线粒体脑肌病严重的并发症可能会引起脑萎缩。
线粒体脑肌病是由于遗传基因的缺失导致的线粒体结构和功能不正常所引起，以脑和肌肉受到伤害为主的多系统疾病。线粒体是为大脑提供能量作用，当线粒体不正常时，会引起脑组织缺血坏死。由于线粒体脑病反复的发作，会引起缺血坏死的脑细胞越来越多，继而会造成脑萎缩。
线粒体脑肌病还有可能会导致人的智力低下，甚至会因此发生痴呆现象，当出现脑萎缩症状时就表明线粒体脑肌病的病情比较重。