Mitokondri nedir?

• Mitokondriler hücre organelleridir.
• 0,5 ile 10 μmol uzunluğunda
• hücre hacminin %3 ila %30'unu işgal ederler.
• Yüzey alanı 14.000 m²'yi kapsıyor.
• Hücreler, ilgili hücrenin işlevine bağlı olarak 1000'e kadar mitokondri içerebilir.

Mitokondrinin yapısı nedir?

• Kendi "mDNA"sını (bakterilerdeki gibi DNA ve ribozom yapısı) içerir.
• Küçük çift sarmallı DNA halkası (v.a. (anneden miras kalan)
• Mitokondri başına 2-10 kopya
• Kompakt (yaklaşık 1000 protein; neredeyse tamamen kodlanmış diziler)
• Histon koruması yok.
• Arıza tespit ve onarım mekanizmaları neredeyse hiç yok.
• Bu nedenle mitokondriler oksidatif süreçlerden kolayca zarar görebilir. & Nitrozatif stres (serbest radikaller) hasara neden olabilir!

Mitokondrilerin işlevleri nelerdir?

1. Enerji üretimi
   1. Mitokondriler hücrelerimizin enerji santralleri ve motorlarıdır: Makro besinler (karbonhidratlar, proteinler, yağlar) hücreler tarafından doğrudan kullanılamayan kimyasal olarak bağlı enerji içerir (tıpkı "petrol" gibi). Bu enerji önce mitokondri dışında işlenmelidir. Bir motordaki "benzin" gibi, işlenmiş besinler (kofaktörlerin desteğiyle) yakılarak kullanılabilir enerji üretilir.
   2. Hücre enerjisinin %95'i mitokondrilerde üretilir; oksidatif fosforilasyon, beta-oksidasyon ve sitrik asit döngüsü yoluyla günde yaklaşık 65 kg ATP üretilir.
   3. Enerji üretiminin bir yan ürünü olan serbest radikaller, oksidatif strese yol açar (fizyolojik olarak oksijenin %2-5'i; muhtemelen %25'e kadar artar). Sorun: Serbest radikallerin 1-3. hücrelere zarar verme riski yüksektir (mitokondrideki oksidatif hasar, nükleer DNA'dakinden 10-20 kat daha sık görülür)!
2. Mitokondriyal DNA aracılığıyla önemli hücre içi süreçlere katılım (mDNA), z.B. :
   1. Hücre fonksiyonlarının kontrolü (kalsiyum konsantrasyonu yoluyla)
   2. Hücrenin geri kalanının serbest radikallerden korunması
   3. Bağışıklık sistemi için sinyal verme işlevi (z.B. (Virüs savunması)
   4. Otofaji (mitofaji) ve apoptozda rol oynar.
3. Sitrik asit döngüsündeki anabolik süreçler için ara ürünlerin sağlanması (keto asitler, sitrik asit gibi), z.B. amino asit ve yağ asidi biyosentezi, glukoneogenez, hem oluşumu için

Mitokondrilerde enerji üretiminin en önemli dört kaynağı şunlardır:

Bu 4 enerji üretim süreci için ilgili yardımcı faktörler:

Olmadan u.g. Kofaktörler mitokondrideki enerji üretim süreçlerini katalize edemezler. Bu nedenle, yeterli miktarda bulunmaları şarttır. v.a. Aşağıdaki eş faktörler dikkate alınmalıdır:

• B vitaminleri
• L-Karnitin
• Koenzim Q10
• magnezyum
• Alfa-lipoik asit (ALA)
• sülfür
• bakır
• Kalsiyum
• ütü
• manganez

Reklam 1: Beta-oksidasyon ve L-karnitinin önemli rolü:

• Enerji metabolizması: L-karnitin, yağ asitlerinin mitokondriye taşınmasında "biyolojik taşıyıcı" görevi görür.
  • Mitokondride serbest uzun zincirli yağ asitleri için taşıma molekülü
  • L-karnitinin kalp ve... organlarda görülme sıklığının %95'i...İskelet kasları, yüksek enerji ihtiyacı ve dolayısıyla yüksek "mitokondriyal ihtiyaç" nedeniyle bu kaslara ihtiyaç duyar.
  • Performans artırıcı
• Kan lipid düzeyleri üzerindeki etkisi
• Membranı stabilize edici, antioksidan ve nöroprotektif özellikler
• Bağışıklık sistemi: Artmış…
  • Lenfosit çoğalması
  • Granülositlerin ve monositlerin fagositoz aktivitesi
  • Doğal öldürücü hücre aktivitesi
• detoksifikasyon fonksiyonu
  • Karaciğerde toksik maddelerin metabolizması: Toksik metabolitlerin böbrekler yoluyla atılması için taşıyıcı molekül ("biyotaşıyıcı").

Bölüm 4: Solunum zinciri (oksidatif fosforilasyon) ve koenzim Q10'un önemli rolü:

• Enerji metabolizması: Koenzim Q10, iç mitokondriyal zarda solunum zincirinin (elektron taşıma zinciri) merkezi bir bileşenidir (oksitlenmiş ubikinonun indirgenmiş ubikinole dönüştürülmesi).
• antioksidan
  • Oksidatif stresi ve bunun sonuçlarını (damar sertliği, kanser, hızlanmış yaşlanma vb.) azaltır.
  • Mitokondride lokalizasyon (özellikle oksijen radikalleri üzerinde iyi ve hızlı yerel etki)
  • Oksitlenmiş E vitamininin indirgenmesinde rol oynar.
• Mitokondriyal disfonksiyon, oksidatif stres ve koenzim Q10:

Mitokondriyal disfonksiyon/Mitokondriyal hastalıklar

• Mitokondriyal disfonksiyon ve mitokondriyal hastalıklar, mitokondrilerde değişen derecelerde metabolik kusurları içerir. Bu kusurlar aşağıdaki gibi sınıflandırılır:
  • birincil (genetik olarak belirlenmiş)
  • ikincil (edinilmiş)
• Mitokondriyal hastalıklar daha önce düşünüldüğünden daha yaygın: görülme sıklığı yaklaşık 11,8/100.000

Mitokondriyal disfonksiyonun nedenleri

(Alman Nöroloji Derneği'nin yönergelerinden uyarlanmıştır)

• Mitokondriyal enerji üretimindeki bozulmalar
  • Özellikle, iki enerji üretim süreci oksidatif fosforilasyon (4) ve yağ asidi bozunumu (1)
  • Radikal oluşumu ve birçok enzimin katılımı nedeniyle yüksek risk.
  • Sonucunda
    • Birincil nedenler: nükleer genlerdeki kusurlar veya mtDNA'daki mutasyonlar, z.B. tekil mtDNA delesyonları veya mtDNA-tRNA nokta mutasyonları
    • İkincil:
      • Enerji üretiminde veya proses kontrolünde meydana gelen hatalar, z.B. Metabolik bozukluklar, metabolitler, kirleticiler, koenzim Q10, L-karnitin, antioksidanlar ve kofaktör eksikliği nedeniyle
      • Epigenetik etkiler (z.B. (çevreden)

Belirtiler

• Klasik mitokondriyal hastalıkların belirtileri ortaya çıkar. v.a. Mitokondriyal enerji üretimine yüksek oranda bağımlı ve yüksek enerji ihtiyacı olan dokularda, örneğin şu bölgelerde:
  • Gözler (görüş)
  • KBB (iç kulak)
  • Merkezi sinir sistemi (MSS) ve periferik sinir sistemi
  • Kalp ve iskelet kasları
  • pankreas
  • böbrek
  • karaciğer
• Mitokondriyal bozuklukların göstergesi olarak "tipik" semptomlar (Kaynak: (Zeviani vd.))Carelli 2003):
  • Yetişkin:
    • tükenmişlik
    • zayıflık
    • Konsantrasyon sorunları
    • Depresif ruh hali
    • Duyusal algı bozuklukları
    • Miyopatiler
    • Eklem ağrısı
  • Çocuklar:
    • genel kas hipotoni ("gevşek bebek")
    • psikomotor gelişim gecikmesi
    • Laktik asidoz
    • Kalp ve akciğer yetmezliği

Teşhis

Mitokondriyal fonksiyonla ilgili parametreler için normal laboratuvar değerleri:

Mitokondri
ATP hücre içi Piruvat laktat Laktat-piruvat Soru 10 L-Karnitin LDH (Serum) Aktif mitokondriler (bkz. mitokondriyal aktivite)	2-8 μmol/l 39-82 μmol/l 5-20 mg/dl (0,55-2,2 mmol/l) < 20:1 (ideal oran 10:1) 0,5-2,5 mg/l 20-50 mmol/l < 245 U/l > %99
iltihaplanma
hassas CRP IL-6 IL-8 IL-10 (T hücreleri) TNF-α (makrofajlar)	< 5 mg/dl < 5 pg/ml < 2 pg/ml < 1072 pg/ml < 0,5 pg/ml veya < 8,1 pg/ml
Oksidatif stres/Nitrozatif (NO) stres
Serumdaki toplam antioksidan durumu (TAS, antioksidan kapasitesi) EDTA plazmasındaki MDA (malondialdehit) Hidroperoksitler (1 FORT = 7,6 mcmol/l H2O2)	1,3-1,7 mmol/l 0,36-1,42 μmol/l < 230 KALE
Nitrotirozin (peroksinitrit oluşumuyla ilişkili) Serumdaki holo-transkobalamin (B12 = NO tutucu) veya idrarda metilmalonik asit (B12 eksikliği göstergesi).	< 10 nmol/l < 50 pmol/l < 2 nmol/mol kreatinin

Mitokondriyal disfonksiyon için mikro besin tedavisi:

• SOD, peroksidazlar, katalazlar gibi antioksidan enzimler ("1. savunma hattı")
• Koenzim Q10 (enerji ve serbest radikal koruması)
• L-Karnitin (enerji)
• C, D ve E vitaminleri, selenyum, çinko ve ikincil bitki bileşikleri ("2. savunma hattı": serbest radikal koruması, iltihap önleyici)
• Kofaktörler (v.a. B vitamini kompleksi
• Olası doz önerisi:

Aktif bileşen	doz
C vitamini E vitamini selenyum Polifenoller (z.B. Resveratrol) Koenzim Q10	3 x 0,5-1 g 200-400 mg 100 μg 40-125 mg 60-150 mg
B1/B2/B3 Vitamini Vit.B6 Vitamini/B12 Vitamini/Folik asit/B5 Vitamini	50-100 mg/10-100 mg/50-75 mg 50-100 mg/1 mg/1 mg/10-100 mg
çinko manganez magnezyum Doymamış yağ asitleri L-Karnitin	20-60 mg 2-30 mg 300-500 mg 1-3 g 1-3 g
α-Lipoik asit	200-600 mg