Mitokondrier och energiproduktion

Mitokondrierna bildar huvuddelen av kroppens ATP genom oxidativ fosforylering, där elektroner från citronsyracykeln förs genom andningskedjan till syrgas och den protongradient som uppstår driver ATP-syntaset. Defekter i systemet ger energibrist som främst drabbar hjärta, hjärna och skelettmuskulatur.

Sammanfattning

Mitokondrierna omvandlar den kemiska energin i kolhydrater, fett och aminosyror till ATP genom oxidativ fosforylering. Näringsämnena bryts först ned till acetyl-CoA, som oxideras till koldioxid i citronsyracykeln i mitokondriens matrix; energin överförs därvid till elektronbärarna NADH och FADH₂. I andningskedjan i det inre mitokondriemembranet förs elektronerna stegvis till syrgas, och den frigjorda energin används för att pumpa protoner ut ur matrix. Den protonmotoriska kraft som uppstår driver ATP-syntaset, en roterande molekylär motor som bildar ATP från ADP och fosfat. Processen är tätt kopplad till cellens energibehov, och vävnader med högt och kontinuerligt energibehov, framför allt hjärta, hjärna och skelettmuskulatur, är starkt beroende av den. Hjärtmuskeln täcker nästan hela sitt ATP-behov genom oxidativ fosforylering, till stor del med fettsyror som bränsle. Störningar i systemet, genom syrebrist, förgiftning eller ärftliga defekter i mitokondriellt eller nukleärt DNA (mitokondriell sjukdom), ger energibrist, laktacidos och organpåverkan som ofta drabbar hjärta, nervsystem och muskler.

Grundprinciper

ATP (adenosintrifosfat) är cellens gemensamma energivaluta. När ATP hydrolyseras till ADP och fosfat frigörs energi som driver muskelkontraktion, jonpumpar, biosyntes och signalering. Cellernas ATP-förråd är litet, och ATP måste därför nybildas i samma takt som det förbrukas; hos en vuxen människa bildas uppskattningsvis 70 kg ATP per dygn, huvudsakligen genom oxidativ fosforylering [1].

Omkring 90 % av kroppens syrgasförbrukning i vila sker i mitokondrierna. Cirka 80 % av den mitokondriella syrgasförbrukningen är kopplad till ATP-syntes, medan cirka 20 % förbrukas av protonläckage över det inre mitokondriemembranet [2]. Av den ATP-kopplade förbrukningen går 25 till 30 % till proteinsyntes och 19 till 28 % till Na⁺/K⁺-ATPas [2].

Energiutvinningen sker i tre led: näringsämnena oxideras till acetyl-CoA, acetyl-CoA oxideras i citronsyracykeln samtidigt som elektronbärarna NAD⁺ och FAD reduceras, och slutligen förs elektronerna via andningskedjan till syrgas medan energin lagras som en protongradient som driver ATP-syntesen [1].

flowchart TD
  A[Glukos] --> B[Glykolys i cytosolen]
  B --> C[Pyruvat]
  C --> D[Pyruvatdehydrogenas]
  E[Fettsyror] --> F[Betaoxidation]
  D --> G[Acetyl-CoA]
  F --> G
  G --> H[Citronsyracykeln]
  H --> I["NADH och FADH₂"]
  F --> I
  I --> J["Andningskedjan, komplex I till IV"]
  J --> K[Protongradient över inre membranet]
  K --> L["ATP-syntas, komplex V"]
  L --> M[ATP]

Mitokondriens uppbyggnad

Mitokondrien omges av två membran. Det yttre membranet är genomsläppligt för joner och små molekyler, medan det inre membranet är tätt veckat i kristor och i det närmaste ogenomträngligt; endast syrgas, koldioxid och vatten passerar fritt [1]. Membranen avgränsar intermembranrummet och det innersta rummet, matrix. Kristorna ökar det inre membranets yta och rymmer maskineriet för oxidativ fosforylering (OXPHOS), det vill säga andningskedjans komplex och ATP-syntaset [1]. Att det inre membranet är tätt för protoner är själva förutsättningen för den elektrokemiska gradient som driver ATP-produktionen [1].

Mitokondrien har ett eget genom. Mitokondriellt DNA (mtDNA) är en cirkulär, dubbelsträngad molekyl på 16 569 baspar utan introner [1]. Det kodar 13 subenheter i OXPHOS-komplexen, 22 tRNA och 2 rRNA [3]. Antalet mtDNA-kopior varierar från omkring 100 till 10 000 per cell i proportion till vävnadens energibehov [1]. Organellen står under dubbel genetisk kontroll: ytterligare omkring 1 300 proteiner, som bygger upp, monterar och underhåller OXPHOS-systemet och övriga mitokondriella funktioner, kodas av cellkärnans DNA och importeras från cytosolen [3].

Förutom energiproduktion deltar mitokondrien i kalciumhomeostas, syntes av hem och järn-svavelkluster samt reglering av programmerad celldöd (apoptos) [1].

Från näringsämne till acetyl-CoA

Glykolys och pyruvatdehydrogenas

I glykolysen i cytosolen bryts en glukosmolekyl ned till två pyruvat, med en nettovinst av endast två ATP [1]. Pyruvat transporteras in i matrix via den mitokondriella pyruvatbäraren och dekarboxyleras oxidativt till acetyl-CoA av pyruvatdehydrogenaskomplexet (PDH), en irreversibel reaktion som också bildar NADH och koldioxid [1][4]. PDH fungerar som grindvakt mellan glykolysen och den oxidativa metabolismen. Komplexet hämmas allosteriskt av sina produkter NADH och acetyl-CoA samt av ATP, och det inaktiveras genom fosforylering av pyruvatdehydrogenaskinaser (PDK1 till PDK4), medan pyruvatdehydrogenasfosfataser återaktiverar det [4].

Betaoxidation av fettsyror

Långkedjiga fettsyror aktiveras i cytosolen till acyl-CoA och förs över till karnitin av karnitinpalmitoyltransferas 1 (CPT-1). Acylkarnitin transporteras in i mitokondrien, där fettsyran åter binds till CoA [5]. CPT-1 hämmas av malonyl-CoA, vilket är en viktig kontrollpunkt för fettsyreoxidationen [5]. I matrix bryts acyl-CoA ned stegvis i betaoxidationen; varje varv spjälkar av en acetyl-CoA och bildar en NADH och en FADH₂ [1]. Fettsyror ger mest ATP per kolenhet av alla bränslen men kräver också mest syrgas per bildad ATP [5].

Ketonkroppar och aminosyror kan också oxideras. Ketonkroppar omvandlas till acetyl-CoA, och aminosyrornas kolskelett går in som acetyl-CoA eller som intermediärer i citronsyracykeln [4][5].

Transport av cytosolens NADH

NADH som bildas i glykolysen kan inte passera det inre mitokondriemembranet, och reduktionskraften förs i stället in med skyttelsystem. Malat-aspartatskytteln är huvudvägen i bland annat lever och hjärta. Eftersom utflödet av aspartat ur mitokondrien sker i utbyte mot glutamat och en proton drivs skytteln av den protonmotoriska kraften och går i praktiken bara i riktning mot oxidation av cytosolens NADH [6]. Ett alternativ är glycerolfosfatskytteln [6], som lämnar elektronerna till ubikinon och därmed förbigår komplex I, vilket ger ett lägre ATP-utbyte.

Citronsyracykeln

Citronsyracykeln (Krebs cykel, trikarboxylsyracykeln) är den gemensamma slutvägen för oxidation av kolhydrater, fett och aminosyror och sker i matrix [4]. Varje varv inleds med att acetyl-CoA (två kolatomer) kondenseras med oxaloacetat (fyra kolatomer) till citrat. Under resten av varvet avges två koldioxid, tre NAD⁺ reduceras till NADH, en FAD reduceras till FADH₂ och en GTP (eller ATP) bildas, varefter oxaloacetat återbildas [4]. Per glukosmolekyl, som ger två acetyl-CoA, blir utbytet sex NADH, två FADH₂ och två GTP [1].

Steg Enzym Reaktion Energibärare som bildas
1 Citratsyntas Acetyl-CoA + oxaloacetat → citrat Ingen
2 Akonitas Citrat → isocitrat Ingen
3 Isocitratdehydrogenas Isocitrat → α-ketoglutarat + CO₂ NADH
4 α-ketoglutaratdehydrogenas α-ketoglutarat → succinyl-CoA + CO₂ NADH
5 Succinyl-CoA-syntetas Succinyl-CoA → succinat GTP (eller ATP)
6 Succinatdehydrogenas (komplex II) Succinat → fumarat FADH₂
7 Fumaras Fumarat → malat Ingen
8 Malatdehydrogenas Malat → oxaloacetat NADH

Cykeln förbrukar själv ingen syrgas och bildar nästan ingen ATP direkt. Den är ändå beroende av syrgas, eftersom NAD⁺ och FAD bara återbildas när andningskedjan oxiderar NADH och FADH₂ [4]. Oxaloacetat fungerar som katalysator: en liten mängd räcker för att oxidera stora mängder acetyl-CoA [4].

Reglering

Flödet regleras främst vid citratsyntas, isocitratdehydrogenas och α-ketoglutaratdehydrogenas [4]. En hög NADH/NAD⁺-kvot hämmar cykeln och signalerar att andningskedjan är mättad. En hög ATP/ADP-kvot hämmar isocitratdehydrogenas, och succinyl-CoA hämmar både α-ketoglutaratdehydrogenas och citratsyntas [4]. Kalcium som tas upp i mitokondrien aktiverar isocitratdehydrogenas och α-ketoglutaratdehydrogenas direkt och PDH indirekt via pyruvatdehydrogenasfosfatas; kalcium styr därmed både inflödet av kol till cykeln och flödet genom den [4].

Anapleros och signalfunktioner

Citronsyracykeln är amfibol. Intermediärer tas ut för syntes av bland annat aminosyror, nukleotider, lipider och glukos och måste då ersättas genom anaplerotiska reaktioner, exempelvis karboxylering av pyruvat till oxaloacetat [4][5]. Intermediärerna fungerar dessutom som signalmolekyler som påverkar kromatinmodifiering, DNA-metylering, hypoxisvar och immunfunktion [7].

Andningskedjan

Andningskedjan (elektrontransportkedjan) består av fyra proteinkomplex i det inre mitokondriemembranet och två rörliga elektronbärare, ubikinon (koenzym Q) i membranet och cytokrom c i intermembranrummet [1]. Elektronerna förs från NADH och FADH₂ till den slutliga acceptorn syrgas, och energin som frigörs används av komplex I, III och IV för att pumpa protoner ut ur matrix [1][8].

Komplex Funktion Protoner som pumpas ut per elektronpar Genetiskt ursprung
I, NADH-dehydrogenas Oxiderar NADH; elektronerna förs via flavinmononukleotid och åtta järn-svavelkluster till ubikinon 4 mtDNA och kärn-DNA
II, succinatdehydrogenas Oxiderar succinat till fumarat i citronsyracykeln; elektronerna förs via FADH₂ till ubikinon 0 Enbart kärn-DNA
III, ubikinol-cytokrom c-oxidoreduktas För elektroner från ubikinol till cytokrom c i den så kallade Q-cykeln 4 mtDNA och kärn-DNA
IV, cytokrom c-oxidas För elektroner från cytokrom c till syrgas, som reduceras till vatten 2 mtDNA och kärn-DNA
V, ATP-syntas Använder protonflödet tillbaka till matrix för att bilda ATP Förbrukar cirka 2,7 per ATP mtDNA (ATP6 och ATP8) och kärn-DNA

Elektroner från NADH passerar komplex I, III och IV, vilket ger tio utpumpade protoner per elektronpar, medan elektroner från succinat går in via komplex II och ger sex [9]. Komplex IV reducerar en syrgasmolekyl med fyra elektroner till två vattenmolekyler; därvid tas fyra protoner från matrix och ytterligare fyra pumpas ut [1]. Komplex II är det enda OXPHOS-komplexet som helt kodas av cellkärnans DNA [3].

Komplexen förekommer både fritt i membranet och samlade i superkomplex, där de största, så kallade respirasomer, innehåller komplex I, III och IV. Hos människa beräknas 85 till 100 % av komplex I ingå i superkomplex. Funktionen är omdiskuterad; föreslagna roller är effektivare elektronöverföring, minskad bildning av reaktiva syreföreningar och stabilisering av de enskilda komplexen [1].

Reaktiva syreföreningar

Elektronöverföringen är inte helt tät. En liten del av elektronerna reducerar syrgas ofullständigt till superoxid, den primära mitokondriella reaktiva syreföreningen (ROS), som i isolerade mitokondrier främst bildas vid komplex I [10]. Bildningen är störst när mitokondrierna inte bildar ATP och därför har hög protonmotorisk kraft och en reducerad ubikinonpool, samt vid hög NADH/NAD⁺-kvot i matrix; vid aktiv ATP-syntes är den betydligt lägre [10]. ROS har en fysiologisk signalfunktion men bidrar vid obalans mot antioxidantförsvaret till oxidativ skada på mtDNA, lipider och proteiner [8][1].

Protonmotorisk kraft och ATP-syntes

Protonpumpningen skapar en elektrokemisk gradient över det inre membranet, den protonmotoriska kraften (Δp), som består av en elektrisk komponent (membranpotentialen) och en kemisk komponent (pH-skillnaden). Under fysiologiska förhållanden är den omkring 220 mV; matrixsidan är negativt laddad och svagt alkalisk med pH omkring 8 [1].

ATP-syntaset (komplex V) består av en matrixvänd F1-del och en membranbunden Fo-del. F1 innehåller tre α- och tre β-subenheter kring en central stjälk av subenheterna γ, δ och ε, medan Fo består av en ring av c-subenheter samt bland annat subenheterna a och b; endast ATP6 och ATP8 kodas av mtDNA [1]. När protoner flödar tillbaka till matrix protoneras och deprotoneras en glutamatrest i varje c-subenhet i tur och ordning, vilket får c-ringen och den centrala stjälken att rotera, omkring 100 varv per sekund [9]. Rotationen tvingar de tre β-subenheterna att växla mellan tre konformationer: en som binder ADP och fosfat, en som binder så hårt att ATP bildas och en öppen som frisätter ATP (bindningsväxlingsmekanismen) [1][9].

Hos ryggradsdjur har c-ringen åtta subenheter. Varje varv kräver därför åtta protoner och ger tre ATP, det vill säga cirka 2,7 protoner per ATP [9]. Export av ATP till cytosolen i utbyte mot ADP via ADP/ATP-translokaset och import av fosfat tillsammans med en proton kostar ytterligare en proton, så att varje ATP som når cytosolen kostar cirka 3,7 protoner [9]. Kvoten mellan bildad ATP och förbrukade syreatomer (P/O-kvoten) blir därmed teoretiskt 10/3,7 ≈ 2,7 för NADH och 6/3,7 ≈ 1,6 för succinat [9], nära de experimentellt uppmätta värdena 2,5 respektive 1,5 [11].

Energiutbyte vid fullständig oxidation av glukos

Delsteg Direkt bildat Reducerade elektronbärare ATP-ekvivalenter
Glykolys (cytosol) 2 ATP (netto) 2 NADH 2 + 3 till 5
Pyruvatdehydrogenas Inget 2 NADH 5
Citronsyracykeln 2 GTP 6 NADH och 2 FADH₂ 2 + 15 + 3
Summa Cirka 30 till 32

Beräkningen bygger på P/O-kvoterna 2,5 för NADH och 1,5 för FADH₂ [11]. NADH från glykolysen ger cirka 2,5 ATP om reduktionskraften förs in via malat-aspartatskytteln men cirka 1,5 via glycerolfosfatskytteln, som lämnar elektronerna direkt till ubikinon [6][11]. Även malat-aspartatskytteln har en energikostnad, eftersom aspartatutflödet sker i utbyte mot glutamat och en proton [6]. Den ofta angivna siffran är omkring 30 ATP per glukosmolekyl [1], och i levande vävnad sänks utbytet ytterligare av protonläckaget [2].

Respiratorisk kontroll, frikoppling och hämning

Respiratorisk kontroll

Andning och fosforylering är normalt tätt kopplade [1]. När ATP-förbrukningen ökar förbrukar ATP-syntaset mer av protongradienten, och elektrontransporten och syrgasförbrukningen ökar. När ATP inte förbrukas förblir den protonmotoriska kraften hög och elektronflödet bromsas [10]. Samtidigt hämmar hög ATP/ADP-kvot och hög NADH/NAD⁺-kvot flödet genom PDH och citronsyracykeln, så att substratförbrukningen anpassas till energibehovet [4].

Frikoppling och värmebildning

Protoner kan också läcka tillbaka till matrix förbi ATP-syntaset. Läckaget svarar för cirka 20 % av den mitokondriella syrgasförbrukningen i vila, och värmen från kroppens ämnesomsättning bildas huvudsakligen i andningskedjan, ATP-syntesen och protonläckaget [2]. Brun fettvävnad har specialiserats för att omvandla energin i näringsämnen till värme med hjälp av frikopplingsprotein 1 (UCP1). Värmebildningen styrs av noradrenalin från sympatiska nerver och är grunden för värmebildning utan muskelskakningar, bland annat hos nyfödda [12].

Hämning av cytokrom c-oxidas

Kolmonoxid, vätecyanid, vätesulfid och kväveoxid hämmar alla komplex IV, och hämningen förklarar en stor del av toxiciteten vid förgiftning med dessa gaser [13]. Hämningen genom kolmonoxid och kväveoxid beror på syrgaskoncentrationen, medan hämningen genom cyanid och vätesulfid inte gör det [13].

Syrebrist och laktatbildning

Vid syrebrist stannar elektronflödet till syrgas. NADH kan då inte oxideras, NADH/NAD⁺-kvoten stiger och citronsyracykeln hämmas [4][14]. Pyruvat från glykolysen reduceras i stället till laktat av laktatdehydrogenas, vilket återbildar NAD⁺ så att glykolysen kan fortsätta, men med ett utbyte av endast två ATP per glukos [1][15]. Samma mekanism förklarar laktacidosen vid vävnadshypoxi och vid defekter i andningskedjan [15][14].

Mitokondrier i hjärtmuskeln

Hjärtat förbrukar mer syrgas per viktenhet än något annat organ, och utan kontinuerlig nybildning skulle dess ATP-förråd ta slut inom 2 till 10 sekunder [5]. Normalt kommer cirka 95 % av myokardiets ATP från oxidativ fosforylering och resterande 5 % från glykolys [5]. Av den mitokondriella ATP-produktionen kommer 40 till 60 % från fettsyreoxidation och resten från oxidation av pyruvat (från glukos och laktat), ketonkroppar och aminosyror; grenade aminosyror bidrar med mindre än 2 % [5].

Det friska hjärtat är metaboliskt flexibelt och växlar bränsle efter tillgång, arbetsbelastning, hormonell miljö och syrgastillgång [5]. Hög fettsyreoxidation höjer kvoterna acetyl-CoA/CoA och NADH/NAD⁺, vilket aktiverar PDK och hämmar PDH, så att glukosoxidationen minskar [5]. Bränslevalet påverkar effektiviteten: glukos ger mest ATP per förbrukad syrgas och fettsyror minst [5].

Kalcium, som styr kontraktionen, tas också upp i mitokondrierna via den mitokondriella kalciumuniportern och aktiverar där PDH, isocitratdehydrogenas och α-ketoglutaratdehydrogenas [4]. För lite mitokondriellt kalcium kan därför minska aktiviteten i de metabola enzymerna, medan kalciumöverbelastning kan aktivera celldödsmekanismer [5]. Energin förmedlas från mitokondrierna till myofibrillerna till stor del av kreatinkinassystemet, som fungerar som en energiskyttel mellan mitokondrier och cytosol med fosfokreatin som transport- och buffertform [16].

Vid hjärtsvikt minskar den mitokondriella oxidativa kapaciteten, ATP-produktionen från glykolys ökar kompensatoriskt och hjärtat blir mindre effektivt, det vill säga utför mindre arbete per förbrukad syrgas [5]. Hjärtat vid terminal hjärtsvikt kan innehålla upp till 30 % mindre ATP än ett friskt hjärta [5], och kvoten fosfokreatin/ATP i myokardiet minskar i takt med sjukdomens svårighetsgrad och den kontraktila dysfunktionen [16].

Klinisk betydelse: mitokondriell sjukdom

Primära mitokondriella sjukdomar orsakas av patogena varianter i mtDNA eller i kärngener som styr mitokondriens funktion; varianter i mer än 250 gener har kopplats till sjukdom [3]. Den sammanlagda prevalensen hos vuxna har i en populationsstudie från nordöstra England skattats till ungefär 1 på 4 300, vilket gör gruppen till en av de vanligaste ärftliga neurologiska sjukdomarna hos vuxna [17].

mtDNA ärvs uteslutande på mödernet [3]. Eftersom cellen innehåller många mtDNA-kopior kan muterade och normala molekyler förekomma samtidigt (heteroplasmi), och symtom uppträder först när andelen muterat mtDNA överskrider en vävnadsspecifik tröskel [3]. Den genetiska flaskhalsen vid bildningen av äggceller gör att mutationsbördan kan variera kraftigt mellan syskon och att upprepningsrisken är svår att förutsäga [3]. Punktmutationer är oftast nedärvda, medan storskaliga mtDNA-deletioner vanligen uppstår de novo under embryonalutvecklingen [3]. Kärngenetiska former följer mendelsk nedärvning och är vanligare vid debut i barndomen, medan mtDNA-orsakade former är vanligare hos vuxna [18].

Defekter i OXPHOS ger energibrist som främst drabbar organ med högt energibehov: centrala nervsystemet, skelett- och hjärtmuskel, njurar, lever och endokrina organ [14]. Ansamlingen av NADH och pyruvat förskjuter laktatdehydrogenasreaktionen mot laktat, och laktacidos är ett vanligt fynd [14]. Kardiomyopati är den vanligaste hjärtmanifestationen och förekommer hos uppskattningsvis 20 till 40 % av barn med mitokondriell sjukdom. Hypertrof kardiomyopati är vanligast, men dilaterad och restriktiv kardiomyopati samt vänsterkammar-noncompaction förekommer också, liksom arytmier och retledningsrubbningar [14]. Flera tillstånd bildar igenkännbara syndrom (tabell) [18].

Syndrom Vanlig genetisk orsak Kännetecken
Kronisk progressiv extern oftalmoplegi (CPEO) m.3243A>G eller storskalig mtDNA-deletion; nukleära gener, främst POLG Debut i 20- till 40-årsåldern; ptos, oftalmoplegi, lätt muskelsvaghet, dysfagi, hörselnedsättning
Kearns-Sayres syndrom (KSS) Storskalig mtDNA-deletion, oftast sporadisk Debut före 20 års ålder; extern oftalmoplegi, pigmentretinopati, kardiellt retledningsblock, cerebellär ataxi; protein i likvor över 1 g/L
MELAS m.3243A>G i MT-TL1 (cirka 80 %) Debut från barndomen till 40-årsåldern; strokeliknande episoder, epilepsi, hörselnedsättning, laktacidos, diabetes
MERRF m.8344A>G i MT-TK (cirka 80 %) Debut före 30 års ålder; myoklonus, epilepsi, ataxi, myopati; kardiomyopati med WPW-syndrom
NARP och maternellt nedärvt Leighs syndrom m.8993T>G i MT-ATP6 (komplex V) Neuropati, ataxi, retinitis pigmentosa; Leighs syndrom

Diagnostiken bygger på en sammanvägning av klinisk bild, biokemi, histopatologi och genetik. Massiv parallellsekvensering (genpanel, exom- eller genomsekvensering) är i dag förstahandsmetod och ger samtidigt ett mått på heteroplasmigraden [18]. Muskelbiopsi kan visa ragged red fibers, muskelfibrer med subsarkolemmal ansamling av mitokondrier som kompensatoriskt svar på andningskedjedefekten [3].

Botande behandling saknas för flertalet former. Handläggningen är understödjande och multidisciplinär, med systematisk screening för organkomplikationer [18], tidig behandling av organspecifika komplikationer och undvikande av utlösande faktorer som fasta, interkurrent sjukdom, feber, trauma, kirurgi och mitokondrietoxiska läkemedel [19]. Valproat ska undvikas vid patogena POLG-varianter, eftersom det kan utlösa fulminant leversvikt och förvärra neurologiska symtom, bland annat krampanfall, och planerad långtidsbehandling med aminoglykosider bör föregås av screening för m.1555A>G och m.1494C>T, som är förknippade med aminoglykosidutlöst hörselnedsättning [19]. Nukleosidanaloger mot HIV (NRTI) kan ge myopati, neuropati och laktacidos genom mitokondriell toxicitet, och försiktighet rekommenderas med bland annat statiner, vars laktonformer kan hämma komplex III, samt metformin [19]. Generell anestesi bedöms som säker, men preoperativ fasta bör minimeras och glukos ges intravenöst vid längre ingrepp om patienten inte står på ketogen kost [19]. Kosttillskott som koenzym Q10, L-arginin och vitaminer används ofta, men en internationell konsensus bedömer effekten vid MELAS som obevisad [20].

Källor

  1. Protasoni M, Zeviani M. Mitochondrial Structure and Bioenergetics in Normal and Disease Conditions. Int J Mol Sci 2021. PMID: 33435522
  2. Rolfe DF, Brown GC. Cellular energy utilization and molecular origin of standard metabolic rate in mammals. Physiol Rev 1997. PMID: 9234964
  3. Alston CL, Rocha MC, Lax NZ m.fl. The genetics and pathology of mitochondrial disease. J Pathol 2017. PMID: 27659608
  4. Arnold PK, Finley LWS. Regulation and function of the mammalian tricarboxylic acid cycle. J Biol Chem 2023. PMID: 36581208
  5. Lopaschuk GD, Karwi QG, Tian R m.fl. Cardiac Energy Metabolism in Heart Failure. Circ Res 2021. PMID: 33983836
  6. Borst P. The malate-aspartate shuttle (Borst cycle): How it started and developed into a major metabolic pathway. IUBMB Life 2020. PMID: 32916028
  7. Martínez-Reyes I, Chandel NS. Mitochondrial TCA cycle metabolites control physiology and disease. Nat Commun 2020. PMID: 31900386
  8. Nolfi-Donegan D, Braganza A, Shiva S. Mitochondrial electron transport chain: Oxidative phosphorylation, oxidant production, and methods of measurement. Redox Biol 2020. PMID: 32811789
  9. Watt IN, Montgomery MG, Runswick MJ m.fl. Bioenergetic cost of making an adenosine triphosphate molecule in animal mitochondria. Proc Natl Acad Sci U S A 2010. PMID: 20847295
  10. Murphy MP. How mitochondria produce reactive oxygen species. Biochem J 2009. PMID: 19061483
  11. Hinkle PC. P/O ratios of mitochondrial oxidative phosphorylation. Biochim Biophys Acta 2005. PMID: 15620362
  12. Cannon B, Nedergaard J. Brown adipose tissue: function and physiological significance. Physiol Rev 2004. PMID: 14715917
  13. Cooper CE, Brown GC. The inhibition of mitochondrial cytochrome oxidase by the gases carbon monoxide, nitric oxide, hydrogen cyanide and hydrogen sulfide: chemical mechanism and physiological significance. J Bioenerg Biomembr 2008. PMID: 18839291
  14. El-Hattab AW, Scaglia F. Mitochondrial Cardiomyopathies. Front Cardiovasc Med 2016. PMID: 27504452
  15. Kraut JA, Madias NE. Lactic acidosis. N Engl J Med 2014. PMID: 25494270
  16. Del Franco A, Ambrosio G, Baroncelli L m.fl. Creatine deficiency and heart failure. Heart Fail Rev 2022. PMID: 34618287
  17. Gorman GS, Schaefer AM, Ng Y m.fl. Prevalence of nuclear and mitochondrial DNA mutations related to adult mitochondrial disease. Ann Neurol 2015. PMID: 25652200
  18. Chin HL, Lai PS, Tay SKH. A clinical approach to diagnosis and management of mitochondrial myopathies. Neurotherapeutics 2024. PMID: 38241155
  19. Gruosso F, Montano V, Simoncini C m.fl. Therapeutical Management and Drug Safety in Mitochondrial Diseases, Update 2020. J Clin Med 2020. PMID: 33383961
  20. Mancuso M, Bellusci M, Carelli V m.fl. Diagnostic Criteria and Management of MELAS and Stroke-Like Episodes: Consensus-Based Statements. Eur J Neurol 2026. PMID: 41999163

Uppdaterad 30 september 2026