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Reseñas
¿Qué son las mitocondrias?
- Las mitocondrias son orgánulos celulares.
- entre 0,5 y 10 μmol de longitud
- ocupan entre el 3 y el 30% del volumen celular
- Su superficie abarca 14.000 m².
- Las células contienen hasta 1000 mitocondrias (dependiendo de la función de cada célula).
¿Cuál es la estructura de una mitocondria?
- Contiene su propio "ADNm" (estructura de ADN y ribosomas como en las bacterias).
- Pequeño anillo de ADN de doble cadena (v.a. (heredado por la madre)
- De 2 a 10 copias por mitocondria
- Compacto (aprox. 1000 proteínas; casi exclusivamente secuencias codificadas)
- Sin protección contra histonas
- Apenas existen mecanismos de detección y reparación de fallos.
- Por lo tanto, las mitocondrias pueden dañarse fácilmente por procesos oxidativos. & ¡El estrés nitrosativo (radicales libres) puede causar daños!
¿Cuáles son las funciones de las mitocondrias?
- Generación de energía
- Las mitocondrias son las centrales energéticas de nuestras células: los macronutrientes (carbohidratos, proteínas y grasas) contienen energía químicamente ligada que no está directamente disponible para las células (como el petróleo). Esta energía debe procesarse primero fuera de las mitocondrias. Al igual que la gasolina en un motor, los nutrientes procesados se queman (con la ayuda de cofactores) para generar energía utilizable.
- El 95% de la energía celular se produce en las mitocondrias, aproximadamente 65 kg de ATP al día, mediante la fosforilación oxidativa, la beta-oxidación y el ciclo del ácido cítrico.
- Un subproducto de la producción de energía son los radicales libres, que provocan estrés oxidativo (fisiológicamente entre el 2 % y el 5 % del oxígeno; posiblemente hasta el 25 %). Problema: El riesgo de daño a las células 1-3 por radicales libres es alto (¡el daño oxidativo en las mitocondrias es entre 10 y 20 veces más frecuente que en el ADN nuclear!).
- Participación en importantes procesos intracelulares a través del ADN mitocondrial. (ADNmt), z.B. :
- Control de las funciones celulares (a través de la concentración de calcio)
- Protección del resto de la célula contra los radicales libres.
- Función de señalización para el sistema inmunitario (z.B. (Defensa contra virus)
- Implicada en la autofagia (mitofagia) y la apoptosis.
- Suministro de intermediarios para los procesos anabólicos en el ciclo del ácido cítrico. (como los cetoácidos, el ácido cítrico), z.B. para la biosíntesis de aminoácidos y ácidos grasos, gluconeogénesis, formación de hemo
Las cuatro fuentes más importantes de producción de energía en las mitocondrias:
Cofactores relevantes para estos 4 procesos de generación de energía:
Sin el u.g. Los cofactores no pueden catalizar los procesos de producción de energía en las mitocondrias. Por lo tanto, es esencial que estén disponibles en cantidad suficiente. v.a. Deben tenerse en cuenta los siguientes cofactores:
- vitaminas del grupo B
- L-carnitina
- Coenzima Q10
- magnesio
- Ácido alfa-lipoico (ALA)
- azufre
- cobre
- Calcio
- hierro
- manganeso
Anuncio 1: La beta-oxidación y el importante papel de la L-carnitina:
- Metabolismo energético: la L-carnitina como "biotransportador" de ácidos grasos hacia las mitocondrias.
- Molécula transportadora de ácidos grasos libres de cadena larga en las mitocondrias.
- El 95% de la presencia de L-carnitina en el corazón y...Los músculos esqueléticos, porque allí hay una alta demanda de energía y, por lo tanto, una alta "demanda mitocondrial".
- Mejora del rendimiento
- Influencia en los niveles de lípidos en sangre
- Propiedades estabilizadoras de membrana, antioxidantes y neuroprotectoras
- Sistema inmunitario: Aumentado…
- proliferación de linfocitos
- Actividad fagocítica de granulocitos y monocitos
- Actividad de las células asesinas naturales
- función de desintoxicación
- Metabolismo hepático de sustancias tóxicas: Molécula transportadora ("biotransportador") de metabolitos tóxicos para su excreción a través de los riñones.
Anuncio 4: La cadena respiratoria (fosforilación oxidativa) y el importante papel de la coenzima Q10:
- Metabolismo energético: La coenzima Q10 es un componente central de la cadena respiratoria (cadena de transporte de electrones) en la membrana mitocondrial interna (conversión de ubiquinona oxidada a ubiquinol reducido).
- antioxidante
- Reduce el estrés oxidativo y sus consecuencias (arteriosclerosis, cáncer, envejecimiento acelerado, etc.).
- Localización en las mitocondrias (efecto local particularmente bueno y rápido sobre los radicales de oxígeno).
- Implicada en la reducción de la vitamina E oxidada.
- Disfunción mitocondrial, estrés oxidativo y coenzima Q10:
Disfunción mitocondrial/Enfermedades mitocondriales
- La disfunción mitocondrial y las enfermedades mitocondriales implican diversos grados de defectos metabólicos en las mitocondrias. Estos defectos se clasifican de la siguiente manera:
- primaria (determinada genéticamente)
- secundaria (adquirida)
- Las enfermedades mitocondriales son más comunes de lo que se pensaba: prevalencia aproximada de 11,8/100.000.
Causas de la disfunción mitocondrial
(Adaptado de las directrices de la Sociedad Alemana de Neurología)
- Alteraciones en la producción de energía mitocondrial
- En particular, los dos procesos de producción de energía fosforilación oxidativa (4) y degradación de ácidos grasos (1)
- Alto riesgo debido a la formación de radicales libres y a la participación de numerosas enzimas.
- Como resultado de
- Primario: defectos en genes nucleares o mutaciones en el ADN mitocondrial, z.B. deleciones singulares de ADNmt o mutaciones puntuales de ADNmt-ARNt
- Secundario:
- Errores en la generación de energía o en el control de procesos, z.B. debido a trastornos metabólicos, metabolitos, contaminantes, deficiencia de coenzima Q10, L-carnitina, antioxidantes y cofactores
- Influencias epigenéticas (z.B. (del medio ambiente)
Síntomas
- Los síntomas de las enfermedades mitocondriales clásicas se presentan v.a. en tejidos con alta dependencia de la producción de energía mitocondrial y alta demanda de energía, por ejemplo, en el área de:
- Ojos (vista)
- ORL (oído interno)
- Sistema nervioso central (SNC) y sistema nervioso periférico
- Músculos cardíacos y esqueléticos
- páncreas
- riñón
- hígado
- Síntomas “típicos” como indicadores de trastornos mitocondriales (Fuente: (Zeviani et al.)Carelli 2003):
- Adulto:
- fatiga
- debilidad
- Problemas de concentración
- Estado de ánimo deprimido
- Trastornos de la percepción sensorial
- miopatías
- dolor articular
- Niños:
- hipotonía muscular generalizada ("lactante flácido")
- retraso del desarrollo psicomotor
- acidosis láctica
- Insuficiencia cardiopulmonar
- Adulto:
Diagnóstico
Valores normales de laboratorio para parámetros relevantes para la función mitocondrial:
| mitocondrias |
|
| ATP intracelular | 2-8 μmol/l |
| inflamación | |
| PCR sensible | < 5 mg/dl |
| Estrés oxidativo/Estrés nitrosativo (NO) |
|
| Estado antioxidante total (TAS, capacidad antioxidante) en suero | 1,3-1,7 mmol/l |
| Nitrotirosina (correlacionada con la formación de peroxinitrito) | < 10 nmol/l |
Terapia con micronutrientes para la disfunción mitocondrial:
- Enzimas antioxidantes como la SOD, las peroxidasas y las catalasas ("primera línea de defensa").
- Coenzima Q10 (energía y protección contra los radicales libres)
- L-carnitina (energía)
- Vitaminas C, D y E, selenio, zinc y compuestos vegetales secundarios ("segunda línea de defensa": protección contra los radicales libres, efecto antiinflamatorio).
- Cofactores (v.a. complejo de vitamina B
- Posible recomendación de dosificación:
| Ingrediente activo | dosis |
| Vitamina C | 3 x 0,5-1 g |
| Vitamina B1/B2/B3 | 50-100 mg/10-100 mg/50-75 mg |
| zinc | 20-60 mg |
| ácido α-lipoico | 200-600 mg |