório. Crianças pequenas com a doença geralmente morrem aos três anos de idade de insuficiência cardíaca ou respiratória.
Os especialistas diagnosticam a encefalopatia mitocondrial usando estudos de imagem, exames de sangue e fluido espinhal e estudos celulares. A imagem por ressonância magnética (RNM) geralmente revela lesões do tipo infarto, ou tecido morto, não associado a estruturas vasculares. As lesões geralmente se desenvolvem com mais freqüência na parte posterior do cérebro. Anormalidades no sangue e fluido espinhal geralmente incluem níveis aumentados do aminoácido alanina e ácido láctico. As células retiradas dos músculos revelam fibras vermelhas e irregulares.
Amostras de células obtidas de dentro da boca e da pele geralmente contêm mitocôndrias com DNA defeituoso. Os médicos geralmente tratam os pacientes individualmente porque os sintomas variam de paciente para paciente e afetam diferentes sistemas do corpo. Os médicos geralmente prescrevem um regime de antioxidantes, aminoácidos e vitaminas.