Haas等学者近期发表文章，讨论了线粒体疾病对神经系统的影响。线粒体疾病涉及多个器官和系统，脑部是最为常见的受累器官。脑的高能量需求使之对能量代谢障碍异常敏感。神经轴的所有结构，包括肌肉、神经肌肉接头、周围神经、脊髓和脑均会受累。遗传性线粒体疾病可由核基因缺陷或线粒体DNA缺陷引起。
由于外显子测序和线粒体基因组测序正在每天不断发现新的基因缺陷，使得线粒体医学得以迅猛发展。线粒体疾病阻碍能量的产生，影响神经系统、疾病病理生理、经典表现型分类、诊断以及治疗。
线粒体是身体所有细胞（除了成熟红细胞）中均有且不可或缺的细胞器。它们在不断融合形成线状网络（Mito-Gk线）动态结构或裂开成为人们更为熟知的椭圆形结构（chondrion–Gk颗粒）。线粒体被认为由共生关系的细菌和真核细胞发展而来，让宿主负担氧化应激。该文章主要针对原发性遗传性线粒体疾病，尽管继发性线粒体功能障碍作为神经退行性变重要组成的角色也逐渐被人们认识到。
虽说通过氧化磷酸化作用产生ATP是线粒体的主要功能，一系列新发现的细胞功能也被证实需要线粒体参与，这些功能包括脂肪、碳水化合物、蛋白质的中间代谢，血钙平衡、自由基产生、凋亡、细胞内信号转导和天然免疫。其中任何线粒体功能的障碍或者失衡都将导致中枢神经系统（CNS）疾病，但致病最为显著的问题便是能量代谢障碍，因为脑重虽仅为体重2%，却需要血液供应的20%，平均每24小时产生约9千克ATP。
多数ATP通过氧化磷酸化作用产生，需要完整的电子传递链。线粒体有其自身DNA（mtDNA，编码97个电子传递链亚单位中的13个）、22种tRNA与2种mRNA。这仅仅是构成线粒体的1200多种蛋白质中的一小部分，但mtDNA突变却可发生很多人类疾病。第一个mtRNA疾病于1988年发生：Leber遗传性视神经病变。mtDNA的缺失是其病因。
线粒体性神经疾病的遗传学较为复杂。mtDNA点突变为母系遗传，但也可为新发事件。单个mtDNA缺失多为散发事件，传播可能性不大，但多mtDNA缺失甚至整个mtDNA缺失是核基因缺陷的结果，将会以常染色体隐性或显性的方式遗传。对于线粒体与核信号通路认识的拓展，人们了解到表观遗传学可能在线粒体疾病多样的表现型中扮演一定的角色。
目前，广为人知的成人遗传学线粒体疾病中60%为mtDNA突变所致，在儿童中，80%都为核基因缺陷引起。遗传异质性（野生型与突变型mtDNA的混合）在不同组织中不同，甚至在不同细胞中也不尽相同。它是线粒体性DNA疾病异质性的决定性因素。
