Cum îți fixează creierul biogeneza, dinamica și mitofagia
Timp estimat de citire: 8 minute
Unii dintre voi încep să înțeleagă că trebuie să vă concentrați pe funcția mitocondrială pentru a avea un creier sănătos, care să vă permită o bună dispoziție și o funcție cognitivă echilibrată. Unii dintre voi sunt bine să știe că mitocondriile sunt cheia. Și s-ar putea să vă bucure de această postare simplă pe blog despre aceste organele uimitoare!
Dar unii dintre voi doresc să afle mai multe despre mitocondrii și este important să înveți despre ele. S-ar putea să fii ca mine, care trebuie să înțeleagă cu adevărat „de ce” meu științific pentru ca ceva să meargă complet și pentru ca noile mele comportamente să aibă un scop. Deci, dacă ești așa, această postare de blog este pentru tine!
Să discutăm despre căile care mențin sănătatea mitocondrială și apoi să ne uităm la modul în care dietele ketogenice ar putea influența acele căi pentru a vă ajuta să vă simțiți mai bine. Sa incepem?
Biogeneza mitocondrială
Biogeneza mitocondrială este procesul prin care noi mitocondrii sunt generate într-o celulă și joacă un rol critic în reglarea metabolismului celular, menținerea homeostaziei energetice și atenuarea efectelor stresului oxidativ. Acest proces este foarte reglementat și implică o coordonare complexă a expresiei genelor, translației proteinelor și a ansamblului de organele.
Motorul principal al biogenezei mitocondriale este co-activatorul transcripțional PGC-1α. Nu vă speriați de o mică supă cu alfabet. Acest lucru este ușor de înțeles! Iţi promit.
Gena PGC-1α codifică o proteină numită PGC-1α. Nu este surprinzător, deoarece majoritatea genelor oferă instrucțiuni pentru fabricarea proteinelor.
PGC-1α este o proteină care ajută la crearea și menținerea mitocondriilor sănătoase în neuroni prin promovarea producției de noi mitocondrii. Activează expresia genelor implicate în biogeneza (crearea!) și funcționarea mitocondriale, producând în cele din urmă noi mitocondrii și sporind capacitatea mitocondriilor existente de a produce energie!
În general, procesul de biogeneză mitocondrială implică exprimarea coordonată a multor gene și asamblarea unui număr mare de proteine și alte molecule, culminând cu formarea de noi mitocondrii în interiorul celulei. Și dacă această parte a funcției mitocondriale nu se desfășoară într-un mod sănătos, creierul tău va muri de foame pentru energia de care are nevoie pentru a funcționa și a se menține. Determină o întreagă cascadă de efecte negative care cauzează probleme cu aceste alte căi mitocondriale.
Deci haideți să învățăm mai multe.
Dinamica mitocondrială
Dinamica mitocondrială se referă la modul în care mitocondriile își schimbă forma și dimensiunea ca răspuns la diferite semnale din corpul nostru. Acest proces este controlat de două procese principale: fuziune și fisiune. Nu vă lăsați intimidați de acești doi termeni (cum am fost eu), pentru că o să-i explic simplu aici.
Fuziunea este atunci când două sau mai multe mitocondrii se unesc pentru a forma o rețea mai mare, mai interconectată, în timp ce fisiunea este atunci când o mitocondrie se împarte în două sau mai multe unități mai mici. Fuziunea mitocondriilor poate crește cantitatea de energie produsă, în timp ce fisiunea o poate scădea. Acest lucru permite mitocondriilor să se adapteze la diferitele cereri de energie din celulă.
Prin fuziune și fisiune, mitocondriile se pot adapta la cererile de energie în schimbare și pot răspunde la factorii de stres celulari. Acest lucru se datorează faptului că atunci când mitocondriile fuzionează împreună, ele împart resurse și pot produce mai multă energie decât atunci când sunt separate. În schimb, atunci când mitocondriile sunt supuse fisiunii, ele devin mai mici și mai izolate, ceea ce poate reduce producția de energie.
Modificările formei mitocondriale sunt importante și le pot ajuta să răspundă la factorii de stres celulari. De exemplu, atunci când celulele sunt expuse la niveluri ridicate de stres oxidativ (care poate deteriora celulele și ADN-ul), mitocondriile pot suferi fisiune pentru a genera mitocondrii noi, mai sănătoase, care pot face față mai bine stresului. Aceste modificări de formă (morfologie) pot ajuta, de asemenea, la facilitarea comunicării între mitocondrii și alte părți ale celulei. De exemplu, fuziunea mitocondriilor poate permite schimbul de proteine și alte molecule între mitocondrii, ceea ce poate fi important pentru reglarea metabolismului celular și a producției de energie.
Mitofagia mitocondrială
Mitofagia mitocondrială este un proces prin care celulele elimină selectiv mitocondriile deteriorate sau disfuncționale, ajutând la menținerea unei rețele mitocondriale sănătoase și la reducerea stresului oxidativ. Și știți cu toții până acum ce înseamnă asta pentru funcționarea creierului!
Procesul de mitofagie mitocondrială implică mai multe etape. În primul rând, mitocondriile deteriorate sau disfuncționale sunt identificate și marcate pentru distrugere printr-un proces numit ubiquitinare. Acest cuvânt amuzant descrie un proces prin care o proteină numită ubiquitin este adăugată mitocondriilor deteriorate, marcându-le pentru îndepărtare.
În continuare, mitocondriile marcate sunt înconjurate de o structură membranară numită autofagozom, care formează o veziculă care învăluie mitocondriile deteriorate. Autofagozomul fuzionează apoi cu un lizozom, un organel specializat care conține enzime care pot descompune și degrada deșeurile celulare.
Odată ce mitocondriile deteriorate sunt în interiorul lizozomului, enzimele le descompun în părțile lor componente, care pot fi reciclate de celulă. Este un proces complex care implică mai mulți pași și coordonează diferite componente celulare. Din fericire, nu trebuie să înțelegi toți pașii pentru a ști că acest proces mitocondrial este crucial pentru obiectivele de sănătate a creierului tău.
În perioadele de disfuncție mitocondrială și eșec al mecanismelor de control al calității mitocondriale (cum ar fi mitofagia), ROS/RNS poate induce deteriorarea macromoleculelor celulare și moartea celulelor necrotice. Controlul și coordonarea adecvată a căilor mitofagiei sunt cruciale pentru a preveni moartea și inflamația celulelor.
Swerdlow, NS și Wilkins, HM (2020). Mitofagia și creierul. Jurnalul internațional al științelor moleculare, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
Acest proces de îndepărtare selectivă a mitocondriilor deteriorate ajută la menținerea unei rețele mitocondriale sănătoase și la reducerea stresului oxidativ și, practic, este o componentă uriașă a capacității tale de a-ți recupera starea de spirit și funcția cognitivă!
#MitochondriaMatter
În creier, mitofagia este deosebit de importantă datorită solicitărilor mari de energie ale celulelor creierului și susceptibilității lor la stresul oxidativ. Funcția mitocondrială afectată și stresul oxidativ au fost implicate în dezvoltarea unei varietăți de tulburări neurodegenerative și boli mintale.
Dietele cetogenice și mitocondriile
Cred că este important pentru tine să știi că o dietă ketogenă are efecte pozitive profunde asupra acestor căi mitocondriale.
Există dovezi că dietele ketogenice pot afecta dinamica mitocondrială, inclusiv procesele de fuziune și fisiune care modelează morfologia mitocondrială. Studiile la animale și la oameni au arătat că dietele ketogenice pot crește expresia genelor implicate în fuziunea mitocondrială, crescând dimensiunea mitocondrială și complexitatea rețelei.
Studii recente au arătat că dietele ketogenice pot scădea expresia genelor implicate în fisiunea mitocondrială, ceea ce poate promova fragmentarea și disfuncția mitocondrială. Mai exact, s-a descoperit că o dietă cetogenă reduce expresia proteinei Drp1, care este implicată în procesul de fisiune mitocondrială.
KD poate suprima stresul ER [reticulul endoplasmatic] și poate proteja integritatea mitocondrială prin suprimarea translocației mitocondriale a Drp1 pentru a inhiba activarea inflamazomului NLRP3, exercitând astfel efecte neuroprotective.
De ce am dori să reducem fisiunea mitocondrială? Deoarece fisiunea mitocondrială excesivă poate duce la fragmentarea și disfuncția mitocondrială, care a fost legată de o varietate de boli, inclusiv tulburări neurodegenerative.
Aceste modificări ale dinamicii mitocondriale pot contribui la îmbunătățirea generală a funcției mitocondriale observată cu dietele ketogenice.
Deși mecanismele prin care o dietă ketogenă poate îmbunătăți aceste condiții se extind dincolo de funcția mitocondrială, măsura în care cetoza nutrițională crește dependența de metabolismul mitocondrial sugerează cu tărie că adaptarea mitocondrială este un factor central.
Miller, VJ, Villamena, FA și Volek, JS (2018). Cetoza nutrițională și mitohormeza: implicații potențiale pentru funcția mitocondrială și sănătatea umană. Jurnal de nutriție și metabolism, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Concluzie
Deci da, mitocondriile sunt puterile celulelor noastre, responsabile pentru producerea energiei de care celulele noastre au nevoie pentru a funcționa corect. Dar procesele de dinamică mitocondrială, mitofagia mitocondrială și biogeneza mitocondrială sunt, de asemenea, cruciale pentru menținerea sănătății și a funcționării corecte a acestor organele vitale.
Prin aceste procese, celulele pot regla producția de energie și metabolismul în creier. Avem nevoie ca aceste căi să funcționeze bine pentru a se adapta la cerințele în schimbare de energie, pentru a răspunde factorilor de stres celulari și pentru a preveni acumularea de mitocondrii deteriorate sau disfuncționale. Și ce se întâmplă atunci când aceste căi sunt afectate în creier? Vedem dezvoltarea bolilor mintale și a tulburărilor neurodegenerative.
Dacă această ultimă afirmație sună scandaloasă și neștiințifică, trebuie să ajungeți din urmă în domeniul psihiatriei metabolice și al neurologiei. Aș recomanda să verificați Cartea lui Chris Palmer Brain Energy (vezi referințele).
În această postare pe blog, ați aflat că cercetările recente susțin afirmația că o dietă ketogenă poate avea implicații importante pentru dinamica și funcția mitocondrială. Și nu vorbim despre dietele ketogenice care exercită efecte slăbite. O dietă ketogenă modifică literalmente expresia genelor implicate în fisiunea și fuziunea mitocondrială și exercită efecte neuroprotectoare.
Dacă doriți să lucrați cu mine pentru a avea funcții mitocondriale de genul acesta, sunteți binevenit să întrebați despre programul meu online de mai jos:
Speranța mea este că această postare pe blog a contribuit la înțelegerea dumneavoastră a proceselor care reglează funcția și dinamica mitocondriale și modul în care dietele ketogenice pot fi o intervenție puternică pentru a trata tulburările metabolice din creier care se manifestă ca boli mintale și tulburări neurologice.
Pentru că ai dreptul să cunoști toate modurile în care te poți simți mai bine.
Referinte
Guo, M., Wang, X., Zhao, Y., Yang, Q., Ding, H., Dong, Q., … și Cui, M. (2018). Dieta cetogenă îmbunătățește toleranța ischemică a creierului și inhibă activarea inflamazomului NLRP3 prin prevenirea fisiunii mitocondriale mediată de Drp1 și a stresului reticulului endoplasmatic. Frontiere în neuroștiința moleculară, 11, 86. https://doi.org/10.3389/fnmol.2018.00086
Miller, VJ, Villamena, FA și Volek, JS (2018). Cetoza nutrițională și mitohormeza: implicații potențiale pentru funcția mitocondrială și sănătatea umană. Jurnal de nutriție și metabolism, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Palmer, CD (2014). Energia creierului. Presa Academică. https://brainenergy.com/
Qu, C., Keijer, J., Adjobo-Hermans, MJ, van de Wal, M., Schirris, T., van Karnebeek, C., … și Koopman, WJ (2021). Dieta ketogenă ca strategie de intervenție terapeutică în boala mitocondrială. Jurnalul internațional de biochimie și biologie celulară, 138, 106050. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2021.106050
Swerdlow, NS și Wilkins, HM (2020). Mitofagia și creierul. Jurnalul internațional al științelor moleculare, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
4 Comentarii