Πώς η βιογένεση, η δυναμική και η μιτοφαγία διορθώνουν τον εγκέφαλό σας
Εκτιμώμενος χρόνος ανάγνωσης: 8 πρακτικά
Μερικοί από εσάς αρχίζετε να καταλαβαίνετε ότι πρέπει να εστιάσετε στη λειτουργία των μιτοχονδρίων για να έχετε έναν υγιή εγκέφαλο που να επιτρέπει την καλή διάθεση και την κλονισμένη γνωστική λειτουργία. Μερικοί από εσάς είναι απλώς καλοί με το να γνωρίζουν ότι τα μιτοχόνδρια είναι βασικά. Και μπορείτε να απολαύσετε αυτή την απλή ανάρτηση ιστολογίου για αυτά τα καταπληκτικά οργανίδια!
Αλλά μερικοί από εσάς θέλετε να μάθετε περισσότερα για τα μιτοχόνδρια και η εκμάθηση γι' αυτά είναι σημαντική για εσάς. Μπορεί να είστε σαν εμένα, που πρέπει να καταλάβω πραγματικά το επιστημονικό μου «γιατί» για να γίνει κάτι ολοκληρωμένο και για να έχουν σκοπό οι νέες μου συμπεριφορές. Αν λοιπόν είστε έτσι, αυτή η ανάρτηση στο blog είναι για εσάς!
Ας συζητήσουμε τις οδούς που διατηρούν την υγεία των μιτοχονδρίων και, στη συνέχεια, ας δούμε πώς οι κετογονικές δίαιτες μπορεί να επηρεάσουν αυτές τις οδούς για να σας βοηθήσουν να αισθανθείτε καλύτερα. Να ξεκινήσουμε;
Μιτοχονδριακή Βιογένεση
Η μιτοχονδριακή βιογένεση είναι η διαδικασία με την οποία δημιουργούνται νέα μιτοχόνδρια μέσα σε ένα κύτταρο και παίζει κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση του κυτταρικού μεταβολισμού, στη διατήρηση της ενεργειακής ομοιόστασης και στην άμβλυνση των επιπτώσεων του οξειδωτικού στρες. Αυτή η διαδικασία είναι εξαιρετικά ρυθμισμένη και περιλαμβάνει περίπλοκο συντονισμό της γονιδιακής έκφρασης, της μετάφρασης πρωτεϊνών και της συγκρότησης οργανιδίων.
Ο κύριος οδηγός της μιτοχονδριακής βιογένεσης είναι ο μεταγραφικός συν-ενεργοποιητής PGC-1α. Μην σας τρομάζει λίγη αλφαβητάρικο σούπα. Αυτό είναι εύκολο να το καταλάβεις! Υπόσχομαι.
Το γονίδιο PGC-1α κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που ονομάζεται PGC-1α. Δεν αποτελεί έκπληξη, καθώς τα περισσότερα γονίδια παρέχουν οδηγίες για την παραγωγή πρωτεϊνών.
Η PGC-1α είναι μια πρωτεΐνη που βοηθά στη δημιουργία και διατήρηση υγιών μιτοχονδρίων στους νευρώνες, προωθώντας την παραγωγή νέων μιτοχονδρίων. Ενεργοποιεί την έκφραση των γονιδίων που εμπλέκονται στη μιτοχονδριακή βιογένεση (δημιουργία!) και στη λειτουργία, παράγοντας τελικά νέα μιτοχόνδρια και ενισχύοντας την ικανότητα των υπαρχόντων μιτοχονδρίων να παράγουν ενέργεια!
Συνολικά, η διαδικασία της μιτοχονδριακής βιογένεσης περιλαμβάνει τη συντονισμένη έκφραση πολλών γονιδίων και τη συναρμολόγηση μεγάλου αριθμού πρωτεϊνών και άλλων μορίων, με αποκορύφωμα το σχηματισμό νέων μιτοχονδρίων μέσα στο κύτταρο. Και αν δεν έχετε αυτό το μέρος της μιτοχονδριακής λειτουργίας να συνεχίζεται με υγιή τρόπο, ο εγκέφαλός σας θα λιμοκτονήσει για την ενέργεια που χρειάζεται για να λειτουργήσει και να συντηρηθεί. Προκαλεί έναν ολόκληρο καταρράκτη αρνητικών επιπτώσεων που προκαλούν προβλήματα με αυτές τις άλλες μιτοχονδριακές οδούς.
Ας μάθουμε λοιπόν περισσότερα.
Μιτοχονδριακή Δυναμική
Η μιτοχονδριακή δυναμική αναφέρεται στον τρόπο με τον οποίο τα μιτοχόνδρια αλλάζουν το σχήμα και το μέγεθός τους ως απόκριση σε διαφορετικά σήματα στο σώμα μας. Αυτή η διαδικασία ελέγχεται από δύο κύριες διαδικασίες: τη σύντηξη και τη σχάση. Μην τρομάζετε με αυτούς τους δύο όρους (όπως ήμουν εγώ), γιατί θα τους εξηγήσω απλά εδώ.
Η σύντηξη είναι όταν δύο ή περισσότερα μιτοχόνδρια ενώνονται για να σχηματίσουν ένα μεγαλύτερο, πιο διασυνδεδεμένο δίκτυο, ενώ η σχάση είναι όταν ένα μιτοχόνδριο χωρίζεται σε δύο ή περισσότερες μικρότερες μονάδες. Η σύντηξη των μιτοχονδρίων μπορεί να αυξήσει την ποσότητα της παραγόμενης ενέργειας, ενώ η σχάση μπορεί να τη μειώσει. Αυτό επιτρέπει στα μιτοχόνδρια να προσαρμοστούν στις διαφορετικές ενεργειακές απαιτήσεις του κυττάρου.
Υποβάλλοντας σε σύντηξη και σχάση, τα μιτοχόνδρια μπορούν να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες ενεργειακές απαιτήσεις και να ανταποκριθούν σε κυτταρικούς στρεσογόνους παράγοντες. Αυτό συμβαίνει γιατί όταν τα μιτοχόνδρια συγχωνεύονται, μοιράζονται πόρους και μπορούν να παράγουν περισσότερη ενέργεια από ό,τι όταν είναι χωριστά. Αντίθετα, όταν τα μιτοχόνδρια υφίστανται σχάση, γίνονται μικρότερα και πιο απομονωμένα, γεγονός που μπορεί να μειώσει την παραγωγή ενέργειας.
Οι αλλαγές στο σχήμα των μιτοχονδρίων είναι σημαντικές και μπορούν να τα βοηθήσουν να ανταποκριθούν σε κυτταρικούς στρεσογόνους παράγοντες. Για παράδειγμα, όταν τα κύτταρα εκτίθενται σε υψηλά επίπεδα οξειδωτικού στρες (το οποίο μπορεί να βλάψει τα κύτταρα και το DNA), τα μιτοχόνδρια μπορεί να υποστούν σχάση για να δημιουργήσουν νέα, πιο υγιή μιτοχόνδρια που μπορούν να αντιμετωπίσουν καλύτερα το στρες. Αυτές οι αλλαγές στο σχήμα (μορφολογία) μπορούν επίσης να βοηθήσουν στη διευκόλυνση της επικοινωνίας μεταξύ των μιτοχονδρίων και άλλων τμημάτων του κυττάρου. Για παράδειγμα, η σύντηξη των μιτοχονδρίων μπορεί να επιτρέψει την ανταλλαγή πρωτεϊνών και άλλων μορίων μεταξύ των μιτοχονδρίων, η οποία μπορεί να είναι σημαντική για τη ρύθμιση του κυτταρικού μεταβολισμού και της παραγωγής ενέργειας.
Μιτοχονδριακή μιτοφαγία
Η μιτοχονδριακή μιτοφαγία είναι μια διαδικασία με την οποία τα κύτταρα αφαιρούν επιλεκτικά τα κατεστραμμένα ή δυσλειτουργικά μιτοχόνδρια, συμβάλλοντας στη διατήρηση ενός υγιούς μιτοχονδριακού δικτύου και στη μείωση του οξειδωτικού στρες. Και όλοι ξέρετε μέχρι τώρα τι σημαίνει αυτό για τη λειτουργία του εγκεφάλου!
Η διαδικασία της μιτοχονδριακής μιτοφαγίας περιλαμβάνει διάφορα στάδια. Πρώτον, τα κατεστραμμένα ή δυσλειτουργικά μιτοχόνδρια αναγνωρίζονται και επισημαίνονται για καταστροφή με μια διαδικασία που ονομάζεται ουμπικουϊτινοποίηση. Αυτή η διασκεδαστική λέξη περιγράφει μια διαδικασία με την οποία μια πρωτεΐνη που ονομάζεται ουβικιτίνη προστίθεται στα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια, σημαδεύοντάς τα για απομάκρυνση.
Στη συνέχεια, τα σημειωμένα μιτοχόνδρια περιβάλλονται από μια δομή μεμβράνης που ονομάζεται αυτοφαγόσωμα, η οποία σχηματίζει ένα κυστίδιο που καταπίνει τα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια. Το αυτοφαγόσωμα στη συνέχεια συντήκεται με ένα λυσόσωμα, ένα εξειδικευμένο οργανίδιο που περιέχει ένζυμα που μπορούν να διασπάσουν και να υποβαθμίσουν τα κυτταρικά απόβλητα.
Μόλις τα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια βρίσκονται μέσα στο λυσόσωμα, τα ένζυμα τα διασπούν στα συστατικά μέρη τους, τα οποία μπορούν να ανακυκλωθούν από το κύτταρο. Είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει πολλά βήματα και συντονίζει διάφορα κυτταρικά συστατικά. Ευτυχώς, δεν χρειάζεται να κατανοήσετε όλα τα βήματα για να ξέρετε ότι αυτή η μιτοχονδριακή διαδικασία είναι ζωτικής σημασίας για τους στόχους για την υγεία του εγκεφάλου σας.
Κατά τη διάρκεια περιόδων μιτοχονδριακής δυσλειτουργίας και αποτυχίας των μηχανισμών ελέγχου ποιότητας των μιτοχονδρίων (όπως η μιτοφαγία), το ROS/RNS μπορεί να προκαλέσει βλάβη στα κυτταρικά μακρομόρια και νεκρωτικό κυτταρικό θάνατο. Ο σωστός έλεγχος και ο συντονισμός των μονοπατιών μιτοφαγίας είναι ζωτικής σημασίας για την πρόληψη του κυτταρικού θανάτου και της φλεγμονής.
Swerdlow, NS και Wilkins, HM (2020). Μιτοφαγία και εγκέφαλος. Διεθνές περιοδικό μοριακών επιστημών, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
Αυτή η διαδικασία επιλεκτικής αφαίρεσης κατεστραμμένων μιτοχονδρίων βοηθά στη διατήρηση ενός υγιούς μιτοχονδριακού δικτύου και στη μείωση του οξειδωτικού στρες και βασικά είναι ένα τεράστιο συστατικό της ικανότητάς σας να ανακτήσετε τη διάθεση και τη γνωστική σας λειτουργία!
#MitochondriaMatter
Στον εγκέφαλο, η μιτοφαγία είναι ιδιαίτερα σημαντική λόγω των υψηλών ενεργειακών απαιτήσεων των εγκεφαλικών κυττάρων και της ευαισθησίας τους στο οξειδωτικό στρες. Η διαταραχή της μιτοχονδριακής λειτουργίας και το οξειδωτικό στρες έχουν εμπλακεί στην ανάπτυξη μιας ποικιλίας νευροεκφυλιστικών διαταραχών και ψυχικών ασθενειών.
Κετογονικές Δίαιτες και Μιτοχόνδρια
Νομίζω ότι είναι σημαντικό για εσάς να γνωρίζετε ότι μια κετογονική δίαιτα έχει βαθιά θετικά αποτελέσματα σε αυτά τα μιτοχονδριακά μονοπάτια.
Υπάρχουν ενδείξεις ότι οι κετογονικές δίαιτες μπορούν να επηρεάσουν τη δυναμική των μιτοχονδρίων, συμπεριλαμβανομένων των διαδικασιών σύντηξης και σχάσης που διαμορφώνουν τη μορφολογία των μιτοχονδρίων. Μελέτες τόσο σε ζώα όσο και σε ανθρώπους έχουν δείξει ότι οι κετογονικές δίαιτες μπορούν να αυξήσουν την έκφραση των γονιδίων που εμπλέκονται στη μιτοχονδριακή σύντηξη, αυξάνοντας το μέγεθος των μιτοχονδρίων και την πολυπλοκότητα του δικτύου.
Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι οι κετογονικές δίαιτες μπορούν να μειώσουν την έκφραση των γονιδίων που εμπλέκονται στη μιτοχονδριακή σχάση, η οποία μπορεί να προάγει τον κατακερματισμό και τη δυσλειτουργία των μιτοχονδρίων. Συγκεκριμένα, μια κετογονική δίαιτα έχει βρεθεί ότι μειώνει την έκφραση της πρωτεΐνης Drp1, η οποία εμπλέκεται στη διαδικασία της μιτοχονδριακής σχάσης.
Η KD μπορεί να καταστέλλει το στρες του ER [ενδοπλασματικό δίκτυο] και να προστατεύει τη μιτοχονδριακή ακεραιότητα καταστέλλοντας τη μιτοχονδριακή μετατόπιση της Drp1 για να αναστείλει την ενεργοποίηση του φλεγμονώδους NLRP3, ασκώντας έτσι νευροπροστατευτικά αποτελέσματα.
Γιατί θα θέλαμε να μειώσουμε τη μιτοχονδριακή σχάση; Επειδή η υπερβολική μιτοχονδριακή σχάση μπορεί να οδηγήσει σε μιτοχονδριακό κατακερματισμό και δυσλειτουργία, η οποία έχει συνδεθεί με μια ποικιλία ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων των νευροεκφυλιστικών διαταραχών.
Αυτές οι αλλαγές στη δυναμική των μιτοχονδρίων μπορεί να συμβάλλουν στη συνολική βελτίωση της μιτοχονδριακής λειτουργίας που παρατηρείται με τις κετογονικές δίαιτες.
Αν και οι μηχανισμοί μέσω των οποίων μια κετογονική δίαιτα μπορεί να βελτιώσει αυτές τις συνθήκες επεκτείνονται πέρα από τη μιτοχονδριακή λειτουργία, ο μεγάλος βαθμός στον οποίο η διατροφική κέτωση αυξάνει την εξάρτηση από τον μιτοχονδριακό μεταβολισμό υποδηλώνει έντονα ότι η μιτοχονδριακή προσαρμογή είναι ένας κεντρικός παράγοντας.
Miller, VJ, Villamena, FA, & Volek, JS (2018). Διατροφική κέτωση και μιτοχόρμηση: πιθανές επιπτώσεις για τη μιτοχονδριακή λειτουργία και την ανθρώπινη υγεία. Εφημερίδα διατροφής και μεταβολισμού, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Συμπέρασμα
Λοιπόν, ναι, τα μιτοχόνδρια είναι οι δυνάμεις ισχύος των κυττάρων μας, υπεύθυνα για την παραγωγή της ενέργειας που χρειάζονται τα κύτταρά μας για να λειτουργήσουν σωστά. Αλλά οι διαδικασίες της μιτοχονδριακής δυναμικής, της μιτοχονδριακής μιτοφαγίας και της μιτοχονδριακής βιογένεσης είναι επίσης κρίσιμες για τη διατήρηση της υγείας και της σωστής λειτουργίας αυτών των ζωτικών οργανιδίων.
Μέσω αυτών των διεργασιών, τα κύτταρα μπορούν να ρυθμίσουν την παραγωγή ενέργειας και τον μεταβολισμό στον εγκέφαλο. Χρειαζόμαστε αυτά τα μονοπάτια να λειτουργούν καλά για να προσαρμοστούμε στις μεταβαλλόμενες ενεργειακές απαιτήσεις, να ανταποκριθούμε σε κυτταρικούς στρεσογόνους παράγοντες και να αποτρέψουμε τη συσσώρευση κατεστραμμένων ή δυσλειτουργικών μιτοχονδρίων. Και τι συμβαίνει όταν αυτά τα μονοπάτια είναι εξασθενημένα στον εγκέφαλο; Βλέπουμε την ανάπτυξη ψυχικών ασθενειών και νευροεκφυλιστικών διαταραχών.
Εάν αυτή η τελευταία δήλωση ακούγεται σκανδαλώδης και αντιεπιστημονική, πρέπει να καλύψετε τη διαφορά στους τομείς της μεταβολικής ψυχιατρικής και της νευρολογίας. Θα σας συνιστούσα να ελέγξετε έξω Το βιβλίο του Chris Palmer Brain Energy (βλ. παραπομπές).
Σε αυτήν την ανάρτηση ιστολογίου, μάθατε ότι πρόσφατη έρευνα υποστηρίζει τον ισχυρισμό ότι μια κετογονική δίαιτα μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στη δυναμική και τη λειτουργία των μιτοχονδρίων. Και δεν μιλάμε για κετογονικές δίαιτες που ασκούν αιματηρά αποτελέσματα. Μια κετογονική δίαιτα κυριολεκτικά μεταβάλλει την έκφραση των γονιδίων που εμπλέκονται στη σχάση και τη σύντηξη των μιτοχονδρίων και ασκεί νευροπροστατευτικά αποτελέσματα.
Εάν θέλετε να συνεργαστείτε μαζί μου για να έχω μιτοχονδριακές λειτουργίες όπως αυτές, μπορείτε να ρωτήσετε για το διαδικτυακό μου πρόγραμμα παρακάτω:
Ελπίζω ότι αυτή η ανάρτηση ιστολογίου συνέβαλε στην κατανόηση των διαδικασιών που ρυθμίζουν τη λειτουργία και τη δυναμική των μιτοχονδρίων και πώς οι κετογονικές δίαιτες μπορούν να αποτελέσουν μια ισχυρή παρέμβαση για τη θεραπεία μεταβολικών διαταραχών στον εγκέφαλο που εκδηλώνονται ως ψυχικές ασθένειες και νευρολογικές διαταραχές.
Επειδή έχετε το δικαίωμα να γνωρίζετε όλους τους τρόπους με τους οποίους μπορείτε να νιώσετε καλύτερα.
αναφορές
Guo, M., Wang, X., Zhao, Y., Yang, Q., Ding, H., Dong, Q., … & Cui, M. (2018). Η κετογονική δίαιτα βελτιώνει την ισχαιμική ανοχή του εγκεφάλου και αναστέλλει την ενεργοποίηση του φλεγμονώδους NLRP3 αποτρέποντας τη μεσολαβούμενη από την Drp1 μιτοχονδριακή σχάση και το στρες του ενδοπλασματικού δικτύου. Φράγματα στη Μοριακή Νευροεπιστήμη, 11 86. https://doi.org/10.3389/fnmol.2018.00086
Miller, VJ, Villamena, FA, & Volek, JS (2018). Διατροφική κέτωση και μιτοχόρμηση: πιθανές επιπτώσεις για τη μιτοχονδριακή λειτουργία και την ανθρώπινη υγεία. Εφημερίδα διατροφής και μεταβολισμού, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Palmer, CD (2014). Εγκεφαλική ενέργεια. Ακαδημαϊκός Τύπος. https://brainenergy.com/
Qu, C., Keijer, J., Adjobo-Hermans, MJ, van de Wal, M., Schirris, T., van Karnebeek, C., … & Koopman, WJ (2021). Η κετογονική δίαιτα ως στρατηγική θεραπευτικής παρέμβασης στη μιτοχονδριακή νόσο. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 138 106050. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2021.106050
Swerdlow, NS και Wilkins, HM (2020). Μιτοφαγία και εγκέφαλος. Διεθνές περιοδικό μοριακών επιστημών, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
3 Σχόλια