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Martes 28 Mayo 2019

Disfunción mitocondrial

Tal como prometimos, y para terminar con nuestro tema sobre la energía, vamos a explicar otra vez con más claridad qué es la disfunción mitocondrial, cómo reconocer los síntomas y qué puede hacer al respecto en su consulta con dieta, ejercicio y suplementación.

 

Cuando hablamos de energía, hablamos de mitocondrias. Las mitocondrias son esenciales para la producción de energía en prácticamente todas las células del cuerpo. Por tanto, no debe extrañar que, ante un trastorno de las mitocondrias por el motivo que sea, las células y las funciones corporales dejen de funcionar de forma óptima.

 

Este funcionamiento subóptimo puede estar causado por:

  1. Una cantidad de mitocondrias insuficiente para cubrir la demanda de energía

  2. Mal funcionamiento de la cadena de transporte de electrones (por motivos genéticos o no genéticos)

  3. Quimiosmosis trastornada por un funcionamiento disminuido de la cadena de transporte de electrones

  4. Suministro insuficiente de metabolitos esenciales

  5. Desequilibrio entre oxidantes y antioxidantes

  6. Toxinas que alteran el funcionamiento de las mitocondrias

 

Una cantidad de mitocondrias insuficiente es algo característico de las personas en proceso de envejecimiento. Cuanto más envejece uno, menor es el número de mitocondrias que funcionan bien en las células y, por tanto, es menor también la cantidad de energía disponible. Este fenómeno apenas influye hasta el vigésimo año de vida, lo que puede explicar por qué los niños parecen disponer de una fuente de energía inagotable. Sin embargo, a partir de los veinte años, la eficiencia con la que las mitocondrias producen energía disminuye, y también se reduce la cantidad de mitocondrias que funcionan de forma óptima. El envejecimiento se ve cada vez más como una patología mitocondrial. También la falta de ejercicio es una causa de que haya poca producción de mitocondrias.

 

Además, también existen enfermedades genéticas que pueden provocar insuficiencia o disfunción mitocondrial. Se trata de un porcentaje muy pequeño: alrededor de una de cada 5000 personas tiene una alteración mitocondrial innata. El mayor porcentaje de trastornos mitocondriales es atribuible al estilo de vida, incluyendo un suministro insuficiente de metabolitos esenciales, comidas excesivas o mala alimentación y falta de ejercicio. También es importante la prioridad a la hora de distribuir la energía en el cuerpo, y aquí influye, entre otros, el sistema inmune. Sin embargo, detenernos en ello sería alejarnos mucho del tema que nos ocupa, por lo que le remitimos a nuestros cursos de formación.

 

Cuando funciona mal la cadena de transporte de electrones, por ejemplo, por falta de hierro o porque no hay suficiente ubiquinol/ubiquinona, la consecuencia es que se transportan menos protones hacia afuera a través de la membrana interna de la mitocondria. Esto sucede porque el funcionamiento de la cadena de transporte de electrones depende, entre otros, de que haya suficiente abastecimiento de hierro y Q10. Cuando la cadena de transporte de electrones no funciona de manera óptima, se retrasa el proceso de quimiosmosis, el retorno de protones mediante síntesis de ATP como consecuencia de la presión osmótica, con el resultado de que se regenera menos cantidad de ATP a partir de ADP. Si las células no producen suficiente energía, no pueden realizar bien sus funciones vitales.

 

Finalmente, el entorno vital influye en el funcionamiento de las mitocondrias. Toxinas importantes que pueden provocar daños a las mitocondrias son, entre otras:

  • el humo del tabaco

  • la contaminación del aire, incluyendo las partículas en suspensión

  • hidrocarburos poliaromáticos (PAH)

  • herbicidas y pesticidas

 

Oxidantes y antioxidantes 

Una importante causa de disfunción mitocondrial son las reacciones de reducción-oxidación que se producen dentro de la cadena de transporte de electrones. Las proteínas de esta cadena son los supuestos mayores causantes del daño oxidativo. El metabolismo de las mitocondrias no es totalmente eficiente, y normalmente el 1-3% el oxígeno consumido es convertido en partículas reactivas de oxígeno y nitrógeno, es decir, las llamadas ERO (especies reactivas de oxígeno) y ERN (especies reactivas de nitrógeno). A estas partículas se las denomina radicales libres, y pueden infligir daños a moléculas de ADN, proteínas y ácidos grasos, tanto dentro como fuera de las mitocondrias.

 

Los daños en el ADN producen mutaciones, y los daños en las proteínas, desnaturalización (deformación), lo cual merma la función enzimática. Cuando las ERO dañan la membrana de ácidos grasos de una mitocondria, iones y protones pueden volver a filtrarse al citosol. La reinfiltración de iones altera el gradiente electroquímico, que es importante para el transporte controlado de metabolitos al interior de la mitocondria. Además, perturba la bomba de protones que hace falta para impulsar la ATP sintasa, que cataliza la síntesis de ATP a partir de ADP. Esto resulta a su vez en una menor producción de ATP y, por tanto, en menos energía.

 

Equilibrio 

En circunstancias normales, los antioxidantes mantienen en equilibrio los procesos oxidativos en el cuerpo, tanto dentro como fuera de las mitocondrias. A tal fin, el organismo produce él mismo glutatión y antioxidantes enzimáticos como la catalasa y la superóxido dismutasa (SOD) en el citosol. También son capaces de prevenir y detener la producción de radicales libres los antioxidantes presentes en los alimentos, como las vitaminas C y E. Tanto la producción endógena de glutatión como la ingesta de estas vitaminas a través de la dieta pueden ser insuficientes para mantener en equilibrio la carga de radicales libres en el cuerpo.

 

Además, las ERO también tienen una función bioseñalizadora en la célula, por lo que no siempre son malas. Se trata de mantener un buen equilibrio entre pro- y antioxidantes para que las reacciones de reducción-oxidación se desarrollen produciendo la mínima cantidad de daño posible. Si alguien apenas come fruta y verdura (o sea, la mayoría de la población y más aún entre su clientela), puede presuponer que la carga oxidativa en su cuerpo es más alta que la capacidad antioxidante. En estos casos se recomienda suplementar con antioxidantes.

 

Algunos síntomas de disfunción mitocondrial 

La disfunción mitocondrial posee un gran número de síntomas locales y sistémicos. Si se encuentra en su consulta con uno o varios de los siguientes síntomas (o cuadros clínicos), existe la posibilidad de que esté habiendo disfunción mitocondrial. 

  • Retraso de crecimiento

  • Debilidad muscular, dolor de músculos, bajo tono muscular, escasez de movimientos

  • Fatiga crónica, agotamiento, burnout

  • Problemas de vista y oído

  • Problemas de aprendizaje

  • Retrasos de desarrollo físico y mental

  • Síntomas de autismo y comportamiento autístico

  • Enfermedades del corazón, el hígado y los riñones

  • Molestias gastrointestinales, dificultad para tragar, diarrea o estreñimiento, vómitos inexplicables, calambres, reflujo

  • Diabetes

  • Mayor riesgo de infección

  • Problemas neurológicos, migraña, demencia

  • Trastornos motores

  • Problemas pancreáticos

  • Problemas respiratorios

  • Acidificación por lactato

 

Enfermedades crónicas y energía 

Hay indicios de que la disfunción mitocondrial desempeña un papel en muchas enfermedades crónicas. A continuación le presentamos un breve resumen,

  • Enfermedades neurodegenerativas: alzhéimer, párkinson, EL

  • Cardiovasculopatías: aterosclerosis, otras cardiovasculopatías

  • Diabetes y síndrome metabólico

  • Enfermedades autoinmunes: esclerosis múltiple, diabetes tipo 1

  • Trastornos psiquiátricos: trastornos del espectro autista, esquizofrenia, trastorno bipolar, trastornos anímicos

  • Problemas gastrointestinales

  • Síndromes de fatiga: síndrome de fatiga crónica

  • Afecciones de músculos y esqueleto: fibromialgia, atrofia muscular

  • Infecciones crónicas 

 

¿Cómo puede ser que la disfunción mitocondrial tenga consecuencias tan graves y que se dé en prácticamente todas las afecciones crónicas? Porque el abastecimiento de energía en las células es esencial para todos los procesos vitales. Si el suministro de energía está alterado, aparecen síntomas en todas estas áreas.

 

Q10, ubiquinol 

El ubiquinol es el único antioxidante liposoluble que el cuerpo produce por sí mismo. La coenzima Q10 es esencial en todas las células del organismo para la producción de energía (ATP) en las mitocondrias, actuando alternativamente como donante de electrones (ubiquinol) y como aceptor de electrones (ubiquinona) en la cadena respiratoria. Especialmente los tejidos y órganos con muchas mitocondrias en las células y una alta producción de energía, como el corazón, el cerebro, los músculos, el páncreas, los riñones y el hígado, necesitan mucha coenzima Q10 para poder funcionar bien. La suplementación con ubiquinol es fundamental cuando la producción endógena es insuficiente, como al envejecer (a partir de los 40 disminuye continuamente la síntesis de coenzima Q10) y en caso de enfermedad, estrés oxidativo o uso de medicinas (como las estatinas). La suplementación con ubiquinol no vuelve al organismo perezoso, como se piensa, y no influye en la síntesis endógena. En personas con bajos niveles de Q10, la suplementación reduce la fatiga.

 

PQQ 

La conversión de energía en las mitocondrias depende de reacciones de reducción-oxidación. La PQQ es un cofactor para el funcionamiento de las enzimas que catalizan las reacciones de oxidación-reducción, las llamadas oxidorreductasas. Un ejemplo importante de oxidorreductasa es la glucosa deshidrogenasa, implicada en la glucólisis. También los cuatro complejos enzimáticos de la cadena de transporte de electrones contienen oxidorreductasas en forma de deshidrogenasas asociadas a la membrana.

 

Además, es posible que la PQQ tenga un papel importante dentro de la comunicación celular. En estudios con animales se ha descubierto que un déficit de PQQ puede provocar retraso de crecimiento, función inmune disminuida y problemas de fertilidad, lo que hace suponer que la PQQ es mucho más que un catalizador y un antioxidante. Posiblemente, la PQQ tenga influencia sobre el PGC-1-alfa, un factor de transcripción que regula genes implicados en el metabolismo energético. El PGC-1-alfa estimula la formación de NRF-1 y NRF-2, sustancias que estimulan indirectamente la síntesis proteica mitocondrial.

 

De la PQQ también se ha demostrado que estimula la biogénesis mitocondrial. Además, el PGC-1-alfa reduce el nivel de ERO y protege contra toxinas mitocondriales. El PGC-1-alfa está activado por la AMPK que se forma cuando falta ATP en los músculos tras un esfuerzo. El ejercicio intenso es, por tanto, una estrategia importante para favorecer el crecimiento, proliferación y génesis de las mitocondrias. Pero también la PQQ puede contribuir a ello.

 

Antioxidantes 

El glutatión reducido (GSH) puede funcionar como secuestrante (captador de radicales libres) para casi todos los radicales libres y partículas reactivas de oxígeno importantes, como el radical hidroxilo, el superóxido y los radicales de ácidos grasos. Debido a su potente efecto reductor, el GSH también contribuye en gran medida a la reutilización de otros antioxidantes que se han oxidado y, por tanto, han perdido su efecto. El glutatión puede hacer que otros antioxidantes de la cascada antioxidante (vitamina C, vitamina E, ácido lipoico y coenzima Q10) vuelvan a ser aptos para reutilizarse, estimulando así enormemente la capacidad del sistema antioxidante.

 

L-carnitina 

La L-carnitina es un transportador de ácidos grasos que enlaza con ácidos grasos y los transporta a la matriz del interior de las mitocondrias. A continuación, estos ácidos grasos son descompuestos en el proceso de beta-oxidación en el que se forma el acetil-CoA, el sustrato más importante del ciclo de Krebs. Las personas que tienen muy poca L-carnitina en el organismo suelen tener disfunción mitocondrial. Si se aumenta la L-carnitina, se llevan más ácidos grasos a la mitocondria, lo cual eleva el metabolismo de los ácidos grasos y mejora el proceso de fosforilación oxidativa.

 

A medida que se cumplen años va descendiendo la cantidad de una serie de sustancias que son primordiales para la producción de energía en las mitocondrias. Una de ellas es el fosfolípido cardiolipina, un importante cofactor para el transporte de diversas sustancias a las mitocondrias y para el buen funcionamiento de la cadena de transporte de electrones. Se ha demostrado que la L-carnitina puede restringir la disminución de cardiolipina asociada a la edad y devolverla a los niveles de la juventud, con la consecuencia de que los animales viejos estudiados tenían más energía y estaban más activos.

 

Ribosa 

La D-ribosa tiene un papel central entre las sustancias esenciales para el metabolismo celular como el ATP, el NAD, el FAD y la coenzima A. En circunstancias normales, la ribosa puede sintetizarse en el cuerpo a partir de glucosa, pero se trata de un proceso relativamente lento. La ribosa producida es transformada en energía en las células induciendo y estimulando la producción de ATP. Las células vitales sanas van reponiendo continuamente sus reservas de ATP. Sin embargo, bajo determinadas circunstancias como estrés, grandes esfuerzos, lesión, enfermedad o envejecimiento, a menudo los tejidos como el corazón y los músculos esqueléticos no tienen la suficiente capacidad de mantener a punto las existencias de ATP de forma óptima. Aquí puede influir la disponibilidad de ribosa y creatina.

 

Creatina 

La creatina funciona en el tejido muscular a modo de almacén temporal de grupos fosfato, llenos de energía. Durante las contracciones musculares, el fosfato de creatina puede proporcionar rápidamente grupos fosfato para la resíntesis de ATP. Las reservas y producción de ATP propias solo son suficientes durante aproximadamente cuatro segundos: después el cuerpo utiliza para la producción de ATP los grupos fosfato del fosfato de creatina. En consecuencia, un nivel de creatina en los músculos lo suficientemente alto es esencial para la resistencia.

 

Magnesio 

El magnesio tiene un papel en la producción de energía (an)aeróbica: directamente, porque participa en el complejo magnesio-ATP, e indirectamente, como activador de enzimas generadoras de ATP en la glucólisis y la fosforilación oxidativa. Cuando se sufre mucho estrés, o al hacer deporte con intensidad, el nivel de magnesio en el organismo baja considerablemente, provocando fatiga y calambres, signos ambos de falta de energía. La adición de una cantidad suficiente de magnesio en una forma que se absorba bien, como el bisglicinato de magnesio, vuelve a llenar las reservas para que se pueda producir más ATP, tanto directamente por unión al complejo magnesio-ATP, como indirectamente vía activadores enzimáticos. De esta forma disminuyen la fatiga, el dolor muscular y otros síntomas de falta de energía. La próxima vez le contaremos más cosas sobre el magnesio en nuestro tema dedicado a este elemento, así que esté atento a nuestro próximo boletín.

 

Vitaminas del grupo B 

Por supuesto, las vitaminas del grupo B, con su papel esencial dentro del ciclo de Krebs, son también muy importantes para tener un metabolismo energético normal. Hace poco hemos hablado extensamente sobre ello en el artículo Vitaminas del complejo B: papel central dentro del ciclo de Krebs.

 

Ejercicio 

¿Quiere saber más sobre ejercicio y energía? Lea nuestro artículo PNIc: Ejercicio y energía desde la perspectiva evolutiva.