In un articolo precedente ho parlato di osteoporosi e danno mitocondriale, allora mi piacerebbe affrontare meglio il ruolo e l’importanza di questo meraviglioso batterio che ci abita e di come la nostra salute sia correlata al suo funzionamento.Capire e conoscere il mitocondrio e’ importante per comprendere lo sviluppo di numerose patologie correlate al suo danno.

Secondo la teoria endosimbiontica il mitocondrio deriva dai batteri ancestrali dotati di metabolismo ossidativo e che sarebbe poi stato inglobato nelle cellule eucariotiche con mutuo beneficio.

Nel  2011 una  ricerca pubblicata su Nature ha chiarito perché i mitocondri sono stati fondamentali per l’evoluzione della vita complessa:

“La  chiave  sarebbe  racchiusa  nel  fatto  che  le  cellule  eucariotiche  devono  sintetizzare molte  più  proteine  delle  cellule  procariotiche e  possono  farlo  solo  grazie  ai  mitocondri,  cellule simbiontiche ottimizzate per produrre molta energia e consumarne pochissima.” 

Oltre ad essere uno dei nostri batteri piu’ antichi, risale all’incirca 1,5 miliardi di anni fa, il mitocondrio e’ stato da sempre considerato un organello cruciale perché coinvolto nelle reazioni bio sintetiche che portano alla sintesi di ATP(produzione di energia) quindi  deve essere in uno stato fisiologico adeguato per svolgere le funzioni cellulari di base come la proliferazione e la respirazione cellulare.

In realta’ ricerche degli ultimi anni evidenziano come esso sia sempre piu’ intimamente coinvolto nelle vie di trasmissione cellulare : funziona come una piattaforma per l’inizio della trasmissione cellulare, come  trasduttore e potenziatore di multipli processi.

I mitocondri sono gli unici organelli a possedere un proprio genoma (mtDNA) e si riproducono all’interno della cellula in maniere autonoma attraverso un processo noto come fissione binaria. 

Il Dna mitocondriale viene ereditato solo per via materna, cio’ determina la presenza di numerose malattie ereditarie legate a difetti a carico del DNA mitocondriale che dalle madre vengono trasmesse a tutta la progenie.

Il DNA mitocondriale produce enzimi necessari alla fosforilazione ossidativa (processo fondamentale per la sopravvivenza della cellula); e’cosi’ in grado di raggiungere i citocromi e influenzarne l’espressione genica.

Quando ci troviamo in situazione di stress metabolico, il nostro organismo, richiede moltissima energia, dal DNA mitocondriale si stacca una proteina (MOTS-c) per attivare i sistemi di difesa e ristabilire l’omeostasi.

Pensiamo allora se questo sistema di comunicazione non funziona bene, come e’ facile l’insorgere di quelle patologie degenerative tanto note nella societa’ moderna.

Le principali funzioni del mitocondrio sono:

• Respirazione cellulare e produzione di energia ( Ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa)
• Beta ossidazione ( ossidazione degli acidi grassi)
• Produzione di calore
• Produzione di radicali liberi
• Ossidazione dell’adrenalina
• Omeostasi e riserva di molecole e ioni (ioni Calcio)
• Coinvolgimento nei processi di apoptosi ( Morte cellulare)
• Sintesi del gruppo Eme e dei centri ferro- zolfo

Il mitocondrio possiede moltissime altre  capacita’ : 

• E’ coinvolto nella funzione immunitaria (e’ un potentissimo antivirale)
• Nella trasformazione delle cellule staminali (promuove la differenziazione delle suddette, comprese le cellule del sangue e del grasso) 
• Nella produzione di nuovi mitocondri
• Nella sintesi  di melatonina (sembra che la melatonina presente nei mitocondri superi di gran lunga la quantita’ di quella presente nel sangue).

E’in grado di decidere la vita o la morte di una cellula, si puo’ affermare che noi siamo lo specchio dei nostri mitocondri.

Esso possiede una propria intelligenza, e’ un batterio dinamico, infatti  e’ in assoluto l’elemento che più muta e si trasforma, attraverso processi di fusione e di fissione, in base alle necessita’ fisiologiche dell’organismo.

􏰚􏰁􏰠􏰒􏰾􏱁􏰁 􏱁􏰣􏱂􏰅􏰁􏱌 Diversi studi hanno dimostrato che difetti nei processi di fusione 􏰁􏰠􏰒􏰾􏱁􏰁e fissione possono condurre 

• a disturbi dello sviluppo neurologico come l’autismo e a malattie degenerative molto gravi quali SLA ( Sclerosi Laterale Amiotrofica) e l’Alzhaimer, 
• Alterare la produzione di nuovi neuroni ( riducendo il numero di nuovi neuroni prodotti nel cervello).

 Infatti uno dei suoi ruoli piu’ importanti riguarda lo sviluppo e il ruolo finale delle cellule staminali. 􏱁􏰣􏱂􏰅􏰁􏱌 􏱁􏰁􏰿 􏰽􏰒􏰐􏰐􏱋􏱂􏰇􏰼􏰇 􏰋􏰓􏰒 􏰽􏰒􏰍􏰐􏰁 􏰿􏰽􏰁􏰼􏰿􏰐􏰁􏱌 􏰓􏰿􏰽􏰽􏰇 􏰋􏰇􏰐􏰐􏰒􏰍􏰿􏰣􏰇 􏰁 􏰅􏰁􏱃􏰒􏰣􏰣􏰁 􏰽􏰒􏰐􏰐􏰿 􏱃􏱂􏱁􏰁􏰇􏰽􏰒 􏰒 􏰽􏰒􏰐􏰐􏰿 􏱃􏰁􏱁􏱁􏰁􏰇􏰽􏰒 􏰼􏰁􏰣􏰇􏰋􏰇􏰽􏰅􏰾􏰁􏰿􏰐􏰒 􏰋􏰇􏰽 􏰅􏰁􏱁􏰣􏱂􏰾􏰈􏰁 􏰅􏰒􏰐􏰐􏰇 􏱁􏰠􏰁􏰐􏱂􏱀􏱀􏰇 􏰽􏰒􏱂􏰾􏰇􏰐􏰇􏰍􏰁􏰋􏰇􏱌 􏰋􏰇􏰼􏰒 􏰐􏱋􏰿􏱂􏰣􏰁􏱁􏰼􏰇􏱌 􏰒 􏰋􏰇􏰽 􏰼􏰿􏰐􏰿􏰣􏰣􏰁􏰒 􏰽􏰒􏱂􏰾􏰇􏰅􏰒􏰍􏰒􏰽􏰒􏰾􏰿􏰣􏰁􏰠􏰒􏱌 􏰋􏰇􏰼􏰒 􏰐􏱋􏱍􏰐􏱊􏰓􏰒􏰁􏰼􏰒􏰾 􏰒 􏰐􏰿 􏱁􏰋􏰐􏰒􏰾􏰇􏱁􏰁 􏰐􏰿􏰣􏰒􏰾􏰿􏰐􏰒 􏰿􏰼􏰁􏰇􏰣􏰾􏰇􏱃􏰁􏰋􏰿 􏱆􏰮􏱉􏱍􏱇􏱈 

􏰚􏰁􏰠􏰒􏰾Il mitocondrio ha un ruolo attivo nel segnale di morte cellulare, nei processi di immunita’ innata .

Struttura del Mitocondrio:

Come mostrato nella figura osserviamo in dettaglio la struttura del mitocondrio

La quantita’ dei mitocondri presenti nelle varie cellule dipende dalle necessita’ energetiche del singolo substrato(saranno quindi maggiori in quelle cellule dove e’ richiesta maggior energia) e dalla presenza di ossigeno .

Ci sono piu’ mitocondri nelle cellule del  Fegato (per il loro intenso metabolismo), nelle cellule che si contraggono (i Muscoli), nelle cellule cigliate (Trachea). 

Pochi mitocondri si trovano nelle cellule che vivono svolgono le loro funzioni in assenza di ossigeno:

• Cellule muscolari scheletriche di tipo 2
• Epitelio della pelle (soprattutto lo strato superficiale)
• Neutrofili ( riescono ad uccidere patogeni in zone poco ossigenate come zone infiammate o in necrosi)

L’invecchiamento del mitocondrio con conseguente danno funzionale e’ stato posto alla base di

Stress da radicali liberi

Malattie metaboliche 

Malattie neurodegenerative

Alterazioni legate alla vecchiaia

Le malattie mitocondriali:

Rappresentano un gruppo di sindromi cliniche accumulate da un deficit energetico del metabolismo mitocondriale.

Abbiamo visto precedentemente come i mitocondri siano presenti ovunque, quindi le malattie mitocondriali possono colpire qualunque organo; ma abbiamo anche sottolineato come alcuni tessuti ne siano piu’ ricchi.

Ecco allora che esse si manifestano con piu’ incidenza proprio nei tessuti piu’ ricchi di mitocondri (specie durante il periodo dello sviluppo): il muscolo e il cervello.

A livello del sistema nervoso centrale : le malattie mitocondriali posso dare disturbi correlati a

• Ritardo nello sviluppo psicomotorio
• Demenza
• Epilessia e disturbi psichiatrici
• Cefalea
• Episodi ischemici cerebrali

A livello del sistema muscolo scheletrico:

• Debolezza muscolare
• Ipotonia
• Crampi e altri dolori muscolari.

Altri sistemi associati alle malattie mitocondriali sono:

1. Sistema nervoso periferico: dove avremo sintomi come debolezza muscolare intermittenti, dolore localizzato, disturbi gastrointestinali, anomalie della sudorazione
2. Rene: Perdita di sali minerali e possibile nefropatia
3. Occhio: Calo della acuita’ visiva
4. Fegato: Ipoglicemia e insufficienza epatica
5. Cuore: Difetti di conduzione, cardiomiopatia
6. Pancreas: Diabete mellito, incapacita’ di sintetizzare enzimi pancreatici
7. Sistema uditivo: Perdita o diminuzione della capacita’ uditiva.

Stress ossidativo:

La salute del mitocondrio e quindi la nostra salute e’ fortemente collegata allo stress ossidativo a cui viene sottoposto il nostro organismo: I mitocondri sono forse la principale fonte di ROS in condizioni di normalità.

I mitocondri dell’endotelio, modulano le dinamiche intracellulari di specie reattive all’ossigeno (ROS), le quali, a loro volta, controllano la funzione endoteliale. Un adeguato apporto di ossigeno (O2) è richiestodalle cellule endoteliali (EC).

In condizioni normali la produzione di ROS è fisiologica e contenuta dalla rete antiossidante ma in caso di disregolazione, disfunzioni, stimoli eccessivi etc. la produzione non è più contenuta dalla rete antiossidante ed si sviluppa una situazione di stress ossidativo: cioè uno stato di sbilancio pro-ossidante. In queste condizioni vi è rischio elevato di danni cellulari e subcellulari (gli stessi mitocondri), senescenza cellulare, malattie età correlate, morte cellulare, tumori. Infatti, I ROS generati all’interno dei mitocondri possono retroagire e danneggiare direttamente il mtDNA e altri componenti mitocondriali. I ROS possono anche danneggiare il DNA nucleare.

Le strategie preventive sono allora fondamentali sia per prevenire che per mantenere la salute del nostro mitocondrio :

Alla base ce’ sempre:

1. Una corretta alimentazione /integrazione ( siamo quello che mangiamo), 
2. Una corretta esposizione al sole
3. Il giusto rapporto tra esercizio fisico e riposo(un esercizio regolare porta ad aumento di antiossidanti endogeni, che sono in grado di neutralizzare i radicali liberi.L’esercizio fisico è una lama a doppio taglio: se praticato strenuamente provoca stress ossidativo e danno cellulare, ma se praticato con moderazione, aumenta l’espressione di enzimi antiossidanti)
4. Il controllo degli ambienti in cui viviamo e l’influenza elettromagnetica a cui siamo sottoposti(siamo l’aria che respiriamo )
5. L’equilibrio psicoemozionale .