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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 la célula respectiva).
¿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 vía materna)
- 2–10 copias por mitocondria
- Compacto (aprox. 1000 proteínas; secuencias codificadas casi exclusivamente)
- Sin protección de 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 dañarlos!
¿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 (similar al 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/día a través de 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 del 2 al 5 % del oxígeno; posiblemente aumentando 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 de 10 a 20 veces más frecuente que en el ADN nuclear!).
- Participación en importantes procesos intracelulares a través del ADN mitocondrial (ADNm), z.B.:
- Control de las funciones celulares (mediante la concentración de calcio)
- Protección del resto de la célula frente a los radicales libres
- Función de señalización para el sistema inmunitario (z.B( . Defensa contra virus)
- Implicado 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.Bpara la biosíntesis de aminoácidos y ácidos grasos, la gluconeogénesis y la formación del 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.gLos cofactores no pueden catalizar los procesos de producción de energía en las mitocondrias. Por lo tanto, su disponibilidad suficiente es esencial. v.aDeben considerarse los siguientes cofactores:
- Vitaminas del complejo B
- L-Carnitina
- Coenzima Q10
- magnesio
- Ácido alfa-lipoico (ALA)
- azufre
- cobre
- Calcio
- hierro
- manganeso
Anuncio 1: Beta-oxidación y el importante papel de la L-carnitina:
- Metabolismo energético: la L-carnitina como "biotransportador" de ácidos grasos a 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, debido a su alta demanda energética y, por lo tanto, a su 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 por vía renal.
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 anteriormente: 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: la fosforilación oxidativa (4) y la degradación de ácidos grasos (1).
- Alto riesgo debido a la formación de radicales y la participación de muchas enzimas.
- Como resultado de
- Primarias: defectos en los genes nucleares o mutaciones en el ADNmt, z.Bdeleciones singulares de mtDNA o mutaciones puntuales de mtDNA-tRNA
- 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
- Aparecen síntomas de enfermedades mitocondriales clásicas v.a...en tejidos con una alta dependencia de la producción de energía mitocondrial y una alta demanda energética, por ejemplo, en la zona de:
- Ojos (vista)
- Otorrinolaringología (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 depresivo
- 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 (correlación de la formación de peroxinitrito) | &< 10 nmol/l |
Terapia con micronutrientes para la disfunción mitocondrial:
- Enzimas antioxidantes como la SOD, peroxidasas, catalasas (“primera línea de defensa”)
- Coenzima Q10 (energía y protección contra radicales libres)
- L-Carnitina (energía)
- Vitaminas C, D y E, selenio, zinc y compuestos vegetales secundarios ("segunda línea de defensa": protección contra radicales libres, efecto antiinflamatorio).
- Cofactores (v.aComplejo 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 |