Ce sunt mitocondriile?

• Mitocondriile sunt organite celulare
• între 0,5 și 10 μmol lungime
• ocupă între 3 și 30% din volumul celulei
• Suprafața sa acoperă 14.000 m².
• Celulele conțin până la 1000 de mitocondrii (în funcție de funcția celulei respective).

Care este structura unui mitocondriu?

• Conține propriul „ADNmt” (structura ADN-ului și a ribozomilor, ca la bacterii)
• Inel mic de ADN dublu catenar (v.a(moștenit prin mamă)
• 2–10 copii pe mitocondrie
• Compact (aprox. 1000 de proteine; secvențe codificate aproape exclusiv)
• Fără protecție histonică
• Aproape niciun mecanism de detectare și reparare a defecțiunilor
• Prin urmare, mitocondriile pot fi ușor deteriorate de procesele oxidative. &și stresul nitrozativ (radicalii liberi) le poate deteriora!

Care sunt funcțiile mitocondriilor?

1. Generarea de energie
   1. Mitocondriile sunt centrele de energie și motoarele celulelor noastre: Macronutrienții (carbohidrați, proteine, grăsimi) conțin energie legată chimic, care nu este disponibilă direct celulelor (în comparație cu „petrolul”). Această energie trebuie mai întâi procesată în afara mitocondriilor. La fel ca „benzina” dintr-un motor, nutrienții procesați sunt arși (cu sprijinul „cofactorilor”) pentru a genera energie utilizabilă.
   2. 95% din energia celulară este produsă în mitocondrii, ~65 kg ATP/zi prin fosforilare oxidativă, beta-oxidare și ciclul acidului citric.
   3. Un produs secundar al producerii de energie sunt radicalii liberi, care duc la stres oxidativ (fiziologic 2-5% oxigen; posibil crescând până la 25%). Problemă: Riscul de deteriorare a celulelor 1-3 din cauza radicalilor liberi este ridicat (deteriorarea oxidativă în mitocondrii este de 10-20 de ori mai frecventă decât în ​​ADN-ul nuclear)!
2. Implicarea în procese intracelulare importante prin intermediul ADN-ului mitocondrial (ADNmt), z.B.:
   1. Controlul funcțiilor celulare (prin concentrația de calciu)
   2. Protecția restului celulei împotriva radicalilor liberi
   3. Funcția de semnalizare pentru sistemul imunitar (z.B( . Apărare împotriva virușilor)
   4. Implicat în autofagie (mitofagie) și apoptoză
3. Furnizarea de intermediari pentru procesele anabolice din ciclul acidului citric (cum ar fi acizii cetogenici, acidul citric), z.Bpentru biosinteza aminoacizilor și acizilor grași, gluconeogeneză, formarea hemului

Cele mai importante patru surse de producere a energiei în mitocondrii:

Cofactori relevanți pentru aceste 4 procese de generare a energiei:

Fără u.gCofactorii nu pot cataliza procesele de producere a energiei în mitocondrii. Prin urmare, o disponibilitate suficientă este esențială. v.aAr trebui luați în considerare următorii cofactori:

• Vitaminele B
• L-Carnitină
• Coenzima Q10
• magneziu
• Acid alfa-lipoic (ALA)
• sulf
• cupru
• Calciu
• fier
• mangan

Reclama 1: Beta-oxidarea și rolul important al L-carnitinei:

• Metabolismul energetic: L-carnitina ca „biopurtător” al acizilor grași în mitocondrii
  • Moleculă de transport pentru acizi grași liberi cu lanț lung în mitocondrii
  • 95% din cazurile de prezență a L-carnitinei în inimă și...Mușchii scheletici, deoarece există o cerere mare de energie și, prin urmare, o „cerere mitocondrială” mare acolo.
  • Îmbunătățirea performanței
• Influența asupra nivelului lipidelor din sânge
• Proprietăți de stabilizare a membranei, antioxidante și neuroprotectoare
• Sistem imunitar: Creșterea…
  • Proliferarea limfocitelor
  • Activitatea fagocitară a granulocitelor și monocitelor
  • Activitatea celulelor killer naturale
• funcția de detoxifiere
  • Metabolismul hepatic al substanțelor toxice: Moleculă de transport („biopurtător”) al metaboliților toxici pentru excreție prin rinichi

Ad 4: Lanțul respirator (fosforilarea oxidativă) și rolul important al coenzimei Q10:

• Metabolismul energetic: Coenzima Q10 este o componentă centrală a lanțului respirator (lanțul de transport al electronilor) din membrana mitocondrială internă (conversia ubichinonei oxidate în ubiquinol redus)
• antioxidant
  • Reduce stresul oxidativ și consecințele acestuia (arterioscleroză, cancer, îmbătrânire accelerată etc.)
  • Localizare în mitocondrii (efect local deosebit de bun și rapid asupra radicalilor de oxigen)
  • Implicat în reducerea oxidării vitaminei E
• Disfuncție mitocondrială, stres oxidativ și coenzima Q10:

Disfuncție mitocondrială/Boli mitocondriale

• Disfuncția mitocondrială și bolile mitocondriale implică diferite grade de defecte metabolice în mitocondrii. Aceste defecte sunt clasificate după cum urmează:
  • primar (determinat genetic)
  • secundar (dobândit)
• Bolile mitocondriale sunt mai frecvente decât se credea anterior: prevalența este de aproximativ 11,8/100.000

Cauzele disfuncției mitocondriale

(adaptat după ghidurile Societății Germane de Neurologie)

• Perturbări în producția de energie mitocondrială
  • În special, cele două procese de producere a energiei, fosforilarea oxidativă (4) și degradarea acizilor grași (1),
  • Risc ridicat din cauza formării radicalilor și a implicării multor enzime
  • Ca rezultat al
    • Primar: defecte ale genelor nucleare sau mutații ale ADN-ului mt, z.Bdeleții singulare de ADNmt sau mutații punctuale ADNmt-ARNt
    • Secundar:
      • Erori în generarea energiei sau în controlul procesului, z.Bdin cauza tulburărilor metabolice, metaboliților, poluanților, deficitului de coenzimă Q10, L-carnitină, antioxidanților și cofactorilor
      • Influențe epigenetice (z.B(din mediu)

Simptome

• Simptomele bolilor mitocondriale clasice apar v.a...în țesuturi cu o dependență ridicată de producția de energie mitocondrială și o cerere mare de energie, de exemplu în domeniul:
  • Ochi (vedere)
  • ORL (urechea internă)
  • Sistemul nervos central (SNC) și sistemul nervos periferic
  • Mușchii cardiaci și scheletici
  • pancreas
  • rinichi
  • ficat
• Simptome „tipice” ca indicatori ai tulburărilor mitocondriale (Sursa: (Zeviani et al.))Carelli 2003):
  • Adult:
    • oboseală
    • slăbiciune
    • Probleme de concentrare
    • Stare depresivă
    • Tulburări de percepție senzorială
    • Miopatii
    • Dureri articulare
  • Copii:
    • hipotonie musculară generalizată („sugar flasc”)
    • întârzierea dezvoltării psihomotorii
    • Acidoză lactică
    • Insuficiență cardiopulmonară

Diagnosticare

Valori normale de laborator pentru parametrii relevanți pentru funcția mitocondrială:

Mitocondrii
ATP intracelular Piruvat lactat Lactat-piruvat Întrebarea 10 L-Carnitină LDH (ser) Mitocondrii active (vezi activitatea mitocondrială)	2-8 μmol/l 39-82 μmol/l 5-20 mg/dl (0,55-2,2 mmol/l) &< 20:1 (ideal 10:1) 0,5-2,5 mg/l 20-50 mmol/l &< 245 U/l > 99%
inflamaţie
CRP sensibilă IL-6 IL-8 IL-10 (celule T) TNF-α (macrofage)	&< 5 mg/dl &<5 pg/ml &<2 pg/ml &< 1072 pg/ml < 0,5 pg/ml sau &< 8,1 pg/ml
Stres oxidativ/stres nitrozativ (NO)
Status antioxidant total (TAS, capacitate antioxidantă) în ser MDA (malondialdehidă) în plasma cu EDTA Hidroperoxizi (1 FORT = 7,6 mcmol/l H2O2)	1,3-1,7 mmol/l 0,36-1,42 μmol/l &< 230 FORT
Nitrotirozină (corelată cu formarea peroxinitriților) Holo-transcobalamină în ser (B12 = Fără captator) sau acid metilmalonic (marker al deficitului de vitamina B12) în urină	&10 nmol/l &50 pmol/l &< 2 nmol/mol creatinină

Terapia cu micronutrienți pentru disfuncția mitocondrială:

• Enzime antioxidante precum SOD, peroxidazele, catalazele („prima linie de apărare”)
• Coenzima Q10 (energie și protecție împotriva radicalilor liberi)
• L-Carnitină (energie)
• Vitaminele C, D și E, seleniu, zinc și compuși secundari din plante („a doua linie de apărare”: protecție împotriva radicalilor liberi, efect antiinflamator)
• Cofactori (v.aComplexul de vitamine B)
• Recomandare posibilă de dozaj:

Ingredient activ	doza
Vitamina C Vitamina E seleniu Polifenoli (z.B(Resveratrol) Coenzima Q10	3 x 0,5-1 g 200-400 mg 100 μg 40-125 mg 60-150 mg
Vit. B1/B2/B3 Vit.Vitamina B6/B12/Acid folic/Vitamina B5	50-100 mg/10-100 mg/50-75 mg 50-100 mg/1 mg/1 mg/10-100 mg
zinc mangan magneziu Acizi grași nesaturați L-Carnitină	20-60 mg 2-30 mg 300-500 mg 1-3 g 1-3 g
Acid α-lipoic	200-600 mg