Le nombre de mitochondries dans une cellule varie selon la fonction de la cellule mais est en moyenne de 80 à 2000 par cellule (1). Les cellules métaboliquement plus actives, comme les cardiomyocytes et les hépatocytes, en contiennent en plus grand nombre; d'autres cellules, comme les érythrocytes, ne contiennent aucune mitochondrie. Les mitochondries contiennent de l'ADN sous forme d'un chromosome circulaire unique contenant 37 gènes qui codent pour 13 protéines (dont celles responsables de la production de triphosphate d'adénosine [ATP] et de la phosphorylation oxydative), diverses sortes d'ARN et plusieurs enzymes régulatrices. L'ADN mitochondrial contient également des régions D-loop non codantes qui sont responsables de la régulation de la réplication et de la transcription de l'ADN. Cependant, il est à noter que > 90% des protéines mitochondriales sont codées par des gènes nucléaires. Seul le matériel génétique du spermatozoïde étant transmis lors de la fécondation, toutes les mitochondries sont héritées du cytoplasme de l'ovule; ainsi, l'ADN mitochondrial provient uniquement de la mère.
Les pathologies mitochondriales (voir aussi Maladies de la phosphorylation oxydative mitochondriale) peuvent être dues à des anomalies de l'ADN mitochondrial ou nucléaire (p. ex., délétions, duplications, mutations). Les tissus à haute énergie (p. ex., muscles, cœur, cerveau) risquent particulièrement de voir leur fonctionnement altéré en raison d'anomalies mitochondriales. Des anomalies particulières de l'ADN mitochondrial provoquent des manifestations caractéristiques (voir tableau Certains troubles mitochondriaux). Les anomalies mitochondriales affectent les deux sexes dans des proportions similaires.
Pièges à éviter
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Les anomalies mitochondriales sont incriminées dans de nombreuses pathologies fréquentes, telles que certaines formes de la maladie de Parkinson (qui peut impliquer des délétions mitochondriales importantes dans les cellules des noyaux gris centraux) ou dans de nombreuses affections musculaires.
Certains troubles mitochondriaux
Trouble | Description |
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Paralysie progressive des muscles extra-oculaires habituellement précédée par une ptose bilatérale, symétrique, progressive qui commence des mois ou des années plus tôt | |
Variante multisystémique de l'ophtalmoplégie externe chronique progressive également associée à un bloc de la conduction cardiaque, à une rétinite pigmentaire et à une dégénérescence du système nerveux central | |
Perte visuelle bilatérale variable mais souvent dévastatrice qui survient souvent chez l'adolescent et qui est due à une mutation ponctuelle de l'ADN mitochondrial | |
Myoclonies et convulsions évolutives, démence, ataxie et myopathie | |
Syndrome encéphalomyopathie mitochondriale, acidose lactique et épisodes de pseudo-accidents vasculaires cérébraux (Mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis, and strokelike episodes, MELAS) | Episode de MELAS |
Syndrome de Pearson | Anémie sidéroblastique, insuffisance pancréatique et une maladie hépatique progressive qui commence dans les premiers mois de vie et est souvent mortelle chez le nourrisson |
Une transmission maternelle caractérise les anomalies de l'ADN mitochondrial. Ainsi, toute la descendance d'une femme atteinte risque d'hériter de l'anomalie, alors qu'aucun des descendants d'un homme atteint ne le sera. La variabilité des manifestations cliniques est la règle, et ces anomalies simulent un large éventail de troubles, ce qui rend souvent le diagnostic extrêmement difficile. La variabilité peut être due en partie à des mélanges variables de génomes mitochondriaux mutants et normaux hérités au sein des cellules et des tissus.
Points clés
Les maladies mitochondriales ont des modes d'hérédité maternels.
Les manifestations cliniques pouvant être subtiles et variables, le diagnostic peut être très difficile.
Référence
1. Cole LW. The Evolution of Per-cell Organelle Number. Front Cell Dev Biol. 2016;4:85. Published 2016 Aug 18. doi:10.3389/fcell.2016.00085
