Cómo el envejecimiento afecta a las mitocondrias en las neuronas y contribuye a las enfermedades relacionadas con la edad

Neuronas

Historia en Breve -

  • Las mitocondrias son las fuentes energéticas de sus células que producen la mayor parte de energía que se genera en su cuerpo. También coordinan la apoptosis, o muerte celular programada – un proceso importante que asegura la muerte de las células que funcionan inadecuadamente y que de lo contrario podrían convertirse en cáncer
  • En vista de que su cerebro es el órgano que más necesita energía, es particularmente susceptible a la producción de energía deteriorada por culpa de las mitocondrias deficientes, y los investigadores ahora sugieren que esto es lo que hace que el cerebro humano sea susceptible a enfermedades relacionadas con la edad
  • En el caso de las personas de edad avanzada, los genes mitocondriales relacionados con la producción energética se vuelven progresivamente menos activos. Las mitocondrias suelen ser menos densas y más fragmentadas, además, producen cantidades mucho menores de energía
  • Los radicales libres formados a nivel mitocondrial suelen ser extremadamente nocivos, por lo que debe minimizarlos. Algunas de las estrategias más efectivas son la cetosis cíclica, la restricción calórica (ayuno), el momento en el que come, el ejercicio y la elusión de los campos electromagnéticos
  • Algunos de los suplementos que ayudan a optimizar la función mitocondrial son CoQ10, PQQ, berberina, magnesio, niacina de liberación no temporizada y D-ribosa

Por el Dr. Mercola

En los últimos años, se ha hecho más evidente que la mayor parte de lo que conocemos como salud y enfermedad está relacionado con la función de sus mitocondrias – pequeños orgánulos dentro de sus células que desempeñan un papel importante en la producción de trifosfato de adenosina (ATP, por sus siglas en inglés) que es necesario para todas las funciones biológicas.

Si sus mitocondrias no funcionan adecuadamente, su riesgo de sufrir alguna enfermedad crónica degenerativa aumentará radicalmente. Cabe esperar que optimizar sus mitocondrias también sea vital para las estrategias que buscan prolongar la vida.

En vista de que su cerebro es el órgano que más necesita energía (al consumir hasta un 20 % de la que todo su cuerpo utiliza),1 es particularmente susceptible a la producción de energía deteriorada por culpa de las mitocondrias deficientes y los investigadores ahora sugieren que, al parecer, esto hace que el cerebro humano sea susceptible a enfermedades relacionadas con la edad. De acuerdo con lo publicado en Salk News:2

"Los investigadores de Salk utilizaron un nuevo método para descubrir que las células de personas mayores tenían alteraciones en las mitocondrias – las fuentes energéticas de las células – y una menor producción de energía.

Comprender mejor los efectos del envejecimiento en las mitocondrias podría revelar más sobre el vínculo entre la disfunción mitocondrial y las enfermedades cerebrales relacionadas con la edad, como el Alzheimer y el Parkinson".

Disfunción mitocondrial y enfermedad cerebral relacionada con la edad

La investigación3 en cuestión que fue publicada en la edición de mayo de Cell Reports, respalda "una explicación bioenergética para la alta susceptibilidad del cerebro ante el envejecimiento".

Con la edad, las mitocondrias suelen disminuir tanto en número como en función, y esta disfunción relacionada con la edad es causada por una producción de ATP deteriorada y un aumento en el daño oxidativo. De acuerdo con los autores:

"La disfunción mitocondrial se caracteriza por la pérdida del potencial en la membrana mitocondrial, que está directamente relacionada con la pérdida de energía generada a través de la cadena de transporte de electrones que realiza la fosforilación oxidativa (OXPHOS, por sus siglas en inglés); se cree que la disfunción de OXPHOS sienta las bases para el desarrollo de trastornos relacionados con la edad.

Curiosamente, las enfermedades mitocondriales congénitas que pueden ser causadas por mutaciones en genes codificados en el ADN nuclear, que codifica la gran mayoría de genes mitocondriales, o genes codificados en el ADN mitocondrial suelen relacionarse con fenotipos neurodegenerativos, lo que indica que las neuronas cerebrales tienen una vulnerabilidad particular frente a los defectos mitocondriales.

Del mismo modo, el cerebro humano es un órgano que se ve sumamente afectado por el envejecimiento, y la edad avanzada es el factor de riesgo más fuerte para la mayoría de los trastornos neurodegenerativos".

Aunque la mayoría de los métodos de investigación aplican factores químicos estresantes en las células con el fin de simular el envejecimiento celular, el grupo Salk, dirigido por Rusty Gage, profesor de Salk Laboratory of Genetics, utilizó un nuevo método desarrollado previamente por dicho experto que convierte directamente las células cutáneas en neuronas que se conocen como “neuronas inducidas” o iNs, por sus siglas en inglés.

Este tipo de neuronas les permitieron observar los efectos del envejecimiento natural en las mitocondrias.

Los genes mitocondriales relacionados con la producción energética se desactivan en personas mayores

Para el estudio presentado, el equipo recolectó células cutáneas de participantes cuyas edades oscilaban entre los 0 y 89 años para más tarde crear iNs de cada donante. Luego estudiaron las mitocondrias dentro de cada conjunto haciendo uso de diversos métodos.

Curiosamente, mientras que las mitocondrias en las células cutáneas mostraron pocas variaciones entre los grupos de edad, una vez que las células se convirtieron en neuronas, surgieron diferencias significativas.

En las iNs de los participantes de edad avanzada, los genes mitocondriales relacionados con la producción de energía fueron rechazados. Las mitocondrias también eran menos densas y más fragmentadas, además, generaban cantidades mucho menores de energía.

El potencial de la membrana mitocondrial fue, en promedio, 43 % más bajo en las iNs más vetustas en comparación con las más recientes.

"Casi todas las áreas que examinamos – funcionales, genéticas y morfológicas – tenían defectos", dijo Jerome Mertens, científico del equipo de Salk y autor del estudio correspondiente.

Los autores también señalaron que las diferencias en la susceptibilidad ante el envejecimiento mitocondrial entre varios tipos de células parecen depender del nivel de fosforilación oxidativa que la célula en cuestión realiza, y que "el perfil metabólico de las neuronas podría volverlas particularmente vulnerables al envejecimiento mitocondrial".

Según lo informado por Salk News:

"Los investigadores plantearon la hipótesis de que la razón por la cual las mitocondrias de las iNs se veían más afectadas por el envejecimiento en comparación con las mitocondrias de las células cutáneas era porque las neuronas dependen más de las mitocondrias para abastecer sus necesidades energéticas.

‘No importa si tiene un automóvil viejo con un motor dañado que se queda estacionado en su cochera todos los días. Pero si emprende un viaje con ese automóvil, el motor se convertirá en un gran problema’, explicó Mertens.

El hallazgo muestra cómo el envejecimiento puede afectar los órganos de forma diferente en todo el cuerpo. Los investigadores quieren comenzar a aplicar su método con el fin de estudiar diversas enfermedades relacionadas con la edad, como el Alzheimer y el Parkinson.

En el pasado, los defectos mitocondriales han sido implicados en estas enfermedades. Al recolectar células cutáneas de los pacientes y crear iNs, el equipo puede observar cómo las mitocondrias neuronales de los pacientes con dichas enfermedades son diferentes en comparación con las mitocondrias neuronales de las personas mayores que no las sufren".

La función mitocondrial es importante para la protección tumoral

Además de convertir los alimentos que consume en energía, sus mitocondrias también tienen otras funciones radicalmente importantes. Por ejemplo, actúan como coordinadores de la apoptosis, o muerte celular programada – un proceso fundamental que asegura la muerte de las células que funcionan inadecuadamente y que pueden convertirse en tumores para evitar ser eliminadas.

A lo largo de la vida de una célula, esta sufrirá algún tipo de daño inevitablemente. Una vez que el daño haya alcanzado cierto umbral, la célula recibirá señales para autodestruirse.

Sus mitocondrias determinan si se ha alcanzado ese umbral, asimismo, son las precursoras del subsiguiente programa de autodestrucción celular. Si sus mitocondrias no están funcionando adecuadamente, posiblemente no puedan determinar correctamente cuándo se ha alcanzado dicho umbral de daño ni puedan darle a la célula dañada la señal de apoptosis.

El resultado es obvio, sus células terminan severamente dañadas rondando, acumulando y contribuyendo a una mayor disfunción.

Además, para que se genere el alud de apoptosis, se requiere la entrada de energía. Por lo que, aun y cuando sus mitocondrias puedan determinar que se ha alcanzado el umbral y sean capaces de señalizar la apoptosis, si no cuenta con el nivel de energía suficiente, las células deficientes sobrevivirán y se multiplicarán. Esto, en pocas palabras, es cómo las mitocondrias disfuncionales terminan causando cáncer.

Los radicales libres de superóxido son un enemigo primordial

Aunque las mitocondrias pueden sufrir diversos tipos de daños, muchos de ellos se deben a los radicales libres de superóxido – que se crean cuando los electrones escapan de la cadena de transporte de electrones (ETC, por sus siglas en inglés) y reaccionan con el oxígeno.

Este es un proceso normal y saludable, pero cuando se crea superóxido en niveles superiores a lo que se considera como saludable, dañará el ADN en sus mitocondrias.

¿Qué causa una fuga en exceso de electrones fuera de la ETC en su mitocondria? En pocas palabras, el hecho de no ser metabólicamente flexible y quemar un porcentaje más alto de carbohidratos que de grasa, lo cual hace que pierda mucho más de estos electrones que se combinan con el oxígeno molecular para formar superóxido.

Con un nombre como superóxido, uno pensaría que esta molécula sería sumamente nociva y peligrosa, sin embargo, es relativamente benigna. Se pensó que su conversión a peróxido de hidrógeno y la combinación con el hierro (reacción de Fenton) para formar radicales libres de hidroxilo causaron la mayor parte del daño.

Sin embargo, esta visión ha cambiado radicalmente en este siglo. Ahora se piensa que, aunque los radicales de hidroxilo son perjudiciales, no se desplazan muy lejos, solo recorren la distancia de una proteína, y su daño es relativamente restringido.

El problema principal que conlleva la generación excesiva de superóxido es que puede combinarse con el óxido nítrico para formar lo que probablemente sea la molécula más peligrosa en su cuerpo, el peroxititrato.

Exposición a los campos electromagnéticos

Recientemente pasé cientos de horas leyendo miles de páginas sobre este tema y terminé escribiendo un ensayo de 30 páginas para una publicación revisada por pares que detalla ampliamente el concepto de cómo se puede usar la biología molecular para comprender y remediar la mayoría de las enfermedades crónicas.

Espero poder publicar el ensayo en nuestro sitio a finales de este año, una vez que se haya aprobado su publicación en la revista.

Pero, en resumen, la tormenta perfecta de ADN, proteínas celulares y destrucción de la membrana se crea cuando no es capaz de quemar grasa para obtener combustible y genera un exceso de superóxido que más tarde lo dejará expuesto a los campos electromagnéticos (EMF, por sus siglas en inglés).

Esto provoca un aumento radical en la liberación de óxido nítrico que se combina casi instantáneamente con el superóxido para crear enormes niveles de peroxinitrato, lo que desencadena un alud de fenómenos destructivos para su ADN celular y mitocondrial, así como para las membranas y proteínas.

Aunque todo el daño biológico es motivo de preocupación, lo más inquietante son las roturas de la cadena de ADN, ya que provocarán un aumento radical en la inflamación y prácticamente en todas las enfermedades degenerativas.

Por fortuna, su cuerpo puede reparar este ADN dañado con una familia de enzimas llamada PARP (poli ADP ribosa polimerasa). Es un sistema de reparación muy eficaz y funciona maravillosamente para reparar el daño siempre y cuenta tenga suficiente combustible.

¿Y cuál es ese combustible? Es la nicotinamida adenina dinucleótido, o NAD +, de la que quizás sepa algo por las últimas noticias. Cuando el exceso de peroxititrato activa la enzima PARP para reparar el daño del ADN, esta consume la NAD + y si se agota no podrá reparar el daño, que probablemente sea la causa principal de la mayoría de las enfermedades actuales.

En ocasiones previas he escrito en detalle artículos sobre los EMF y cómo puede mitigar su exposición a los mismos. La clave es entender que la combinación de la exposición a los EMF y la incapacidad para quemar grasa como su primera fuente de combustible es lo que causa el efecto dominó de la destrucción biológica que atestiguamos hoy en día.

La NAD + es fundamental para mantener la salud celular y mitocondrial

Mejorar los niveles de NAD + es un tema muy complejo y probablemente necesite un libro que se lo pueda explicar en detalle, uno que en realidad ya estoy escribiendo. Sin embargo, optimizar los niveles de NAD + puede ser la estrategia individual más importante para mejorar su salud mitocondrial.

El primer paso es reducir el consumo de NAD + mediante una alimentación adecuada, junto con la elusión de EMF. Asimismo, existen inhibidores de vías inflamatorias, como CD38, que consumen NAD + y que también puede aumentar sus niveles. Finalmente, existen estrategias para convertir la NADH en NAD +, que es la forma beneficiosa de NAD.

Existe otra estrategia sencilla y económica para aumentar la NAD + a partir de un precursor biológico. De forma paralela encontramos otras 4 que no se detallarán en el presente artículo, sin embargo, la menos costosa es la niacina de liberación no temporizada (vitamina B3).

En efecto, la misma vitamina que se ha utilizado para curar la pelagra y mejorar la enfermedad cardíaca durante los últimos 50 años. Aunque la niacinamida funciona, la evidencia sugiere que no es tan efectiva y además suprime las sirtuinas que son importantes y beneficiosas.

La niacina causará rubor en prácticamente todas las personas que la tomen por primera vez en una dosis de 300 miligramos (mg), por lo que comenzar con dosis más pequeñas de 25 mg resultará más adecuado y aumentar la dosis hasta 200 a 300 mg varias veces al día parece ser una medida prudente.

En lo particular, prefiero el polvo de niacina, ya que es menos costoso y no tiene ningún agente de flujo agregado como el estearato de magnesio.

La quema eficiente de grasa minimiza el daño mitocondrial

Con suerte, ahora estará aún más motivado para optimizar su alimentación gracias a lo que le acabo de compartir. El tema central de mi libro "Fat for Fuel" detalla diversas estrategias que buscan minimizar la producción excesiva de superóxido al enseñarle a su cuerpo a quemar grasa como su principal fuente de combustible.

Lo que ahora estamos descubriendo es que la divergencia de nuestra alimentación ancestral – la prevalencia masiva de alimentos procesados, antinaturales y cantidades excesivas de azúcares agregados, carbohidratos netos y grasas industriales – es la que causa la mayor parte del daño.

Los tipos de alimentación con un alto contenido de carbohidratos y alimentos procesados evitan que su cuerpo queme grasa eficientemente como su principal fuente de combustible, y quemar tanto grasas como cetonas es mucho más eficiente al inducir mucho menos estrés oxidativo en comparación con la quema de carbohidratos.

Por este motivo, una estrategia alimentaria fundamental para optimizar su salud mitocondrial es consumir el combustible adecuado.

Una vez que empiece a quemar grasa de manera eficiente, minimizará automáticamente el estrés oxidativo que se deposita en su mitocondria, lo cual es fundamental. Otras estrategias efectivas son la restricción calórica (ayuno) y el ejercicio (ver la sección a continuación).

El tiempo en el que consume sus alimentos es otro factor importante. Una de las peores cosas que puede hacerle a su mitocondria regularmente es comer antes de acostarse. Lo ideal, es que su última comida sea al menos 3 horas o más antes de irse a la cama.

Al suministrarle a su cuerpo alimentos en un momento en el que menos lo necesita (ya que está durmiendo), se forman cantidades excesivas de radicales libres que luego se derraman y dañan el ADN mitocondrial. El exceso de carbohidratos, en particular, da como resultado un respaldo de electrones que causa la producción de superóxido.

Además, si tiene niveles altos de hierro – que es mucho más común que una deficiencia del mismo – en combinación con un superóxido alto, se producen radicales libres de hidroxilo, que se encuentran entre los más perjudiciales. La reacción química que dichos radicales libres de hidroxilo generan se conoce como reacción de Fenton.

Aunque sin lugar a dudas necesita un nivel adecuado de hierro, tener un nivel demasiado alto puede causar graves daños, y esta es una de las maneras en que lo hace. Para descubrir más sobre los peligros del hierro y las formas simples de detectarlo y disminuir sus niveles, consulte mi artículo "Por qué controlar sus niveles de hierro es crucial para su salud".

Otras estrategias prácticas para optimizar su función mitocondrial

La mayoría de las personas no tienen mitocondrias optimizadas en lo absoluto como consecuencia de vivir en un ambiente tóxico, proveerle al cuerpo combustible inapropiado, comer en el momento equivocado y no hacer suficiente ejercicio.

Afortunadamente, existen muchas maneras de mejorar su función mitocondrial. Las 2 mejores formas, y las más investigadas, para optimizar la función mitocondrial son el ejercicio y la restricción calórica.

El ejercicio activa ciertos genes como el PGC-1 alfa, así como ciertos factores genéticos nucleares como el Nrf2. Estos genes ayudan a que sus mitocondrias se vuelvan más eficientes. Asimismo, aumentan el crecimiento y la división mitocondrial, por lo que la cantidad de sus mitocondrias incrementa.

En resumidas cuentas, la razón por la cual el ejercicio beneficia a las mitocondrias es porque aumenta la demanda energética en las células. En respuesta, los radicales libres indican que necesita más mitocondrias. Por lo tanto, con el tiempo, su cuerpo se adapta a niveles más altos de actividad física al activar la creación de más mitocondrias y mejorar su eficiencia.

Conforme su nivel de condición física va mejorando, cada mitocondria se somete a un estrés considerablemente menor (ya que hay más), y como resultado, se generan menos radicales libres.

Tal y como lo señaló el Dr. Lee Know, autor de "Mitochondria and the Future of Medicine” (Mitocondrias y el futuro de la medicina), esta es "una de las razones por las cuales las personas con una buena aptitud física tienen un riesgo menor de sufrir prácticamente cualquier enfermedad degenerativa, como el cáncer, así como la posibilidad de tener una vida más larga."

Suplementos útiles

Además de la alimentación, el ejercicio y el momento en el que come, ciertos suplementos alimentarios también pueden ser útiles. Los siguientes resultan particularmente beneficiosos para optimizar la función mitocondrial en todo el cuerpo:4

Coenzima Q10 (CoQ10) o bien, en caso de que tenga más de 40 años puede tomar su forma reducida (y más absorbible) conocida como ubiquinol.

La CoQ10 está intrínsecamente relacionada en el proceso de producción energética, y tener una cantidad excesiva de CoQ10 es considerada por muchos una estrategia terapéutica efectiva para asegurar que las mitocondrias funcionen adecuadamente. La CoQ10 también actúa como una molécula de señalización y ayuda a proteger las membranas celulares del daño.

La quercetina es un antioxidante que pertenece a una clase de sustancias vegetales hidrosolubles llamadas flavonoides, que están presentes en ciertas frutas y vegetales.

Además de poseer propiedades antioxidantes, se sabe que la quercetina contiene capacidades anticancerígenas y antiaterogénicas, pero referente a esta discusión, también puede aumentar los niveles de NAD +.

El Pau D'Arco se ha utilizado durante siglos para tratar el cáncer y la malaria. Es rico en flavonas, quercetina, alcaloides y otros nutrientes que pueden incrementar los niveles de NAD +.

Pirroliquinola quinona (PQQ), es una sustancia similar a la vitamina que comparte un vínculo con la CoQ10 y ayuda con la biogénesis mitocondrial.

Cuanto mayor sea la cantidad de mitocondrias que tenga, mayor será la energía que sus células puedan producir, y mejor funcionarán en general. Por lo tanto, tener cantidades suficientes de PQQ fomenta la proliferación mitocondrial.

Los estudios con animales y humanos que utilizan dosis entre 10 y 20 miligramos (mg) de PQQ muestran una mejora significativa en el procesamiento mental y la memoria.

Los mejores resultados se obtienen cuando toma PQQ en combinación con CoQ10. La PQQ también ha demostrado proteger contra el desarrollo de alfa-sinucleína, una proteína relacionada con la enfermedad de Parkinson, y la beta-amiloide que se relaciona con la enfermedad de Alzheimer.

La berberina también beneficia la función mitocondrial y es un potente activador de la proteína quinasa activada por AMP o AMPK, estimulando así la autofagia mitocondrial (mitofagia) y la biogénesis mitocondrial. Asimismo, ayuda a proteger contra el tipo de estrés oxidativo que da pie a la enfermedad de Parkinson.

El magnesio también desempeña un papel importante en la producción de ATP y es un cofactor necesario en el proceso de reparación mitocondrial. Para descubrir más sobre cómo el magnesio afecta su salud mitocondrial, consulte mi artículo "Magnesio: Un nutriente clave para la salud y la prevención de enfermedades".

La D-ribosa es un azúcar de 5 carbonos que resulta necesario para la ADP. Si bien es un azúcar, no tiene ningún impacto en la glucosa, por lo que es seguro consumirla aun y cuando sufra diabetes. La ribosa ingresa en las células y se convierte en la base de la adenosina necesaria para la creación de ADP y ATP.

Mientras que su cuerpo produce D-ribosa por sí mismo, es un proceso sumamente lento. De acuerdo con el Dr. Know, la D-ribosa suele ser un factor que limita la velocidad en la que los pacientes que han sufrido enfermedad cardiovascular, derrame cerebral, ataque cardíaco y fatiga crónica pueden recuperarse.

No es tóxica y resulta prácticamente imposible tomar una sobredosis, asimismo, si sufrió un derrame cerebral, ataque cardíaco o lucha contra la fatiga crónica, es un suplemento muy importante que debe incluir en su régimen. Tomar D-ribosa antes de una cirugía cardíaca también puede ayudar a minimizar el daño relacionado con la lesión por reperfusión.

En vista de que la mayoría de las personas tiene algún grado de disfunción mitocondrial, también puede ser útil para la salud en general, sobre todo si hace ejercicio regularmente.

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