Envejecimiento y longevidad: vías genéticas mitocondriales

Durante la última década, hemos visto un crecimiento en la población de la tercera edad. En el proceso de envejecimiento se incluye un amplio conjunto de desafíos socioeconómicos y bioquímicos. Si bien la especie humana ha aumentado su longevidad, el envejecimiento y los mecanismos moleculares que lo acompañan deben abordarse y modularse para disminuir el riesgo de enfermedades degenerativas. 

Al comprender la función molecular del envejecimiento, podemos decir que mitocondrial La función es una piedra angular de este proceso. Por lo tanto, necesitamos un enfoque antienvejecimiento multidisciplinario para mejorar la función mitocondrial para tratar, modular y revertir las enfermedades degenerativas.

Envejecimiento:

El envejecimiento se asocia con una disminución progresiva de la función de los órganos, lo que aumenta el riesgo de enfermedad degenerativa y muerte. Desde un punto de vista molecular, el envejecimiento es consecuencia de la acumulación de daños a lo largo de la vida en los tejidos, como las membranas lipídicas, las proteínas y las secuencias de ADN. Además, la investigación genética ha identificado múltiples vías de señalización mitocondrial que influyen en la tasa de envejecimiento de los organismos. Además, estas vías han evolucionado para modular procesos críticos, que dependen directamente de la disponibilidad de sustratos como nutrientes y energía. 

La mayoría de las teorías evolutivas sobre el envejecimiento informan que es menos probable que este mecanismo sea un proceso programado, donde el mecanismo es sacrificar al individuo mayor en favor del joven. También conocido como selección natural. Por otro lado, la investigación apoya el principio según el cual la optimización de recursos, como la energía y los nutrientes, contribuye al crecimiento y la reproducción o las funciones de mantenimiento y reparación en los organismos. De hecho, esta teoría podría explicar las diferencias de envejecimiento entre especies. Por ejemplo, algunas especies priorizaron el crecimiento y la reproducción, aumentando el envejecimiento y degeneración Velocidad. Por otro lado, las especies más longevas centraron sus recursos en la reparación y el mantenimiento al permitir la adaptación genética al medio ambiente que conduce a una mejor supervivencia. 

Si esta teoría es correcta (y creo que lo es), el siguiente paso es determinar qué componentes celulares cosechan el mayor daño en su estructura, lo que lleva a un deterioro funcional. En consecuencia, esto proporcionará un enfoque práctico que proporcionará los sustratos para modular las vías que aseguran el mantenimiento y la reparación del organismo.

Mitocondrias y sus funciones.

Comúnmente conocidas como la fuente de energía de la célula, las mitocondrias son orgánulos unidos a la membrana. La anatomía de las mitocondrias se compone de 4 compartimentos significativos, cada uno de ellos con su función estructural.

• Membrana externa mitocondrial:Se trata de una estructura altamente porosa, perforada con grandes canales que permiten la entrada de moléculas. También contiene enzimas involucradas en la síntesis de lípidos mitocondriales.
• Espacio intermembrana mitocondrial:El espacio entre la membrana interna y externa, este compartimento reúne los protones H, lo que permite la formación de ATP por ATP-sintasa.
• Membrana interna mitocondrial: Se considera una capa impermeable formada por crestas carpeta ricas en cardiolipina. Contiene todos los complejos proteicos de la cadena de transporte de electrones (ETC) y la ATP sintasa. 
• Matriz mitocondrial: Este es el espacio interno de la mitocondria. Contiene las enzimas del ciclo de Krebs, mtDNA, ribosomas, GSH, mtRNA y óxido nítrico.

Las funciones mitocondriales se basan en la integridad de su estructura anatómica que permite la recolección de protones H + y mantiene gradientes iónicos, amortiguación de calcio, producción de ROS, señalización celular, regulación del crecimiento y producción de energía en forma de ATP. Además, todas estas capacidades sitúan la función mitocondrial en el centro de atención de la investigación bioenergética.

La función, reparación y apoptosis mitocondrial dependen de una intrincada vía bidireccional entre la mitocondria y el núcleo. Además, la estructura del mtDNA está organizada en nucleoides, que están estrechamente asociados con la membrana interna mitocondrial. De hecho, la membrana interna produce ROS, y este mecanismo es el motivo por el que se espera que el ADNmt sufra un daño oxidativo constante. Sin embargo, las vías de reparación del ADN, como la reparación por escisión de bases (BER), parecen jugar un papel crucial en la reparación de la estructura del ADN principalmente a través de nucleótidos reciclados de los procesos metabólicos mitocondriales o importados por el citoplasma.

Por lo tanto, cualquier defecto genético en los mecanismos que suministran nucleótidos se reflejaría en síndromes de depleción del mtDNA (MDS), dando como resultado una disfunción mitocondrial.

El envejecimiento se ha convertido en un diagnóstico, no solo en algo que sucede con el tiempo. Todas las teorías señalan que la desregulación de la función mitocondrial es la piedra angular de importantes disfunciones orgánicas y enfermedades degenerativas. Comprender cómo las mitocondrias regulan, modulan y producen energía y ROS proporcionará el tratamiento adecuado para contrarrestar el proceso oxidativo y aumentar la biogénesis mitocondrial. – Ana Paola Rodríguez Arciniega, MS

Referencias:

Akbari, Mansur et al. "Las mitocondrias en las vías de señalización que controlan la longevidad y la salud". Revisiones de investigación sobre el envejecimientovol. 54 (2019): 100940. doi:10.1016/j.arr.2019.100940

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