El envejecimiento celular y las Mitocondrias
Leer sobre el envejecimiento celular (mitocondrias) puede sonar un poco pesimista. Parece que estamos destinados a envejecer por medio de un «programa de envejecimiento» incorporado que se ejecuta a lo largo de nuestras vidas un poco como una pieza de software que nos predispone a desarrollar diversas enfermedades del envejecimiento a medida que acumulamos cumpleaños y nuestras células se «cansan». Se habla mucho de inflamación-envejecimiento, un concepto que culpa a la inflamación de las consecuencias del proceso de envejecimiento. Es fácil considerar que el envejecimiento por inflamación es inevitable y, por lo tanto, caer en la tentación de “tratarlo” casi como un paliativo. Seguro que has oído hablar de las “dietas antiinflamatorias”, complementos alimenticios e incluso fármacos que se supone que actúan como curas milagrosas para todo tipo de padecimientos y que prometen la eterna juventud con solo reducir la inflamación. La verdad es que abordar la inflamación de esta manera es superficial y apenas rasca la superficie. Si no llegas a la raíz del problema, nunca podrás encontrar una solución. Así que abordar el envejecimiento celular desde el ángulo antiinflamatorio puede verse como “cosmético”.
¿Qué es la inflamación y de dónde viene?
La inflamación es una respuesta natural a estímulos como bacterias y virus patógenos (malos), así como a lesiones o traumatismos en los tejidos. Este último suele ser de naturaleza microscópica y no es necesario que se note, por lo que siempre estamos expuestos a una cierta cantidad de inflamación sin necesariamente «sentirla», como si pudiéramos ver la lesión a simple vista.
La inflamación implica un proceso complejo que funciona en forma de cascada. Algunas proteínas iniciales (llamadas “fase temprana”) (p. ej., la proteína C reactiva y la interleucina 6) se liberan tan pronto como se produce la lesión o la exposición a la infección y estas proteínas transmiten mensajes que hacen posible la expresión de otras proteínas.
Sin la inflamación no seríamos capaces de lidiar con el «ataque» continuo de bajo grado que estas fuentes representan para nuestro sistema inmunológico. Como se muestra en el diagrama a continuación, estaríamos en un estado permanente de «síndrome de enfermedad» o desarrollaríamos una inflamación que no se resuelve, lo que normalmente se traduce en enfermedades importantes, todas con un componente inmunológico. Dejemos eso para otro post…
¿La inflamación siempre es mala?
Contrariamente a la creencia popular, un poco de inflamación no solo es normal sino saludable. Las citocinas proinflamatorias no son solo moléculas aleatorias que inflaman las cosas, y definitivamente no son los malos de la película. Son mensajeros basados en proteínas con propiedades parcialmente inmunes, parcialmente hormonales y parcialmente neurotransmisoras que se necesitan como parte del sistema de comunicación que vincula el cerebro con los sistemas endocrino e inmunológico. Los mensajes de estas citocinas viajan al hipotálamo a través del torrente sanguíneo y el nervio vago, donde se procesan. El hipotálamo es el “centro de control” del cuerpo, un poco como la torre de control de tráfico aéreo de un aeropuerto. Los mensajes que transmiten las citoquinas proinflamatorias desde el sitio de la infección o lesión se procesan allí, y se emiten más instrucciones al sistema inmunitario para mantener el «estado de alerta roja» o relajarse un poco. Sin estos valiosos mensajes, el cuerpo no podría alcanzar el equilibrio dinámico que necesitamos para experimentar el máximo rendimiento y la máxima salud.
¿Es esta la única fuente de inflamación?
Bueno no. También hay otra fuente importante, las mitocondrias, las diminutas centrales eléctricas celulares esenciales que crean trifosfato de adenosina (ATP), también conocida como la «moneda de energía celular». Las mitocondrias usan la oxidación (técnicamente llamada «fosforilación oxidativa», similar a la decoloración) para «recuperar» la energía de los nutrientes, generando radicales libres como subproductos de su trabajo.
En un mundo impulsado por el aumento de la ingesta de energía (y el estrés psicosocial… más sobre esto en un momento…) el mero hecho de comer y el metabolismo de los alimentos implica un vínculo inevitable con la oxidación y la inflamación por medio del daño de los radicales libres. Una vez más, algunos practicantes están obsesionados con «reducir» la oxidación y con «combatir los radicales libres», lo que puede convertirse en una batalla un poco inútil, ya que el oxígeno mismo se convierte en un radical libre cuando lo respiramos.
El ejemplo del oxígeno ilustra perfectamente que los radicales libres son moléculas necesarias. De hecho, más recientemente se han identificado como mensajeros clave que participan en la comunicación euro-endocrino-inmune, particularmente en el cerebro mismo, donde los radicales libres generados por las células gliales participan en la regulación de la neuroinflamación. Debido a que los radicales libres están en todas partes, dentro y fuera de nosotros, los enfoques terapéuticos que se basan exclusivamente en la «amortiguación de radicales libres» son esencialmente defectuosos. Incluso es cuestionable si silenciar los mensajes neuroendocrinos-inmunitarios que transmiten estos radicales libres es algo bueno a largo plazo. Una pregunta interesante que los neuroendocrinólogos y neuroinmunólogos actuales están tratando de responder y que abordaré en otra publicación.
«Estaciones meteorológicas” celulares
Así que se culpa a las pobres y pequeñas mitocondrias por su continua agitación de radicales libres, sin embargo, está en su naturaleza oxidativa hacerlo y sería perjudicial para nuestra salud que su función sea «domesticada». Las mitocondrias son orgánulos altamente dinámicos que se fusionan y dividen en respuesta a los estímulos ambientales y, en particular, a los requerimientos de energía. Reciben instrucciones de las vías de detección de nutrientes, «estaciones meteorológicas» intracelulares que recogen información de su entorno, en particular sobre la disponibilidad de nutrientes y hormonas. Cuanto más rico en nutrientes o rico en hormonas es el entorno celular, más fuertes son los mensajes que envían a las mitocondrias.
Sobrecarga de comunicación
La respuesta mitocondrial predeterminada a los mensajes de las vías de detección (también llamadas de señalización) es acelerar para ayudar a eliminar los nutrientes que esperan ser convertidos en energía y que ocupan un valioso espacio intracelular. Al estar constantemente acelerados, estos motores de energía comienzan a funcionar mal y, por lo tanto, no logran cumplir su función principal. Recuerde que las mitocondrias son una fuente importante de estrés oxidativo y que la oxidación es un subproducto natural de la producción de energía. Cuanto mayor es su gasto energético, mayor es la cantidad de radicales libres generados, que acaban afectando estructuras mitocondriales vitales como la matriz y la membrana interna, responsables de la oxidación de los ácidos grasos y de la cadena de transporte de electrones, respectivamente.
Cuando las mitocondrias se aceleran de forma crónica, comienzan a perder masa. Sus propios tejidos comienzan a descomponerse como consecuencia del estallido oxidativo al que están expuestos, por lo que acaban sin poder cumplir su función principal, es decir, la producción de energía. Como resultado, los niveles de ATP comienzan a disminuir y la falta de energía celular conduce al envejecimiento celular.
Para resolver la sobrecarga de comunicación que provoca el mal funcionamiento de las mitocondrias, debemos volver a la fuente de los mensajes que les dicen que trabajen más duro y más rápido y que produzcan más energía. Lo que vamos a hacer es “bajar el tono” de estos mensajes para que ya no se griten en voz alta. En cambio, vamos a solicitar amablemente que se vuelvan más suaves, como susurros. En términos científicos, esto se denomina modulación de las vías de señalización de nutrientes.
Lidiando con el exceso
Las mitocondrias no pueden hacer frente al exceso muy bien. Un ejemplo perfecto de exceso es consumir demasiadas calorías, posiblemente la mejor manera de promover la disfunción mitocondrial y una parte normal de la vida de la mayoría de las personas en 2015. El exceso calórico es particularmente dañino cuando estas calorías están “vacías”, es decir, desprovistas de nutrientes. Ya sabes que no todas las calorías son iguales. Por ejemplo, 1000 calorías de un pastel de chocolate no son lo mismo que 1000 de un salteado de verduras, porque 1000 calorías de un pastel de chocolate provienen principalmente del azúcar y carecen de otros nutrientes y cofactores que tengan un efecto protector sobre las mitocondrias. , como vitaminas, minerales y pigmentos vegetales antioxidantes en vegetales que protegen las estructuras mitocondriales del daño de los radicales libres.
El exceso calórico no es el único tipo de exceso que puede conducir a una disfunción mitocondrial. Las señales de las hormonas anabólicas (como la testosterona) y los factores de crecimiento (como la hormona del crecimiento y los factores de crecimiento similares a la insulina) son captadas por vías de detección/señalización como AMPK/mTOR (más sobre esto en la Parte 2) y se traducen al mismo tipo de comandos para que las mitocondrias trabajen más rápido y produzcan más energía. El ambiente intracelular tiene un equilibrio muy delicado y solo puede tomar un cierto nivel de nutrientes y hormonas en un momento dado. Las mitocondrias ayudan a eliminarlos “quemándolos” y creando energía como resultado. Esto significa que cuanto más abundantes sean los nutrientes y las hormonas dentro de las células, más probable es que las mitocondrias se aceleren en un intento de eliminar el exceso y convertirlo en energía, con el inevitable daño de los radicales libres que lo acompaña. eso. Un período corto de hiperfunción está bien para que las mitocondrias lo enfrenten. Pero cuando la hiperfunción se vuelve crónica, el mal funcionamiento, la disfunción y la pérdida de biomasa mitocondrial siguen su ejemplo, lo que contribuye a una pérdida de ATP que alimenta el envejecimiento celular y el desarrollo de enfermedades del envejecimiento.
Estrés + Hiperfunción + Envejecimiento
Como hemos visto anteriormente, la activación crónica de las vías de señalización se desencadena por una nutrición excesiva, pero también por un exceso hormonal. Y todos sabemos que el estrés psicosocial es un factor hormonal importante. El cortisol, la “hormona del estrés”, es protagonista en la vida de la mayoría de las personas. Su función como hormona es catabólica, es decir, degrada los tejidos. De hecho, el cortisol descompone tejidos como el músculo en glucosa, que alimenta el ciclo que vemos en las figuras 6 y 7. Esto es importante porque los efectos del estrés en las vías de señalización son comparables a los de la sobrenutrición, ya que ambos desencadenan la misma cadena. de eventos, como se ve en la Figura 7 a continuación. El estrés aún puede alimentar el «ciclo de hiperfunción» al descomponer el tejido, incluso si su dieta es frugal. El cortisol también actúa como un mensajero que estimula la liberación de hormonas anabólicas como la insulina y el factor de crecimiento similar a la insulina 1, que también alimentan este ciclo.
Las mitocondrias son la única fuente de energía celular (ATP) en el cuerpo, por lo que su mal funcionamiento tiene un efecto colateral masivo en la función celular. Si las células no tienen la energía que necesitan para realizar funciones básicas, como la comunicación, la nutrición y la desintoxicación, terminarán envejeciendo prematuramente y posiblemente también muriendo prematuramente. Así que la falta de ATP como consecuencia de la disfunción mitocondrial tiene un efecto que puede acabar recibiendo varios nombres: envejecimiento, síndrome metabólico, neurodegeneración… Dependiendo de tus genes y de nuestro entorno (incluida nuestra dieta), cada uno de nosotros sufrirá experimentan la disfunción mitocondrial de una manera diferente, aunque hay signos claros que se aplican en todos los ámbitos, como se ve en la figura anterior.
Estos incluyen, por nombrar solo algunos:
- Fatiga, a veces extrema, ya menudo crónica.
- Falta de resiliencia o capacidad para recuperarse después de una situación estresante.
- Apatía, falta de libido, desinterés general por la vida, incluso depresión.
- Acumulación de peso alrededor de la cintura, que incluso conduce a un aumento del IMC que clasifica como «obeso».
Hyper función no más… Nutrientes clave.
Las investigaciones científicas sobre los mecanismos que impulsan el envejecimiento celular coinciden en que la regulación de la función mitocondrial requiere un enfoque multifacético que incluya una variedad de compuestos bioactivos que puedan modular las vías de señalización de los nutrientes al hacer que sus mensajes a las mitocondrias sean «menos fuertes», para que estos pequeños organelos sensibles no No me siento presionado a trabajar horas extras. Uno de estos bioactivos es el dinucleótido de nicotinamida y adenina, que existe en dos formas. Uno se oxida y se llama NAD+ y el otro se reduce (es decir, menos oxidante) y se llama NADH.
Piense en la disfunción mitocondrial como el resultado de que las mitocondrias se aceleran y empujan cuesta abajo por el exceso de nutrientes y hormonas y los mensajes contundentes que provienen de las vías de detección de nutrientes, un poco como un automóvil sin frenos. NADH contribuye a «poner un descanso», lo que permite una función mitocondrial suave pero efectiva que no estira los límites de las mitocondrias pobres más allá de sus límites al trabajar sobre su umbral de seguridad de manera regular.
NADH y energía
NADH es un factor esencial en la generación de ATP y en cómo se libera la energía de los nutrientes. Por ejemplo, para generar energía a partir de glucosa y ácidos grasos, estos deben oxidarse. NAD+ se reduce a NADH como parte de procesos llamados beta oxidación y glucólisis, y también como parte del ciclo de Krebs o del ácido cítrico. NADH permite que los electrones sean transportados a través de la pared mitocondrial por mecanismos especiales llamados lanzaderas, como la lanzadera de malato-aspartato. El NADH luego es oxidado por la cadena de transporte de electrones, que bombea protones a través de una membrana y genera ATP a través de la fosforilación oxidativa.
NADH y Sirtuins, los genes de la “fuente de la juventud”.
Aparte de su papel en la producción de energía, el NADH merece ser considerado un nutriente clave en la preservación de la “juventud celular” debido a su papel como precursor de las enzimas sirtuinas. Las sirtuinas (codificadas por los genes SIRT1 a SIRT5) tienen la tarea de preservar la integridad y estabilidad del ADN y juegan un papel esencial en la expresión génica en todos los tejidos del cuerpo.
Lo que es aún más significativo es que las sirtuinas también actúan como un freno en las vías de señalización como mTOR. Disminuyen la velocidad de las células hiperfuncionantes, preservando su salud y salvándolas de una muerte prematura.
CoQ10 el protector
La CoQ10 es una molécula soluble en aceite similar a una vitamina, y su forma reducida, conocida como ubiquinona, es un potente antioxidante lipofílico. Los estudios han demostrado que la CoQ10 tiene efectos antioxidantes y propiedades antienvejecimiento a nivel de la piel y en el aprendizaje espacial. CoQ10 es capaz de proteger a las células del envejecimiento inducido por los altos niveles de radicales libres intracelulares generados por las mitocondrias. También hay cada vez más evidencia de que la CoQ10 puede revertir la disfunción mitocondrial y disminuir la generación de radicales libres mitocondriales.
Lo que es aún más importante es que la evidencia emergente muestra que la CoQ10 también funciona en el «nivel de raíz» de la vía mTOR al modular su actividad, es decir, siguiendo los mismos ejemplos que usé anteriormente, la CoQ10 puede «silenciar» los mensajes de las vías de señalización. a las mitocondrias, lo que lo convierte en un nutriente de doble impacto que funciona tanto en el sitio del mal funcionamiento (las mitocondrias) como en la raíz de los mensajes que conducen a este mal funcionamiento
NADH + CoQ10
Ahora que conocemos los beneficios de NADH y CoQ10 en la salud mitocondrial y en las vías de señalización, ¿qué sucedería si combináramos los dos? Un grupo de investigadores de la Unidad de Síndrome de Fatiga Crónica del Hospital Vall D’Hebron de Barcelona se planteó la misma duda. Para obtener una respuesta, realizaron un ensayo aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, de 8 semanas de duración para evaluar los beneficios de la suplementación con CoQ10 oral (200 mg/día) más NADH (20 mg/día) sobre la fatiga y los parámetros bioquímicos en un grupo de 73 pacientes que padecían Fatiga Crónica y Fibromialgia, dos condiciones que comparten la disfunción mitocondrial como factores mediadores o perpetuadores.
En primer lugar, el análisis bioquímico de las muestras de sangre de los participantes mostró que la oxidación de los lípidos en las células mononucleares de la sangre, un marcador del envejecimiento celular, se había reducido casi a la mitad después de 8 semanas, como se ve en la Figura 9 anterior. Además, la producción de ATP también mejoró y, lo que es aún más interesante, la citrato sintasa, un marcador de la masa mitocondrial, también mejoró drásticamente.
Personalmente, el hecho de que esta combinación fuera capaz de aumentar la biomasa mitocondrial es el hallazgo más significativo. Literalmente significa que, como resultado, las mitocondrias pueden reconstruir el tejido, y este tejido recién desarrollado les permite recuperar la integridad y la función. Yo mismo comencé a complementar con una fórmula de NADH y CoQ10 y noté una mejora en mis niveles de energía y en mi capacidad para enfrentar situaciones estresantes. Sobre la base de mi experiencia personal y la ciencia detrás de ella, comencé a usar esta combinación de nutrientes en mis clínicas con aquellos clientes que requieren este tipo de intervención. ¡Estaré informando sobre mis resultados! Reconectar
Sobre Miguel
Miguel es un destacado experto en Nutrición Personalizada. Su enfoque combina la Biología de Sistemas con la Terapia Nutricional y la Neurociencia Clínica. Miguel fue el primer profesional de nutrición del Reino Unido en obtener la certificación de la Junta en Medicina Antienvejecimiento, Funcional y Regenerativa (ABAAHP) y es el presidente de la Asociación Británica de Nutrición Aplicada y Terapia Nutricional (BANT).
Referencias:
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Adv Physiol Educ.2014 Jun;38(2):135-9.
Aging (Albany NY).2010 May;2(5):265-73.
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Antioxid Redox Signal.2015 Mar 10;22(8):679-85.
