Una de las principales fuentes de especies reactivas de oxígeno en el músculo esquelético son las mitocondrias. Las mitocondrias dañadas o disfuncionales , en particular, pueden producir niveles anormalmente altos de especies reactivas de oxígeno. ¿Sabías que el daño mitocondrial está asociado con enfermedades neurodegenerativas?
Las especies reactivas de oxígeno causan daño oxidativo (al ADN, proteínas, etc.) que pueden provocar disfunción muscular, especialmente a medida que envejecemos. Los antioxidantes, como los que se encuentran en las frutas y verduras , pueden ayudar a eliminar y «absorber» las especies dañinas de oxígeno reactivo. Existe un creciente interés en dirigir los antioxidantes a nuestras mitocondrias para prevenir o tratar la disfunción muscular y el daño asociado con enfermedades y lesiones .
Como estudiante de posgrado que desentraña los fundamentos moleculares de la hibernación, a menudo me pierdo en el mundo de la maquinaria celular. Mi orgánulo favorito, y quizás el más importante para mi investigación, es la mitocondria (mitocondria en plural).
Fibroblastos de ratón (células del tejido conectivo). Citoesqueletos en rojo, núcleos en azul y mitocondrias en verde. Imagen cortesía del NICHD.
Las poderosas mitocondrias
Las mitocondrias se conocen comúnmente como las «centrales eléctricas» de la célula. Estos orgánulos unidos a doble membrana producen trifosfato de adenosina (ATP) a través de la cadena de transporte de electrones. El ATP, la moneda de energía de las células de su cuerpo, se descompone en difosfato de adenosina (ADP) para impulsar muchos procesos moleculares, incluida la contracción muscular. El ADP recién formado se «actualiza» una vez más a ATP para ser utilizado en otra reacción. Increíblemente, y este hecho todavía me sorprende,¡ un adulto recicla su peso corporal en ATP todos los días !
Especies reactivas de oxígeno y señalización celular.
Aunque las mitocondrias son esenciales para el funcionamiento de casi todos los tipos de células (una excepción son los glóbulos rojos de mamíferos maduros), tienen un costo. La función normal de la cadena de transporte de electrones dentro de las mitocondrias produce especies reactivas de oxígeno (ROS), moléculas altamente inestables que pueden interactuar y degradar lípidos, proteínas y ADN.
Sabemos desde hace mucho tiempo que los antioxidantes contrarrestan el daño mediado por ROS y apoyan la función muscular . Los investigadores ahora están tratando de comprender cómo los antioxidantes pueden dirigirse específicamente a las mitocondrias en las células musculares. Sin embargo, las ROS no son solo una molestia macromolecular:también son esenciales para la señalización celular. ¿Cómo podemos apoyar mejor nuestra función muscular, especialmente cuando tenemos el deseo de estar en forma y saludable, sin interferir con la señalización celular esencial en el tejido del músculo esquelético?
Los arándanos de Alaska son una rica fuente de antioxidantes naturales . Imagen cortesía del USDA.
Sitios no mitocondriales de producción de ROS
Un articulo reciente publicado en la revista Antioxidants analiza el equilibrio entre el apoyo antioxidante y el mantenimiento de la señalización celular mediada por ROS. La clave para comprender la eficacia antioxidante en el contexto de la señalización celular adecuada es reconocer que las ROS también se producen fuera de las mitocondrias, por ejemplo, por NADPH oxidasa (un complejo enzimático que participa en la función del sistema inmunológico), xantina oxidasa (una enzima que descompone las purinas) y fosfolipasa A2 (una enzima que descompone los lípidos). Al consumir antioxidantes que están dirigidos específicamente a nuestras mitocondrias, podemos apoyar la salud muscular, limitando los efectos deletéreos de las ROS en las mitocondrias musculares, al tiempo que permitimos que las ROS no mitocondriales sigan haciendo su trabajo en términos de señalización celular importante.
¿Cómo producen los investigadores los antioxidantes específicos de las mitocondrias?
El artículo publicado en Antioxidants analiza algunas ciencias realmente interesantes, como cómo los antioxidantes pueden «pegarse» a un catión lipofílico («amante de las grasas») (átomo o molécula con carga positiva). Estos vehículos antioxidantes felices se trasladan a través de la bicapa lipídica de una célula hacia el citoplasma cargado negativamente (el material dentro de una célula que «contiene» todos los orgánulos y estructuras de la célula). ¿Recuerda haber aprendido cómo se atraen las cargas opuestas? Las mitocondrias dentro de la célula están aún más cargadas negativamente que el citoplasma, por lo que los cationes cargados positivamente que transportan los antioxidantes son atraídos directamente hacia las mitocondrias, acumulándose varios cientos de veces dentro de estos orgánulos. ¡Increíble!
La actividad mitocondrial y las especies reactivas de oxígeno son fundamentales para el rendimiento muscular. Imagen cortesía de la Marina de los Estados Unidos.
¿Interesado en leer más? Mira el articulo aquí. Y si tiene curiosidad acerca de los beneficios y riesgos para la salud muscular de la suplementación con antioxidantes, puede consultar Este artículo. ¡Feliz lectura y feliz ejercicio!
