Las enfermedades relacionadas con la edad son un importante y creciente problema de salud pública, que se puede convertir en una epidemia a medida que aumentan los malos hábitos de vida con la consecuente disminución de la esperanza de vida.
Esto ha hecho que sea fundamental desarrollar intervenciones que promuevan un envejecimiento saludable para mantener un buen estado de salud el mayor número de años posible. El ejercicio físico preserva la aptitud física durante el envejecimiento a través de la ruta AMPK y la dinámica mitocondrial.
Dr. César Montiel – Equipo Médico Neolife
Fisión y fusión mitocondrial
El deterioro del control de calidad mitocondrial y la consiguiente acumulación de mitocondrias fragmentadas y disfuncionales son fundamentales en el establecimiento y la progresión de las enfermedades degenerativas crónicas. La fisión y fusión mitocondrial, comúnmente denominada dinámica mitocondrial, son esenciales para mantener la función mitocondrial. Mientras que la fisión segrega las mitocondrias en orgánulos esféricos, la fusión permite que los componentes mitocondriales se reconstituyan dentro de una nueva red mitocondrial, lo que facilita la remodelación metabólica mitocondrial y el control de calidad.
Al funcionar en un ciclo continúo integrado, estos procesos permiten mantener y ajustar la fisiología mitocondrial. De hecho, la alteración genética de la dinámica mitocondrial que altera las funciones mitocondriales finalmente da como resultado trastornos relacionados con la edad.
Debemos dejar claro ciertos conceptos
Primero hablaremos de la mitocondria ya que juega un papel esencial en la salud, y la podemos definir como orgánulos encargados fundamentalmente de la respiración celular y obtención de energía (ATP) para así llevar a cabo la mayoría de los procesos celulares y fisiológicos. Sin ATP, por ejemplo, no podríamos realizar la contracción muscular.
No solamente son responsables de la síntesis aeróbica del ATP, sino que también participan en la homeostasis del calcio y en el estado redox en las mitocondrias de las células musculares. Como otros orgánulos, están sujetas a daños, siendo el ADN mitocondrial especialmente susceptible a deleciones causadas por el estrés oxidativo y el envejecimiento en comparación, por ejemplo, con el ADN nuclear. Por tanto, es necesario, además de generar nuevas mitocondrias, mantener las sanas y eliminar las que hayan sido dañadas funcionalmente.
Otro concepto sería el de la AMPK o ruta metabólica AMPK es, como su nombre indica, una ruta metabólica fruto de la acción de un complejo enzimático (proteína) llamado AMPK.
La vía AMPK se activa cuando la relación entre el Adenosín Monofosfato (AMP) y el Adenosín Trifosfato (ATP) indica que la energía disponible para las células comienza a escasear; esto es cuando se requiere mucha energía, pero no existe disponibilidad suficiente a nivel de nutrientes.
Cuando esto ocurre, la enzima AMPK se activará mediante fosforilación para iniciar una ruta metabólica gracias a la cual se pueda reponer el ATP que se está consumiendo a nivel muscular.
El músculo y la dinámica mitocondrial
El ejercicio es una intervención no farmacológica que mejora la salud durante el envejecimiento y una herramienta valiosa en el diagnóstico de enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
En el músculo, el ejercicio altera transitoriamente la funcionalidad y el metabolismo mitocondrial. La fisión y fusión mitocondrial son efectores críticos de la plasticidad mitocondrial, lo que permite una regulación precisa de la conectividad, el tamaño y la función de los orgánulos.
Se ha demostrado que en la pared del musculo con una sola sesión de ejercicio induce un ciclo de fragmentación mitocondrial seguido de fusión después de un período de recuperación, y que las sesiones diarias de ejercicio retrasan la fragmentación mitocondrial y la disminución de la condición física que ocurren con el envejecimiento.
El mantenimiento de la dinámica mitocondrial adecuada es esencial para la aptitud física, mejora mediante el entrenamiento físico y la remodelación del proteoma inducida por el ejercicio.
En un artículo anterior ya habíamos comentado algo de la dinámica mitocondrial en el tema de hormesis, refiriéndonos a la función de generar energía dentro de la célula y para conseguirlo necesitábamos optimizar su rendimiento sobre todo en zonas de altísima necesidad energética como las neuronas o miofibrillas del músculo cardiaco.
Para conseguirlo tienen mecanismos muy dinámicos que deben permitir mantener este ritmo de flujo constante de energía como la biogénesis mitocondrial (producción de nuevas mitocondrias), procesos de fusión en el que las mitocondrias unen sus membranas y de este modo permiten una complementación genética y fisión mitocondrial que se trata de una división mitocondrial para ofrecer una red ramificada que puede generar energía en todas las regiones pobres en oxígeno, y durante esta fase ocurre otro proceso llamado mitoptosis que no es más que un proceso de autofagia especifico de las mitocondrias y supone un importante proceso de eliminación selectiva de mitocondrias dentro de una célula.
La regulación del ciclo vital mitocondrial, desde la biogénesis de nuevas mitocondrias a la eliminación de mitocondrias disfuncionales, determina la cantidad total, y lo más importante, la calidad y la función de las mitocondrias en el músculo esquelético, que son determinantes de la función metabólica y el rendimiento físico.
La acumulación de las mitocondrias dañadas junto con estilos de vida sedentarios y/o dietas ricas en grasas, puede perjudicar las funciones contráctil y metabólica del músculo esquelético. Por ejemplo, la disfunción mitocondrial se ha asociado al desarrollo de resistencia a la insulina, probablemente como resultado de la producción excesiva de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la acumulación de subproductos del metabolismo lipídico. Por tanto, es crítico para cualquier tejido u órgano, como el músculo esquelético, ser capaz de reconocer y eliminar selectivamente las mitocondrias dañadas para el mantenimiento de la función mitocondrial.
Así, el aumento de la capacidad metabólica provocado por el ejercicio ayudará a mejorar el rendimiento físico y la salud. Los principales mecanismos subyacentes implican la regulación de la red mitocondrial mientras que ahora se sabe que uno de los encargados de la generación y formación de nuevas mitocondrias es regulado por la PGC-1α, jugando un papel clave en la biogénesis mitocondrial.
En concreto, el ejercicio físico regular provoca una remodelación de la red mitocondrial a través de la fusión y la fisión y la eliminación de las mitocondrias dañadas a través de la mitofagia (Figura 1).
En el siguiente artículo plasmaremos cómo aplicar esta información a la practica.
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