Las mitocondrias tienen un papel clave en la salud, la longevidad y el origen de las enfermedades

Las mitocondrias de las células son las que generan el 95% de la energía que utilizamos y eso implica que tanto nuestro crecimiento y envejecimiento como las enfermedades que nos asolan dependen de ellas; desde el ritmo cardíaco hasta la renovación ósea pasando por el buen estado de las neuronas y la eficacia del sistema inmune. Lo han demostrado miles de trabajos científicos que la mayoría de los médicos desconoce. Es pues esencial que se formen en Medicina Energética y entiendan que ante cualquier patología es prioritario reforzar la actividad mitocondrial. Los médicos deben centrarse menos en lo anatómico y fisiológico y encaminarse hacia este nuevo paradigma energético.

MITOCONDRIAS

El biólogo Douglas C. Wallace -que actualmente ejerce en el Children’s Hospital de Filadelfia (EEUU) y ha dedicado la mayor parte de su vida al estudio de las mitocondrias- sostiene que la medicina convencional sigue cometiendo el error de centrarse en lo físico -desde las células hasta los órganos y sistemas- para entender la enfermedad ignorando algo fundamental no visible: la energía. Una visión limitada y materialista que se impuso hace siglos cuando la anatomía y los estudios del cuerpo humano se basaban en las disecciones de cadáveres y en la distribución de los tejidos y órganos que conforman el organismo. De hecho desde hace casi 500 años se considera que un órgano funciona bien o no según sus características morfológicas y los cambios observados en sus tejidos y células cuando es mucho más que un mero conjunto tisular ya que requiere de una fuente energética sin la cual es incapaz de ejercer sus funciones. Hay cada vez más evidencias de que tanto el envejecimiento como la enfermedad se asocian a la carencia de energía, entre otras cosas porque sin ella las células viejas no pueden ser reemplazadas por nuevas. Energía que generan en un 95% las mitocondrias de las células, verdaderas centrales energéticas sin cuyo correcto funcionamiento es imposible conservar la salud; al punto de que muchos investigadores entienden que el déficit energético se relaciona con todas las enfermedades degenerativas -especialmente las cerebrales-, las infecciosas y la diabetes, entre otras.

Cabe añadir que las mitocondrias se encuentran en todos los organismos eucariotas -es decir, en los que tienen células con núcleo- y no en las bacterias y otros microorganismos unicelulares que son denominados por ello procariotas. Pues bien, la Medicina Energética permite explicar muchas de las situaciones patológicas que la medicina mecanicista convencional no alcanza a entender y, sobre todo, encontrar tanto una explicación para la etiología de gran número de enfermedades como abrir nuevas vías de soluciones.

Lo singular es que envejecimiento, enfermedad y falta de energía vital son conceptos antiguos asumidos por muchas de las terapias naturales, muy especialmente la Medicina Tradicional China que precisamente se centra en tratar toda «enfermedad» -se le ponga la «etiqueta» que se le ponga- en activar la energía vital -a la que llama qi o chi– y mantener o restablecer el flujo energético en todo el organismo.

Según la tesis de la bióloga estadounidense Lynn Margulis -fallecida en 2001- las mitocondrias son antiguas bacterias que hace millones de años decidieron vivir en simbiosis en el interior de las primitivas células eucariotas, tesis aceptada hoy por la mayoría de los científicos ya que el ADN mitocondrial es circular al igual que el bacteriano, las mitocondrias tienen pocos genes -normalmente un centenar- y tamaños similares al de las bacterias -de 1 a 10 micras, entre diez y mil veces más pequeñas que las células eucariotas- y además poseen una membrana externa característica.

Dicho esto debemos explicar que si bien en las células humanas hay de media unas 300 mitocondrias en las de los órganos de gran consumo energético -como los músculos del corazón o los hepatocitos del hígado- hay ¡miles! Dato indicativo de que el número de mitocondrias se relaciona con la cantidad de energía que necesita cada tipo de célula y explica que en un solo óvulo de los ovarios llegue a haber 100.000 cuando en un espermatozoide hay apenas un centenar (y concentradas en el flagelo, lejos pues de su cabeza que es la que penetra el óvulo). Algo que explica por qué el ADN mitocondrial hereda siempre los genes de la madre y nunca los del padre. Además si alguna de las mitocondrias del esperma lograse penetrar el óvulo su presencia sería irrelevante ante los miles de mitocondrias de éste.

La característica fundamental del ADN mitocondrial (mtADN) es que solo contiene 37 genes, número ínfimo en comparación con los 23.000 del ADN nuclear humano. Ahora bien, es una diferencia engañosa porque cada mitocondria puede contener centenares de copias de ADN mitocondrial y teniendo en cuenta que cualquier célula humana contiene varios centenares de mitocondrias el número de genes del ADN mitocondrial puede superar ampliamente a los del ADN nuclear.

Otro aspecto interesante del ADN mitocondrial es que no cuenta con los eficientes mecanismos de reparación que caracterizan al ADN nuclear por lo que frecuentemente se producen fallos genéticos. Algo que se ve compensado porque a diferencia del núcleo las mitocondrias pueden dividirse, fusionarse y autoeliminarse (mitofagia) con bastante rapidez y frecuencia; mecanismos de fisión y fusión que se conocen como mitobiogénesis postulándose que las mitocondrias de la célula se renuevan con una periodicidad media mensual.

A diferencia del ADN del núcleo celular -protegido por las proteínas de las histonas y por la propia membrana- el ADN mitocondrial está alojado en la matriz mitocondrial y casi en contacto con la membrana interna que es donde mediante intercambio de protones y electrones se generan las moléculas de adenosín-trifosfato (ATP) que luego se transforman en adenosín-difosfato (ADP) y adenosín-monofosfato (AMP); es decir, en moléculas más pequeñas que vuelven a las mitocondrias para ser en ellas nuevamente transformadas en ATP. Se trata pues de un proceso de reciclaje constante que se efectúa merced a tres sustancias fundamentales -oxígeno, glucosa y ácidos grasos- que al transformarse producen agua y anhídrido carbónico (CO2). En pocas palabras: el principal papel de las mitocondrias es generar moléculas de ATP a partir del oxígeno y los nutrientes que llegan hasta la célula; algo que se conoce como «respiración celular».

Cabe añadir que esas tres sustancias se obtienen merced a una compleja cadena de reacciones químicas conocida como ciclo de Krebs que no es sino una serie de intercambios de aniones y cationes entre el exterior y el interior de las mitocondrias a través de sus membranas. Transferencias iónicas durante las cuales algunos electrones escapan acoplándose con oxígeno y otras moléculas formándose así los famosos «radicales libres» o ROS, especies reactivas de oxígeno que en su mayor parte son neutralizadas por los antioxidantes presentes en las mitocondrias: el glutatión y la super óxido dismutasa (SOD). Ahora bien, algunos escapan de los antioxidantes y al estar los genes del ADN mitocondrial muy cerca de las membranas s éste podría resultar afectado al carecer de elementos de protección. Daño oxidativo que puede comprometer el rendimiento energético de la mitocondria por lo que si no es afrontado llegaría a afectar a muchas más mitocondrias dando lugar a un fallo celular. Algo que si afecta a unas pocas células no es preocupante -de hecho la mayoría de las veces se suicidan- pero que si afecta a muchas puede dañar el tejido y, por ende, al órgano salvo que se produzca una cascada de fisión-fusión que genere nuevas mitocondrias con un ADN mitocondrial que no tenga los errores generados por los daños oxidativos.

El problema es que tanto los mecanismos de replicación del ADN mitocondrial como los de mitobiogénesis disminuyen con la edad -en algunos casos de forma irreversible- siendo eso lo que daría lugar principalmente a las llamadas «enfermedades».

MITOCONDRIAS Y APOPTOSIS CELULAR

Hasta no hace mucho se pensaba que la apoptosis (suicido celular) estaba programada por determinados genes del núcleo pero hace unos 25 años se descubrió que esa acción la controlan las mitocondrias que son las que generan las moléculas de ATP. Lo constató un equipo conjunto del Swiss Federal Institute of Technology y la Universidad de Módena (Italia) coordinado por C. Richter dándolo a conocer en 1996 en FEBS Letters. Como se sabe, la apoptosis es un mecanismo ideado por la naturaleza para destruir las células que han acumulado tal cantidad de mutaciones que podrían transformarlas en tumorales. Es pues, paradójicamente, un mecanismo para salvar la vida.

Cuando se producen las mutaciones -que pueden estar provocadas tanto por factores internos (estrés oxidativo e inflamación) como externos (radiaciones, virus, toxinas, etc.)- las mitocondrias inician una cascada de reacciones que terminan liberando caspasas, unas enzimas que se encargan de fragmentar los componentes celulares a fin de que sean fagocitados por los macrófagos; proceso por el que -se calcula- son eliminadas a diario unos diez mil millones de células.

Pues bien, según postularon en 1998 en Mutation Research Luciane R. Cavelli y C. Liang -del Health Sciences Center de la Universidad de Colorado (EEUU)- una de las más importantes señales de que va a activarse la cascada que lleva a la apoptosis es la escasa cantidad de ATP que producen las células dañadas.

Las mitocondrias podrían ser pues la clave para entender el proceso de degeneración y envejecimiento así como de la aparición de tumores malignos por lo que si se pudiera controlarlo potenciando la mitobiogénesis y aumentado la capacidad respiratoria para producir más ATP se podría detener el deterioro y afrontar eficazmente el cáncer; algo que el insigne Otto Warburg intuyó hace ya 90 años.

Ese mismo año -1998- un grupo de investigadores del Epworth Hospital de Melbourne (Australia) coordinado por el doctor A. W. Linnane comprobó que las células musculares de las personas de más de 90 años han perdido el 95% de las mitocondrias que se encuentran en las de un niño de 5; de lo que se deduce que al menos el envejecimiento está relacionado con la disminución o pérdida de la capacidad de mitobiogénesis. Lo explicaron en detalle en Annals of the New York Academy of Sciences.

C. Lee y Y. H. Wei -de la National Yang-Ming University de Taiwan- publicaron por su parte en 2012 en Advances in Experimental Medicine and Biology un trabajo titulado Mitochondria and Aging según el cual son varios los estudios que demuestran la relación entre distintas alteraciones del ADN mitocondrial y la disminución de la homeostasis fisiológica con la edad. Alteraciones que incluyen desorganización de la estructura propia de las mitocondrias, disminución de su capacidad respiratoria (ciclo de Krebs ineficiente), aumento de la producción de radicales libres, acumulación de mutaciones en el ADN y daños tanto en el ADN mitocondrial como en el ADN nuclear; algo que según afirman ralentiza la restricción calórica.

Es asimismo interesante un artículo sobre las mitocondrias senescentes firmado por un equipo de la Universidad de Milán (Italia) coordinado por E. Nisoli y Alessandra Valerio que se publicó en 2014 en Current Pharmaceutical Design según el cual son muy importantes los mecanismos de mitofagia que caracterizan la eliminación de las mitocondrias dañadas o envejecidas pues no solo provocan déficit energético en la célula sino que pueden ser fuente de numerosos radicales libres que dañan el ADN mitocondrial pudiendo incluso afectar al nuclear.

Un numeroso equipo del Centro de Investigaciones CNRS de Toulouse (Francia) coordinado por el doctor A. M. Bertholet publicó por su parte en 2016 en Neurobiology of Disease un trabajo según el cual es el mantenimiento dinámico de las mitocondrias, con sus continuos procesos de fisión y fusión, lo que determina su buen estado. Al punto de que se atreven a vincular todo tipo de enfermedades degenerativas -desde al alzheimer hasta el cáncer- con fallos en el mantenimiento dinámico de las mitocondrias.

Y en abril del año pasado -2018- un grupo de investigadores de la Universidad de Menphis (EEUU) dirigido por Yufeng Zhang publicó en Journal of Experimental Biology un trabajo murino en el que se demuestra que la actividad física aumenta el número de mitocondrias no ya en las células musculares -que también- sino en todos los órganos. Curiosamente, disminuyendo su número en el tejido hepático pero aumentando significativamente su tamaño.

Y un apunte curioso: las células de nuestro organismo con vida más corta son las que carecen o apenas cuentan con mitocondrias: eritrocitos, plaquetas y espermatozoides. Los ovocitos en cambio perduran toda la vida y contienen 100.000 mitocondrias por óvulo. Luego podría haber relación entre el número de mitocondrias y la longevidad. 

SUSTANCIAS VITALES PARA LA SALUD MITOCONDRIAL

Las mitocondrias son orgánulos celulares formados esencialmente por grasas y proteínas y puesto que están en continuo proceso de replicación, eliminación y neo-biogénesis necesitan gran variedad de moléculas. No olvidemos que las mitocondrias, a diferencia de las células que las contienen -cuya estructura es estable pues apenas varía con el paso del tiempo-, deben estar evolucionando, disolviéndose y regenerándose constantemente. Así lo destaca el doctor L. W. Cole -de la Universidad de Indiana (EEUU)- en el artículo The Evolution of Per-Cell Organelle Number (La evolución del número de organelas en cada célula) que publicó en 2016 en Frontiers in Cell and Development Biology. Según explica en él el número de mitocondrias en las células de los músculos disminuye durante el descanso nocturno y vuelve a aumentar de día.

Un equipo de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona (España) coordinado por Mónica Zamora publicó por su parte en 2015 en Biochemical Pharmacology un trabajo según el cual el número de mitocondrias de las células beta-pancreáticas aumenta tanto incrementando el ejercicio físico como restringiendo las calorías ingeridas y ello normaliza la secreción de insulina.

Cabe añadir que aunque gran parte de las proteínas y grasas que se necesitan para la biogénesis provienen de la autodestrucción de mitocondrias antiguas es necesario además que el citoplasma celular aporte nuevas moléculas de forma constante y mantenida así como los nucleótidos necesarios para renovar el ADN mitocondrial.

Por otro lado, para generar ATP las mitocondrias requieren gran cantidad de moléculas que si bien son parcialmente regeneradas en el ciclo de Krebs (ATP>ADP>AMP>ATP) no excluye la necesidad continua de nuevas sustancias que se pierden durante el ciclo (como vitaminas del grupo B y la C). No debemos además olvidar las enormes cantidades de energía que generan nuestras mitocondrias que, en el caso del corazón, representa una necesidad de 6 kilos de ATP al día.

Dicho todo esto debemos agregar que hay ocho sustancias fundamentales para la producción de ATP. Son éstas:

Q10 y MitoQ. Son varias las sustancias que participan en el ciclo de Krebs para fabricar ATP en las mitocondrias siendo probablemente la más importante la coenzima Q10 o ubiquinona -que en el organismo se convierte en ubiquinol- al tratarse de un potente antioxidante que protege al ADN mitocondrial de los radicales libres y es clave para la generación de ATP. Por eso el déficit de ubiquinona puede dar lugar a numerosas enfermedades y al envejecimiento prematuro.

Hablamos de una coenzima que el organismo -en especial el hígado- sintetiza a partir del aminoácido tirosina pero también se encuentra -hasta 0,1gramos por kilo- en algunos alimentos, especialmente en aceites y carnes. Pues bien, hace ya años decidió darse coenzima Q10 a pacientes con distintas patologías pero no mejoraron y pronto se descubrió que la Q10 exógena casi no llega a las mitocondrias así que se dedicaron muchos años de investigación a encontrar moléculas de transporte que permitiesen llevarla hasta ellas en cantidades significativas consiguiéndolo un equipo de la Universidad de Otago (Nueva Zelanda) coordinado por el bioquímico M. Murphy encapsulando ubiquinol en una molécula orgánica mayor a la que denominaron MitoQ. Lo dieron a conocer en 1995 en Archives of Biochemistry and Biophysics. Experimentos posteriores con ratones y otros animales constatarían significativas mejoras en la velocidad de cicatrización de heridas, en modelos de enfermedad de parkinson y alzheimer y en el incremento de la vida media.

Es más, un grupo de investigadores de la Universidad de Colorado de Boulder (EEUU) encabezado por M. Rossman efectuó un ensayo clínico aleatorizado en el que se suministró20 miligramos diarios de mitoQ durante 6 semanas a 10 personas de ambos sexos de entre 60 y 79 años con problemas de circulación arterial -dándose a otras diez un placebo- y pasado ese tiempo se observó que sus arterias se habían dilatado un 42%. El trabajo se publicó en junio de 2018 en Hypertension y según los investigadores el sistema vascular de esas diez personas «rejuveneció» 20 años. Además constataron que la coenzima Q10 participa efectivamente en la generación mitocondrial de ATP y es un importante antioxidante que ayuda a reducir la cantidad de peroxinitritos, radicales libres producidos por el exceso de óxido nítrico que dañan tanto el epitelio vascular como el músculo liso arterial.

La pirroquinolina quinona (QPP). Descubierta por J. G. Hauge como tercer cofactor enzimático de las bacterias -junto a la nicotinamida y la flavina- sus propiedades antioxidantes se conocían pero en 2010 un equipo de la Universidad de California-Davies coordinado por R. B. Rucker descubrió que además ayuda a generar nuevas mitocondrias en las células (mitobiogénesis). Según el artículo que ese año publicaron en Journal of Biological Chemistry sus ensayos murinos demostraron que los ratones que reciben una dieta sin PPG tienen menos mitocondrias.

En 2003 T. Kasahara y T. Kato –del Brain Science Institute de Japón- creyeron que la pirroquinolina quinona podría ser una nueva vitamina pero se descartó la idea al comprobarse que es una sustancia generada por nuestro propio organismo presente incluso en la leche materna (150 microgramos por litro).Hoy sabemos que es catalizadora porque aun participando como antioxidante y propulsora de mitobiogénesis no se agota, sigue presente tras activar las correspondientes reacciones químicas. Y además que posee actividad epigenética ya que promueve la expresión del gen PCG-1 iniciando una cascada de genes que promueven la actividad de la fisión-fusión mitocondrial y estimula el ciclo de Krebs.

Tres años después un equipo de la Universidad de California-Davies (EEUU) coordinado por C. B. Harris realizó dos pequeños ensayos clínicos administrando durante 3 días pirroquinolina quinona a 10 adultos sanos con dos distintas dosis -0,2 y 0,3 miligramos por kilo de peso- y según explicaron en 2013 en Journal of Nutritional Biochemistry disminuyó el nivel de inflamación sistémica -bajó en sangre la cantidad de proteína C-reactiva- y el nivel oxidativo a la vez que aumentaba el metabolismo mitocondrial.

La pirroquinolina quinona se encuentra en muy baja proporción en los alimentos siendo los kiwis y la papaya los únicos donde alcanza una proporción significativa pero de apenas 30 microgramos/kilo; sin embargo hay un alimento en el que hay ¡hasta 800 microgramos por kilo! -más pues que en la leche materna-: el cacao. Añadiremos como dato curioso que la pirroquinolina quinona (PQQ) es una de las pocas moléculas orgánicas que han sido detectadas en el polvo interestelar. 

La ribosa. La ribosa la producen las células humanas siendo uno de los pocos azúcares que forman parte estructural de las proteínas así como de las moléculas de adenosín-trifosfato (ATP); de hecho ésta aparece por unión de adenosina, tres fosfatos y una pentosa: la D-ribosa. Todas ellas moléculas presentes en el ciclo de Krebs aunque en el caso de la ribosa hay que renovarla con cierta frecuencia al ser componente esencial tanto del ADN como del ARN. Y es que si bien la ribosa es elaborada en el citoplasma celular a partir de glucosa en determinadas circunstancias puede ser deficitaria y ello llevar a una producción deficitaria de ATP. Por eso a veces se precisa ingerir suplementos de ribosa, azúcar que por cierto no afecta a la secreción de insulina.

Fue en la década de los setenta del pasado siglo XX cuando los médicos descubrieron que tomar ribosa después de un infarto permite recuperar gran parte de la energía cardíaca dado que las fibras afectadas del miocardio no mueren como se presuponía sino que quedan latentes por falta de riego sanguíneo, situación que se revierte al ingerirla y activar ello la producción de ATP en las mitocondrias latentes de las fibras afectadas.

Ejemplo de la acción estimulante de la ATP sobre la producción energética de las mitocondrias fue el presentado por un equipo del Institute of Excercise and Sport Science de Copenhague (Dinamarca) encabezado por Y. Hellsten que comprobó clínicamente que su síntesis aumenta especialmente tras un intenso ejercicio físico. Lo explicaron en un trabajo publicado en 2004 en American Journal of Physiology.

Cabe añadir que si bien los lácteos, los huevos y algunas setas contienen pequeñas cantidades de ribosa para obtener resultados visibles cuando hay problemas cardiovasculares es necesario acudir a suplementos e ingerir varios gramos al día. 

El magnesio. Los protones son bombeados por la “maquinaria” de la enzima ATPpasa o ATP-sintasa hacia la matriz mitocondrial mediante la formación de adenosín-trifosfato (ATP) a partir de adenosín-difosfato (ADP); es lo que se conoce como fosforilización oxidativa. Se trata de una compleja bomba de protones formada por varias proteínas que se repite en muchas células cumpliendo distintas funciones y que no es más que un inteligente ardid de la naturaleza para trasformar en energía cinética las diferencias de potencial creadas por la acumulación de iones de distinta carga a los lados opuestos de una membrana. Ahora bien, esta enzima contiene un elemento fundamental: el magnesio. Hasta el punto de que algunos autores consideran que debería denominarse Mg-ATPasa dado lo esencial que es este mineral para la actividad biológica de la enzima.

En 2016 un equipo de la Keio University de Japón encabezado por Ryu Yamanaka publicó en Scientific Reports un excelente artículo cuyo título es explícito: Mitochondrial Mg homeostasis decides celular energy metabolism and vulnerability to stress (El magnesio en la homeostasis mitocondrial controla el metabolismo energético celular y la vulnerabilidad ante el estrés). Se trata de un trabajo según el cual el magnesio es un elemento fundamental de la ATPasa, regula la generación de energía celular en las mitocondrias y es vital para la homeostasis del sistema muscular -incluidos los músculos lisos- y los vasos arteriales.

Se sabe que para que una fibra muscular se relaje es necesario que el calcio salga del citoplasma ya que si no quedaría contraída -es lo que explica el “rigor mortis” de los cadáveres- y de eso se encarga la enzima calcio-magnesio-ATPasa (muy similar a la ya mencionada ATPasa). Sin la acción de esta enzima las fibras musculares del miocardio estarían siempre contraídas y el corazón no podría bombear la sangre. Ahora bien, para que funcione la bomba de calcio son necesarias dos cosas: que haya suficiente ATP (combustible) y magnesio. Sin suficiente magnesio no hay relajación muscular, algo de vital importancia en la función diastólica-sistólica del corazón. En otras palabras: sin magnesio no puede entrar bien la sangre en las aurículas y no se relajan los músculos lisos arteriales ni los músculos responsables de la ventilación pulmonar. Por eso el magnesio es clave tanto en los problemas cardíacos como en la hipertensión y su actividad como bloqueador de los canales de calcio haga que muchos expertos lo consideren un remedio superior a fármacos que hacen lo mismo como el verapamilo, el felodipino, el nicardipino y otros.

La creatina. Se trata de un aminoácido que el organismo sintetiza a partir de otros tres -metionina, glicina y arginina- y acumulamos cono fosfocreatina. Ya hemos explicado que la mayor parte del fosfato de la ATP se obtiene a partir de la ADP pero cuando hay necesidades extraordinarias puede obtenerse directamente a partir del fosfato que dona la creatina. Es de hecho lo que permite los esfuerzos intensos y prolongados de los atletas. Además el cerebro consume gran cantidad de energía y por eso cuando está sometido a estrés intelectual recurre asimismo a ella. Por otra parte, la creatina neutraliza varias sustancias neurotóxicas, tanto endógenas como las que origina un accidente cerebral.

La melatonina. Eficaz antioxidante de gran interés en el tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas. Según el trabajo de un equipo de la University Sains Malaysia coordinado por el doctor V. Srinivasan que apareció en 2006 en Behavioural and Brain Functions los ensayos experimentales realizados con modelos murinos de parkinson y alzheimer demuestran que la melatonina induce la síntesis de otros antioxidantes endógenos como la superóxido dismutasa (SOD) y el glutatión y mejora la respiración mitocondrial disminuyendo la generación de radicales libres. Es más, personas con enfermedades neurodegenerativas obtuvieron mejoras cognitivas tras administrarles melatonina.

Lo constató -entre otros- un grupo de investigadores de la Universidad de California-San Diego (EEUU) dirigido por G. Jean-Louis tras tratar durante 10 días con 6 miligramos de melatonina -2 horas antes de acostarse- a 10 ancianos con problemas cognitivos y de insomnio; es más, mejoraron de su estado depresivo. El trabajo se publicó en 1998 en Journal of Pineal Research.

La L-carnitina y los ácidos grasos. Además de glucosa nuestras mitocondrias son capaces de utilizar como combustible ácidos grasos. Ahora bien, así como la insulina es la llave para permitir el ingreso de glucosa en el interior de la célula y desde ahí a las mitocondrias los ácidos grasos necesitan un aminoácido que los transporte desde el citoplasma celular hasta el interior mitocondrial: la L-carnitina. Solo que para ello debe estar en cantidad suficiente. Hablamos de un aminoácido no esencial porque nuestro cuerpo puede sintetizarlo a partir de otros dos aminoácidos -la lisina y la metionina- pero como estos dos si son esenciales o nos aseguramos de que no haya déficit de los mismos o ingerimos directamente L-carnitina.

En una dieta normal el 75% de la carnitina proviene de productos animales, un problema para los veganos estrictos que solo compensa parcialmente el hecho de que esos aminoácidos están en muy pequeña cantidad en algunos vegetales y que los riñones pueden retenerlos evitando su pérdida al orinar. Solo que a menudo eso no es suficiente y es más aconsejable suplementar la dieta con L-carnitina; especialmente cuando se sigue una dieta cetogénica baja en carbohidratos a fin de garantizar el metabolismo de los ácidos grasos por las mitocondrias.

No se olvide que los ácidos grasos son 3,7 veces más eficientes que la glucosa para fabricar ATP y son por tanto el combustible ideal… siempre que las mitocondrias funcionen adecuadamente porque si no es así se producirá una acumulación de grasas no procesadas que puede provocar resistencia a la insulina. Grasa acumulada que suele ser fácilmente oxidada por los radicales libres produciendo peroxidación lipídica.

La L-carnitina se ocupa además de eliminar el ácido láctico que se produce en casos de esfuerzo muscular exagerado a fin de que no dañe las fibras musculares. Y no olvidemos que la obtención de ATP consumiendo ácidos grasos genera menos radicales libres que utilizando glucosa.

Por otra parte, los ácidos grasos de cadena corta y media -como los butiratos y el caprílico y láurico del aceite de coco- pueden ser utilizados por las mitocondrias sin depender de la L-carnitina; lo explicaron en 2016 P. Schönfeld -de la Otto-von-Guericke University de Magdeburgo (Alemania)- y L. Wojtczak -del Nencki Institute of Experimental Biology de Polonia- en un trabajo publicado en Journal of Lipid Research.

Además los ácidos grasos comestibles de cadena más larga -como los omega 3- producen mayor estrés oxidativo en las mitocondrias que los de cadena más corta (como el aceite de coco). Lo comprobó mediante ensayos murinos un grupo de investigadores de la Universidad de Quebec (Canadá) encabezado por H. Lemieux cuyo trabajo se publicó en 2011 en Mitochondrion con el título Dietary fatty acids and oxidative stress in the heart miochondria (Los ácidos grasos de la dieta y el estrés oxidativo en las mitocondrias del corazón).

Una conclusión que confirmaría un equipo de la University of South Wales (Reino Unido) encabezado por M. K. Montgomery observando además que da lugar a una menor acumulación celular de grasas y mejora la respuesta a la insulina; así lo dieron a conocer en un trabajo aparecido en 2013 en Journal of Lipid Research.

Terminamos este apartado indicando que si bien los butiratos y el ácido propiónico – ácidos grasos de cadena corta- son muy escasos en los alimentos los produce en gran cantidad nuestro microbioma digestivo.

En resumen, sin mitocondrias una célula produce en el citoplasma mediante glucólisis 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa; las mitocondrias, en cambio, 38. Y los ácidos grasos 140 moléculas de ATP por cada molécula de ácido graso de cadena larga (como el oleico del aceite de oliva).

El ácido alfa-lipoico. Como hemos visto en condiciones normales el metabolismo mitocondrial genera radicales libres que son neutralizados por los antioxidantes presentes tanto en el interior de las mitocondrias como en el citoplasma celular. Pues bien, el principal antioxidante fabricado por las mitocondrias es el glutatión y se obtiene a partir del ácido alfa- lipoico (ALA) por lo que en determinadas circunstancias puede ser interesante suplementar la dieta con él. Ayuda útil que complementaría la actividad de otros antioxidantes de generación interna como la coenzima Q10 y la melatonina además de la utilidad de vitaminas como la C, la D y la E. Obviamente hay muchas otras sustancias en los alimentos que ayudan tanto a potenciar la generación de ATP por las mitocondrias como a protegerlas de los radicales libres pero la lista se haría demasiado extensa y de ahí que nos hayamos centrado solo en las que poseen una actividad más manifiesta y han sido estudiadas con mayor detalle.

Terminamos este texto indicando que en el próximo número concretaremos las patologías a las que puede dar lugar un mal funcionamiento de las mitocondrias y haremos especial referencia a la importancia de la mitobiogénesis y la homeostasis mitocondrial sobre la longevidad y el envejecimiento.

Paula M. Mirre

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