一个细胞可能含有数千个线粒体,一个线粒体内又包含数个 DNA,而线粒体基因突变仅存在于部分细胞部分线粒体的部分 DNA 中,因此基因突变的 DNA 与野生型 DNA 会共存于同一个细胞中,这叫做杂胞质性。杂胞质性在机体不同组织的不同细胞中也有不同,杂胞质性和阈值效应导致同一个体不同组织器官及不同个体间的临床特征存在差异,主要表现有糖尿病和不同程度的听力损失。
线粒体基因突变
m.3243 A>G 突变 [tRNA Leu(UUR)]
若糖尿病患者出现早期(老年前)感音神经性聋、神经肌肉疾病、身材矮小、生长迟滞、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)异常(脑萎缩)或其他全身性特征,或母亲一方有明显的糖尿病和耳聋家族史,内分泌科医生就应警惕线粒体脑肌病伴乳酸酸中毒和卒中样发作(mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes,MELAS)相关 m.3243 A>G 点突变。
在正常胰岛 β 细胞中,ATP 增高可致 ATP 依赖的钾离子通道关闭,膜去极化,随后钙离子伴随 ATP 一起流入,诱导胰岛素囊泡的易位和胞吐,从而实现胰岛素的分泌与释放。而对于线粒体氧化磷酸化功能受损的胰岛 β 细胞,其 ATP 生成不足,导致钙离子通道的开放受到抑制,从而出现胰岛素分泌障碍[14-15]。