Che cos'è l'encefalopatia mitocondriale?
L'encefalopatia mitocondriale, l'acidosi lattica e la sindrome da ictus (MELAS), si verificano quando l'acido desossiribonucleico mitocondriale (DNA) subisce una mutazione, causando una produzione di energia insufficiente nelle cellule. I pazienti possono acquisire la sindrome, ma il disturbo passa spesso dalla madre. L'età di esordio varia, con pazienti che manifestano sintomi già dai tre mesi di età, mentre altri non hanno problemi fino ai 60 anni. La maggior parte delle persone che hanno la sindrome presentano sintomi prima dei 20 anni. Poiché tutte le cellule corporee contengono mitocondri, i sintomi secondari alla sindrome possono manifestarsi in qualsiasi parte del corpo, ma sono generalmente problemi multi-sistema.
Le cellule in genere contengono centinaia o migliaia di organelli noti come mitocondri. Le strutture producono energia attraverso una catena di trasporto di elettroni, che sintetizza le proteine in adenosina trifosfato (ATP). Le mutazioni del DNA che si verificano nei mitocondri interrompono i diversi componenti di questa catena, inibendo la formazione di ATP. I pazienti con diagnosi di encefalopatia mitocondriale hanno comunemente mitocondri contenenti DNA normale e altri con DNA mutato. Nel tentativo di compensare l'insufficiente produzione di energia, i mitocondri anormali si replicano in più mitocondri, che contengono anche la mutazione genetica.
La citopatia mitocondriale attiva anche la compensazione per insufficiente produzione di energia usando altri processi metabolici. Il corpo generalmente sintetizza il glucosio in piruvato e acido lattico durante l'esercizio, ma nell'encefalopatia mitocondriale, questi processi si verificano a riposo, causando acidosi lattica. La mancanza di sufficiente energia cellulare unita ai sottoprodotti dei processi metabolici produce un accumulo di tossine, che porta a danni e distruzione cellulare. I ricercatori hanno anche scoperto che i pazienti mostrano una quantità anormale di calcio intracellulare, causando una maggiore eccitabilità della membrana cellulare.
Gli organi e i sistemi più colpiti dalla sindrome sono quelli che richiedono la massima quantità di energia. I pazienti generalmente manifestano sintomi che colpiscono il sistema nervoso centrale, i muscoli cardiaci e scheletrici. Anche il pancreas, il fegato e i reni possono essere colpiti.
I sintomi del sistema nervoso centrale associati all'encefalopatia mitocondriale includono demenza, convulsioni e anomalie simili a ictus che si verificano a seguito della formazione di lesioni nel cervello. La sindrome può anche influenzare i nervi sensoriali, causando cecità o sordità. Il danno o la distruzione dei tessuti neurali e muscolari produce comunemente perdita di tono muscolare, spasticità e movimenti del corpo anormali. Le cellule colpite nel cuore possono causare interruzioni della conduzione, portando a una frequenza cardiaca irregolare. Il coinvolgimento del pancreas porta spesso al diabete.
La sindrome di Leigh, una varietà di miopatia mitocondriale nota anche come encefalomielopatia necrotizzante subacuta, colpisce i bambini dai 3 ai 12 mesi e si materializza spesso dopo un'infezione virale. Oltre a colpire il sistema nervoso centrale e il tessuto muscolare, il disturbo coinvolge comunemente i sistemi cardiaco e respiratorio. I bambini piccoli che hanno la malattia spesso muoiono all'età di tre anni per insufficienza cardiaca o respiratoria.
Gli specialisti diagnosticano l'encefalopatia mitocondriale utilizzando studi di imaging, esami del sangue e del liquido spinale e studi cellulari. L'imaging a risonanza magnetica (MRI) di solito rivela lesioni di tipo infartuale o tessuto morto, non associate a strutture vascolari. Le lesioni di solito si sviluppano più frequentemente nella parte posteriore del cervello. Le anomalie nel sangue e nel liquido spinale generalmente comprendono livelli aumentati di aminoacidi alanina e acido lattico. Le cellule prelevate dai muscoli rivelano fibre rosse e sfilacciate.
I campioni di cellule ottenuti dall'interno della bocca e della pelle generalmente contengono mitocondri con DNA difettoso. I medici in genere trattano i pazienti su base individuale perché i sintomi variano da paziente a paziente e colpiscono diversi sistemi corporei. I medici prescrivono spesso un regime di antiossidanti, aminoacidi e vitamine.