Medicina

01Actu7378biol02

16/6/08

11:33

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Actualización
Bases biológicas de las enfermedades
mitocondriales
Jordi Casademonta y Òscar Mirób
aServicio
bServicio

de Medicina Interna. Hospital de la Santa Creu i Sant Pau. Barcelona.
de Urgencias. Hospital Clínic. Barcelona. España.

Las enfermedades mitocondriales
se suelen manifestar como
enfermedades multisistémicas,
amenudo con afectación
del sistema nervioso y muscular,
que suele coexistir con
manifestaciones en otros órganos
o tejidos no relacionados ni
embriológica ni funcionalmente.

Puntos clave
• Desde el punto de vista clínico se
pueden distinguir enfermedades
mitocondriales debidas a mutaciones
en los genes, ya sean mitocondriales
o nucleares, y otras que tengan impacto
en el funcionamiento dela cadena
respiratoria mitocondrial, sea cual sea
su origen (genético relacionado con
otras vías metabólicas mitocondriales
o no genético de tipo tóxico,
farmacológico, etc.).
• La sospecha de una enfermedad debida
a una alteración mitocondrial requiere
una exhaustiva anamnesis y exploración
física, investigaciones de tipo analítico,
histológico, bioquímico
y molecular.
• Eltratamiento, a día de hoy,
es fundamentalmente sintomático.
No se puede ofrecer ninguna indicación
terapéutica de su utilización basada en
una evidencia científica sólida.

Las mitocondrias son organelas descendientes de células procariotas que
se incorporaron en estado simbiótico a primitivas células eucariotas hace
alrededor de 1.500 millones de años. La ventaja metabólica que esto supuso motivóque actualmente la práctica totalidad de células eucariotas
tenga mitocondrias. Las mitocondrias poseen una membrana externa
permeable a la mayoría de solutos, que las separa del citoplasma celular,
y una membrana interna mucho menos permeable que tiene unas invaginaciones (crestas) cuyo objetivo es incrementar su superficie. El espacio
entre ambas membranas se denomina espacio intermembranosoy el que
está limitado por la membrana interna, matriz mitocondrial. La cadena
respiratoria mitocondrial (CRM) se encuentra embebida en la membrana
mitocondrial interna. En la matriz se hallan, entre otras, las enzimas del
ciclo de Krebs y las de la betaoxidación de los ácidos grasos1.
La principal función de las mitocondrias es la producción de energía
en forma de trifosfato de adenosina(ATP), molécula de alto contenido
energético imprescindible para muchas de las actividades de la célula y
de la propia mitocondria. Durante la betaoxidación y en el curso de las
reacciones que tienen lugar en el ciclo de Krebs se forma nicotinamida
adenina dinucleótido reducido (NADH), el cual debe ser oxidado
(NAD) de nuevo con el fin de que estas 2 vías mencionadas sigan funcionando connormalidad. Esto se lleva a cabo en la CRM mediante una
cadena de reacciones de oxidación-reducción cuyo último eslabón es
la reducción del oxígeno molecular con la consiguiente formación de
agua1,2. La CRM se compone de 5 complejos multienzimáticos:
– Complejo I (NADH-ubiquinona oxidorreductasa).
– Complejo II (succinato-ubiquinona oxidorreductasa o succinatodeshidrogenasa, SDH).
– Complejo III(ubiquinol-citocromo c oxidorreductasa).
– Complejo IV (citocromo c-oxidasa o COX).
– Complejo V (F0F1-ATPasa). Además de estos complejos, existen
2 moléculas que actúan de transportadores de electrones: la coenzima Q (CoQ) y el citocromo C.
El genoma de aquellas células procariotas primigenias que se incorporaron a las células eucariotas se fue trasladando al núcleo a lo largo
de laevolución, a excepción de una pequeña porción que sería el actual
genoma mitocondrial (ADNmt), también llamado genoma citoplasmático, por el compartimento celular en el que se encuentra, en contraposición al nuclear. El ADN mitocondrial (ADNmt) humano actual es una
molécula de 16.569 pares de bases formada por 2 cadenas complementarias, con información genética muy compacta3. Utiliza un código...