METABOLISMO DE ENERGIA MITOCONDRIAL Y ENVEJECIMIENTO

Las mitocondria tienen un papel central en el metabolismo energético. Parte de  la energía libre derivada de la oxidación de los alimentos se encuentra dentro
 mitocondrias transformándose en ATP, la moneda energética de la célula. Este proceso depende de oxígeno. Cuando el oxígeno es limitado, los productos se metabolizan directamente en el citosol por tener un efecto menos eficiente.
La producción de ATP mitocondrial se basa en el transporte de electrones integrado por los complejos de la cadena respiratoria I-IV, que transfieren electrones de una manera gradual hasta que se reduce el oxígeno para formar agua. El NADH y FADH2 formados en la glucólisis, oxidación de ácidos grasos y el ciclo del ácido cítrico son moléculas ricas en energía que donan electrones a la CTE.

Los Complejos I, III y IV función como H +  bombas que son impulsadas por la energía libre de oxidación, junto con otras reacciones. Durante la transferencia de electrones, los protones son bombeados siempre desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranal

TEORIA DE ENVEJECIMIENTO MITOCONDRIAL

Existe un pequeño porcentaje de los electrones que se fugan de la ETC, en particular de los complejos I y III, durante la respiración normal y antes de tiempo que se reduce el oxígeno, se origina la formación de especies reactivas del oxígeno (ROS).

Se ha demostrado que otras proteínas mitocondriales como el glicerofosfato deshidrogenasa, Cetoglutarato y la piruvato- deshidrogenasa tienen un papel en la producción de ROS. El hecho de que la cadena mitocondrial de transporte de electrones es la mayor productora de ROS se correlaciona con la teoría de los radicales libres. Se ha demostrado que las mitocondrias se hacen más grandes y menos numerosas con la edad, la acumulación de vacuolas, las anomalías en las crestas y las inclusiones intra y paracristalinas mitocondrial hacen que disminuyan las actividades de la cadena, así como el potencial de membrana, en la que depende la producción de ATP, mientras que la cantidad de daño oxidativo a las proteínas y ADN mitocondrial aumentan,

Se ha desarrollado un modelo de ratón que proporcionó pruebas experimentales de un vínculo causal entre las mutaciones del ADNmt  y fenotipos de envejecimiento en los mamíferos. El aumento de las mutaciones somáticas del mtDNA se asocian con una vida útil reducida y el inicio prematuro de los fenotipos relacionados con el envejecimiento tales como pérdida de peso, la reducción de la grasa subcutánea, alopecia, cifosis, osteoporosis, anemia, disminución de la fertilidad y ampliación del corazón
Por otra parte, se ha demostrado que no hay conexión directa entre el aumento de los niveles de las mutaciones del ADNmt y la producción de ROS elevadas.

DESACOPLAR PARA SOBREVIVIR

El consumo de energía limita la longevidad. En otras palabras, la tasa metabólica del organismo determina su vida útil.

Por otro lado, la teoría "desacoplamiento para sobrevivir" propone que el metabolismo de la energía está en una relación positiva con la longevidad.

Debido a que la producción de ROS es altamente dependiente del protón, la pérdida de protones podrían ayudar a limitar el daño oxidativo.

Bibliografía

I. Bratic, A. Trifunovic, Mitochondrial energy metabolism and ageing, Biochim. Biophys. Acta (2010)