ساختار ميتوكندري انسان و نقش آن در ايجاد بيماريهاي مختلف ميتوكندري

اولين گزارشات در ارتباط با ساختارهاي درون سلولي شبه ميتوكندري به 150 سال پيش برمي‌گردد. واژه ميتوكندري كه از دو كلمه يوناني mitos بمعني نخ يا رشته و chondros به معني گرانول منشا گرفته است؛ براي اولين بار صد سال پيش مورد استفاده قرار گرفت. عملكرد اصلي اين ارگانل كروي يا ميله‌اي شكل كه صدها عدد از آن در يك سلول وجود دارد، فسفريلاسيون اكسيداتيو است؛ بعبارت ديگر اكسيداسيون سوبستراها به Co₂ و آب و فراهم كردن تركيب پرانرژي ATP براي سلولها؛ و به همين دليل است كه ميتوكندري را نيروگاه يا موتورخانه سلول نيز مي‌نامند. بيماريهاي دژنراتيو بسيار زيادي تا به امروز با نارسايي‌ها و اختلالات ميتوكندري مرتبط شده‌اند. اين بيماريها مي‌توانند در اثر موتاسيون در DNA ميتوكندري و يا DNA هسته ايجاد شوند. اولين بيماريهاي ميتوكندريايي كه در سطح ملكولي درك شدند؛ در يك بيمار CPEO (فلج مزمن پيشرونده عضلات چشمي خارجي) و KSS (سندرمkearns-sayre) گزارش شدند. در همان زمان wallace موتاسيوني نقطه‌اي را در ژن ND6 گزارش كرد كه با LHON (نوروپاتي چشمي ارثي لبر) مرتبط است. در سال 1990، دوموتاسيون جديد، يكي در ژن لايزيل- tRNA در سندرم MERRF و ديگري در ژن لوسيل - tRNA در سندرم MELAS گزارش شدند. طيف فتوتيپي بيماريهاي ميتوكندريايي از ميوپاتي‌هاي نادر تا بيماريهاي متعدد را شامل مي‌شود. برخي موتاسيونهاي mtDNA، علائم و نشانه‌هاي منحصر و ويژه‌اي دارند؛ مثل جهش‌هاي اشتباهي كه موجب نوروپاتي چشمي ارثي لبر مي‌شوند در حاليكه بقيه تظاهرات مولتي سيستم متنوعي را شامل مي‌شوند مثل جهش‌هاي حذفي كه موجب CPEO مي‌شوند. بيماريهاي ميتوكندريايي بواسطه وراثت مادري، وراثت منرلي و نيز نوتركيبي‌هاي دوتايي نو، قادر به انتقال مي‌باشند. اين پيچيدگي ژنتيكي از اين حقيقت ناشي مي‌شود كه ميتوكندري از حدود 1000 ژن كه در بين ژنوم ميتوكندري  و هسته پخش شده‌اند، تشكيل شده است. علاوه بر اين بيماريهاي ميتوكندريايي غالباً شروع تاخيري و يك دوره پيش رونده دارند كه احتمالاً از تجمع جهش‌هاي سوماتيك mtDNA در بافت‌هاي post-mitotic حاصل شده‌اند. اين موتاسيونهاي سوماتيك mtDNA همچنين در سرطان و پيري نيز نقش دارند. اگرچه بيماريهاي ميتوكندريايي هر ارگاني را ممكن است درگير كنند اما اين بيماريها غالباً CNS، عضلات اسكلتي، قلب، كليه و سيستم‌هاي اندوكرين را تحت تاثير قرار مي‌دهند. علت اين پيچيدگي‌هاي فتوتيپي، نقش مهم ميتوكندري در انواع پروسه‌هاي سلولي شامل توليد انرژي سلولي بوسيله فسفريلاسيون اكيداتيو، توليد گونه‌هاي سمي فعال اكسيژن (ROS) بعنوان يك محصول جانبي در فسفريلاسيون اكسيداتيو و تنظيم شروع آپوپتوزاز طريق فعال شدن نفوذپذيري پورهاي انتقالي ميتوكندري (mtPTP) است. (19، 20 و 24)