Com la biogènesi, la dinàmica i la mitofagia arreglen el vostre cervell
Temps estimat de lectura: 8 acta
Alguns de vosaltres comenceu a entendre que us heu de centrar en la funció mitocondrial per tenir un cervell sa que permeti un bon estat d'ànim i una funció cognitiva activa. Alguns de vosaltres només sabeu que els mitocondris són clau. I podeu gaudir d'aquesta senzilla entrada al bloc sobre aquests increïbles orgànuls!
Però alguns de vosaltres voleu saber més sobre els mitocondris i aprendre sobre ells és important per a vosaltres. Podríeu ser com jo, que necessita entendre realment el meu "per què" científic perquè alguna cosa s'ampliï i perquè els meus nous comportaments tinguin un propòsit. Així que si sou així, aquesta entrada al blog és per a vosaltres!
Parlem de les vies que mantenen la salut mitocondrial i després mirem com les dietes cetogèniques poden influir en aquestes vies per ajudar-vos a sentir-vos millor. Comencem?
Biogènesi mitocondrial
La biogènesi mitocondrial és el procés pel qual es generen nous mitocondris dins d'una cèl·lula, i té un paper crític en la regulació del metabolisme cel·lular, el manteniment de l'homeòstasi energètica i la mitigació dels efectes de l'estrès oxidatiu. Aquest procés està altament regulat i implica una coordinació complexa de l'expressió gènica, la traducció de proteïnes i el muntatge d'orgànuls.
El motor principal de la biogènesi mitocondrial és el coactivador transcripcional PGC-1α. No t'espantis amb una mica de sopa d'alfabets. Això és fàcil d'entendre! Prometo.
El gen PGC-1α codifica una proteïna anomenada PGC-1α. No és sorprenent, ja que la majoria dels gens proporcionen instruccions per fer proteïnes.
PGC-1α és una proteïna que ajuda a crear i mantenir mitocondris sans a les neurones afavorint la producció de nous mitocondris. Activa l'expressió dels gens implicats en la biogènesi (creació!) i la funció mitocondrial, produint, finalment, nous mitocondris i millorant la capacitat dels mitocondris existents per produir energia!
En general, el procés de biogènesi mitocondrial implica l'expressió coordinada de molts gens i l'acoblament d'un gran nombre de proteïnes i altres molècules, que culmina amb la formació de nous mitocondris dins de la cèl·lula. I si aquesta part de la funció mitocondrial no es desenvolupa d'una manera saludable, el vostre cervell es morirà de fam per l'energia que necessita per funcionar i mantenir-se. Provoca tota una cascada d'efectes negatius que causen problemes amb aquestes altres vies mitocondrials.
Així que aprenem més.
Dinàmica mitocondrial
La dinàmica mitocondrial es refereix a la manera com els mitocondris canvien la seva forma i mida en resposta a diferents senyals del nostre cos. Aquest procés està controlat per dos processos principals: la fusió i la fissió. No us deixeu intimidar per aquests dos termes (com ho vaig fer jo), perquè els explicaré simplement aquí.
La fusió és quan dos o més mitocondris s'uneixen per formar una xarxa més gran i més interconnectada, mentre que la fissió és quan un mitocondri es divideix en dues o més unitats més petites. La fusió de mitocondris pot augmentar la quantitat d'energia produïda, mentre que la fissió pot disminuir-la. Això permet que els mitocondris s'adaptin a les diferents demandes energètiques de la cèl·lula.
Mitjançant la fusió i la fissió, els mitocondris poden adaptar-se a les demandes energètiques canviants i respondre als estressors cel·lulars. Això es deu al fet que quan els mitocondris es fusionen, comparteixen recursos i poden produir més energia que quan estan separats. Per contra, quan els mitocondris es sotmeten a fissió, es tornen més petits i més aïllats, cosa que pot reduir la producció d'energia.
Els canvis en la forma mitocondrial són importants i poden ajudar-los a respondre als estressors cel·lulars. Per exemple, quan les cèl·lules estan exposades a nivells elevats d'estrès oxidatiu (que pot danyar les cèl·lules i l'ADN), els mitocondris poden patir una fissió per generar mitocondris nous i més sans que puguin fer front millor a l'estrès. Aquests canvis de forma (morfologia) també poden ajudar a facilitar la comunicació entre els mitocondris i altres parts de la cèl·lula. Per exemple, la fusió de mitocondris pot permetre l'intercanvi de proteïnes i altres molècules entre els mitocondris, que pot ser important per regular el metabolisme cel·lular i la producció d'energia.
Mitofagia mitocondrial
La mitofàgia mitocondrial és un procés pel qual les cèl·lules eliminen selectivament els mitocondris danyats o disfuncionals, ajudant a mantenir una xarxa mitocondrial sana i reduir l'estrès oxidatiu. I ja sabeu què significa això per a la funció cerebral!
El procés de la mitofagia mitocondrial implica diversos passos. En primer lloc, els mitocondris danyats o disfuncionals s'identifiquen i es marquen per a la seva destrucció mitjançant un procés anomenat ubiqüitinació. Aquesta divertida paraula descriu un procés pel qual s'afegeix una proteïna anomenada ubiquitina als mitocondris danyats, marcant-los per a l'eliminació.
A continuació, els mitocondris marcats estan envoltats per una estructura de membrana anomenada autofagosoma, que forma una vesícula que engoleix els mitocondris danyats. Aleshores, l'autofagosoma es fusiona amb un lisosoma, un orgànul especialitzat que conté enzims que poden descompondre i degradar els residus cel·lulars.
Un cop els mitocondris danyats estan dins del lisosoma, els enzims els descomponen en les seves parts components, que poden ser reciclades per la cèl·lula. És un procés complex que implica diversos passos i coordina diversos components cel·lulars. Afortunadament, no cal que entengueu tots els passos per saber que aquest procés mitocondrial és crucial per als vostres objectius de salut cerebral.
Durant els períodes de disfunció mitocondrial i fracàs dels mecanismes de control de la qualitat mitocondrial (com la mitofagia), ROS/RNS pot induir danys a les macromolècules cel·lulars i la mort de les cèl·lules necròtiques. El control i la coordinació adequats de les vies de la mitofagia són crucials per prevenir la mort i la inflamació cel·lular.
Swerdlow, NS i Wilkins, HM (2020). La mitofagia i el cervell. Revista internacional de ciències moleculars, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
Aquest procés d'eliminació selectiva de mitocondris danyats ajuda a mantenir una xarxa mitocondrial sana i reduir l'estrès oxidatiu i, bàsicament, és un component enorme de la vostra capacitat per recuperar el vostre estat d'ànim i la funció cognitiva!
#MitocondriaMatter
Al cervell, la mitofagia és especialment important a causa de les altes demandes energètiques de les cèl·lules cerebrals i la seva susceptibilitat a l'estrès oxidatiu. La funció mitocondrial deteriorada i l'estrès oxidatiu s'han implicat en el desenvolupament de diversos trastorns neurodegeneratius i malalties mentals.
Dietes cetogèniques i mitocondris
Crec que és important que sàpigues que una dieta cetogènica té efectes positius profunds en aquestes vies mitocondrials.
Hi ha proves que les dietes cetogèniques poden afectar la dinàmica mitocondrial, inclosos els processos de fusió i fissió que configuren la morfologia mitocondrial. Els estudis en animals i humans han demostrat que les dietes cetogèniques poden augmentar l'expressió dels gens implicats en la fusió mitocondrial, augmentant la mida mitocondrial i la complexitat de la xarxa.
Estudis recents han demostrat que les dietes cetogèniques poden disminuir l'expressió dels gens implicats en la fissió mitocondrial, la qual cosa pot promoure la fragmentació i la disfunció mitocondrial. Concretament, s'ha trobat que una dieta cetogènica redueix l'expressió de la proteïna Drp1, que està implicada en el procés de fissió mitocondrial.
KD pot suprimir l'estrès ER [reticle endoplasmàtic] i protegir la integritat mitocondrial suprimint la translocació mitocondrial de Drp1 per inhibir l'activació del inflamasoma NLRP3, exercint així efectes neuroprotectors.
Per què voldríem reduir la fissió mitocondrial? Com que la fissió mitocondrial excessiva pot conduir a la fragmentació i la disfunció mitocondrial, que s'ha relacionat amb una varietat de malalties, inclosos els trastorns neurodegeneratius.
Aquests canvis en la dinàmica mitocondrial poden contribuir a la millora general de la funció mitocondrial observada amb les dietes cetogèniques.
Tot i que els mecanismes mitjançant els quals una dieta cetogènica pot millorar aquestes condicions s'expandeixen més enllà de la funció mitocondrial, la gran mesura en què la cetosi nutricional augmenta la dependència del metabolisme mitocondrial suggereix fortament que l'adaptació mitocondrial és un factor central.
Miller, VJ, Villamena, FA i Volek, JS (2018). Cetosi nutricional i mitohormesi: implicacions potencials per a la funció mitocondrial i la salut humana. Revista de nutrició i metabolisme, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Conclusió
Així que sí, els mitocondris són les centrals de les nostres cèl·lules, responsables de produir l'energia que les nostres cèl·lules necessiten per funcionar correctament. Però els processos de dinàmica mitocondrial, mitofàgia mitocondrial i biogènesi mitocondrial també són crucials per mantenir la salut i el funcionament adequat d'aquests orgànuls vitals.
Mitjançant aquests processos, les cèl·lules poden regular la producció d'energia i el metabolisme al cervell. Necessitem que aquestes vies funcionin bé per adaptar-se a les demandes energètiques canviants, respondre als estressants cel·lulars i evitar l'acumulació de mitocondris danyats o disfuncionals. I què passa quan aquestes vies estan deteriorades al cervell? Veiem el desenvolupament de malalties mentals i trastorns neurodegeneratius.
Si aquesta última afirmació sona escandalosa i poc científica, cal posar-se al dia en els camps de la psiquiatria metabòlica i la neurologia. Us recomanaria que feu una ullada El llibre de Chris Palmer Brain Energy (veure referències).
En aquesta publicació del bloc, heu après que les investigacions recents donen suport a l'afirmació que una dieta cetogènica pot tenir implicacions importants per a la dinàmica i la funció mitocondrials. I no estem parlant de dietes cetogèniques que exerceixin efectes flacs. Una dieta cetogènica altera literalment l'expressió dels gens implicats en la fissió i fusió mitocondrial i exerceix efectes neuroprotectors.
Si voleu treballar amb mi per tenir funcions mitocondrials com aquestes, podeu consultar el meu programa en línia a continuació:
La meva esperança és que aquesta publicació del bloc hagi contribuït a la vostra comprensió dels processos que regulen la funció i la dinàmica mitocondrial i com les dietes cetogèniques poden ser una intervenció poderosa per tractar els trastorns metabòlics del cervell que es manifesten com a malalties mentals i trastorns neurològics.
Perquè tens dret a conèixer totes les maneres en què et pots sentir millor.
referències
Guo, M., Wang, X., Zhao, Y., Yang, Q., Ding, H., Dong, Q., … i Cui, M. (2018). La dieta cetogènica millora la tolerància isquèmica cerebral i inhibeix l'activació de l'inflamsoma NLRP3 evitant la fissió mitocondrial mediada per Drp1 i l'estrès del reticle endoplasmàtic. Fronteres en Neurociència Molecular, 11, 86. https://doi.org/10.3389/fnmol.2018.00086
Miller, VJ, Villamena, FA i Volek, JS (2018). Cetosi nutricional i mitohormesi: implicacions potencials per a la funció mitocondrial i la salut humana. Revista de nutrició i metabolisme, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Palmer, CD (2014). Energia cerebral. Premsa Acadèmica. https://brainenergy.com/
Qu, C., Keijer, J., Adjobo-Hermans, MJ, van de Wal, M., Schirris, T., van Karnebeek, C., ... i Koopman, WJ (2021). La dieta cetogènica com a estratègia d'intervenció terapèutica en la malaltia mitocondrial. Revista Internacional de Bioquímica i Biologia Cel·lular, 138, 106050. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2021.106050
Swerdlow, NS i Wilkins, HM (2020). La mitofagia i el cervell. Revista internacional de ciències moleculars, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
3 Comentaris