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Revista de Life Extension

LE Magazine febrero de 2001

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Terapia bioenergética para envejecer
Las mitocondrias llevan a cabo la llave a la vida y a la muerte celulares

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imagenCoQ10 aprovisiona de combustible la respiración celular en las “fábricas de la energía” de la célula, llamadas las mitocondrias. CoQ10 también protege las células y los lípidos de la sangre contra daño oxidativo.

Mientras que la ciencia comienza a desenredar los mecanismos de la vida y de la muerte en el nivel celular, la investigación en curso lanza un proyector sobre las mitocondrias. Las mitocondrias no sólo sostienen vida generando energía, pero vida del final accionando la muerte celular programada (apoptosis). De hecho la muerte y la degeneración comienzan en las mitocondrias mientras que la respiración celular disminuye y el “suicidio celular” aumenta.

Este artículo examina cómo las mutaciones mitocondriales, la disminución bioenergética y la tensión oxidativa pueden obrar recíprocamente para traer alrededor el envejecimiento y la enfermedad degenerativa. El par mitocondrial del agente de CoQ10-the excelencia-emerge como terapia bioenergética/antioxidante para la enfermedad del envejecimiento. Entonces consideramos dos familias importantes de enfermedad relativa a la edad, el síndrome metabólico (que da lugar a enfermedad cardiovascular y diabetes) y cáncer.

Envejecimiento bioenergético

El envejecimiento reduce capacidad bioenergética y la capacidad de responder tensión-en a una palabra, disminuciones de la vitalidad, en el nivel de la célula y del organismo. Esto trae alrededor de una disminución progresiva en la función y susceptibilidad a las enfermedades relativas a la edad.

Una teoría del envejecimiento que teje elegante juntos los hilos más productivos de la investigación del envejecimiento fue propuesta por el científico australiano Anthony Linnane en 1989. Linnane comenzó observando que las mutaciones acumulan en la DNA mitocondrial con edad. Varios años más tarde él podía mostrar que menos el de 5% de la DNA mitocondrial del tejido del músculo de un tema de 90 años estaban intacto.

Los defectos mitocondriales de la DNA aumentan exponencial de algunos tejidos del cuerpo después de la edad 30 o 40. El paquete minúsculo de DNA en las mitocondrias es especialmente vulnerable porque carece algunos de los sistemas que protegen y reparan la DNA en el núcleo de célula. Más defectos tienen una ocasión de acumular en la DNA mitocondrial de las células que no se pueden substituir en el corazón (cardiomyocytes), el cerebro (neuronas) y el músculo esquelético (miocitos). No sabemos exactamente estos defectos se convierten, pero la tensión y los errores oxidativos en la réplica mitocondrial de la DNA aparecen ser causas primarias. Un estudio reciente encontró que el índice de un defecto mitocondrial bien conocido de la DNA (la “eliminación común ") corresponde al nivel de peroxidación del lípido en las mitocondrias y aumenta con edad.

CoQ10 protegió la DNA mitocondrial en un estudio de los ratones dados una droga que genera niveles de la tensión oxidativa. La droga, doxorubicin, causa la peroxidación severa del lípido en mitocondrias. En este experimento, un tercero de los ratones dados la droga sin CoQ10 desarrolló una eliminación mitocondrial de la DNA. Cuando CoQ10 fue dado junto con la droga el solamente 7% de los ratones desarrollaron la eliminación, y cuando la dosificación CoQ10 fue aumentada ningunos de los ratones desarrollaron la eliminación mitocondrial de la DNA.

Según la teoría de Linnane, como defectos acumule en la DNA mitocondrial, producción energética celular se cae (véase el cuadro 1). Es decir es el deterioro de la DNA mitocondrial que conduce la disminución bioenergética mientras que envejecemos (véase las mutaciones mitocondriales de la barra lateral “: ¿Causa del envejecimiento? "). Esto es lógico puesto que la DNA mitocondrial sostiene mucho del modelo genético para la maquinaria de la respiración celular. Cuando se daña el modelo, la cadena respiratoria celular llega a ser defectuosa. La tecnología de muchos años más tarde fue desarrollada para probar este asunto, y Linnane estaba otra vez correcto probado. En 1998 él podía demostrar una correlación cercana entre las mutaciones mitocondriales y la producción energética celular en fibras de músculo humanas individuales.

Las mutaciones al azar en mitocondrias crean un “mosaico bioenergético.” Las células en el mismo tejido producen diversas cantidades de energía dependiendo de sus grados de daño mitocondrial. Algunas células producen relativamente poca energía, algo a la cantidad moderada y cierta una gran cantidad de una energía. En los tejidos viejos de cinco años no vemos este mosaico puesto que la producción energética es alta en casi todas las células. Sin embargo un “efecto pronunciado del mosaico” se convierte después alrededor de la edad 40. Esto ocurre a un diverso grado en diversos tejidos dependiendo de sus índices de envejecimiento bioenergético. Algunos tejidos tales como músculo esquelético aparecen envejecer muy rápidamente de un punto de vista bioenergético, mientras que otros tales como edad del músculo cardiaco a una tarifa moderada, y otros tales como edad del tejido del hígado muy lentamente. Esta línea de investigación también ilustra el hecho de que el envejecimiento celular procede a diversas tarifas en diversa gente, puesto que la gente de la misma edad muestra a menudo mosaicos marcado diversos de la bioenergía.

La teoría de Linnane de la “universalidad de la enfermedad bioenergética” sostiene que esto disminución bioenergética mutación-conducida es factor principal en las enfermedades degenerativas y la debilidad general de la edad avanzada. Muchas líneas de investigación reciente convergen en las mitocondrias como centros del envejecimiento celular. Si esta teoría mitocondrial del envejecimiento está correcta, la fundación de la vitalidad celular miente en las mitocondrias.

Inversión de la disminución bioenergética


Linnane descubrió una manera de restaurar vitalidad celular mejorando la producción energética y la resistencia a la tensión en células sin la DNA mitocondrial intacta. En los años 90 tempranos él ideó una técnica para crecer las células en cultura después de suprimir su DNA mitocondrial. Estas células no podían montar la maquinaria de la respiración celular. En lugar, el proceso del crecimiento de estas células fue apoyado por una fuente de energía celular alternativa llamada glicolisis. La glicolisis produce energía de la glucosa, como sucede lo más dramáticamente posible durante ejercicio muscular vigoroso. Normalmente, la glicolisis confía en el papel del transporte del electrón de CoQ10 en la cadena respiratoria celular. La penetración de Linnane era que CoQ10 podría desempeñar el mismo papel fuera de las mitocondrias, en la membrana celular externa. Él por lo tanto añadió CoQ10 al cultivo celular de modo que la glicolisis, en vez de la respiración celular, sostuviera crecimiento de la célula.

Linnane entonces amplió sus hallazgos de cultivos celulares a los animales de laboratorio. Él probó su técnica en las ratas tratadas con una droga que empeora la función mitocondrial de una manera que imite el envejecimiento. La droga partió en dos la fuerza muscular que las ratas jovenes podían ejercer durante un largo período, duplicando una disminución en bioenergéticas celulares. Sin embargo, ratas dadas CoQ10 o el CoQ10 CoQ10c análogo junto con la droga realizada casi así como ratas no tratadas normales. CoQ10 invirtió así la disminución en las bioenergéticas celulares causadas por la debilitación mitocondrial. Otros estudios de Linnane muestran cómo CoQ10 restaura la capacidad de responder a la tensión que se pierde con edad (véase la barra lateral el “restaurar de Vital Response a la tensión ").

La “suplementación dietética con la coenzima Q10 se indica así como tratamiento para mejorar la calidad de vida de individuos envejecidos y para proporcionar la protección contra las condiciones relativas a la edad tales como paro cardíaco y enfermedad neurodegenerative.”

De Anthony W. Linnane y otros (1998).

CoQ10 actúa así encendido tres niveles para stave apagado la disminución bioenergética. Primero, las ayudas CoQ10 protegen la DNA mitocondrial y la cadena respiratoria celular contra daño oxidativo. En segundo lugar, CoQ10 aumenta la respiración celular, extrayendo funcionamiento máximo del “mosaico de la bioenergía” que se convierte con edad. Tercero, CoQ10 aprovisiona de combustible una fuente energética alterna en la célula que las ayudas compensan la respiración celular decreciente.

Muerte celular programada

Cuando la producción energética celular disminuye de una manera gradual suave, las células pueden adaptarse a través de sistemas compensatorios tales como glicolisis. Sin embargo, cuando los niveles de energía celular caen más agudamente, las células activan un proceso llamado “muerte celular programada,” suicidio o apoptosis celular también llamado. La muerte celular programada desmonta la célula de una manera ordenada con daño mínimo al tejido circundante. Linnane demostró este efecto por las células que cultivaban con un inhibidor de cadena respiratorio que bloquea la respiración celular. En el plazo de 12 a 18 horas, las células experimentaron muerte celular programada.

Linnane propuso ese suicidio celular por las figuras energía-hambrientas de las células prominente en la patología de desordenes edad-asociados. Muchas líneas de investigación médica señalan a la muerte celular programada extensa como factor principal en el envejecimiento y a las enfermedades degenerativas tales como enfermedad cardíaca, cáncer y neurodegeneration.

Los estudios recientemente publicados proporcionan la primera imagen detallada de cómo la muerte celular programada trabaja. Ahora se establece que las mitocondrias regulan este de proceso, determinando si vive la célula o los dados, y cómo muere. Mientras que hay muchos caminos a la muerte celular, la “decisión mitocondrial a morir” aparece saltar en gran parte de fracaso bioenergético, de la tensión oxidativa y de flujos del ion. La nueva investigación demuestra que CoQ10 inhibe directamente el evento dominante en muerte celular programada, la abertura del “megachannel mitocondrial” ese fija en el movimiento la autodestrucción de la célula (véase “cuando la energía celular disminuye” en la página 2).

Mutaciones mitocondriales:
¿Causa del envejecimiento?

Los escépticos han sostenido que no bastante DNA mitocondrial es dañada para explicar la función celular decreciente vista en el envejecimiento. La investigación recientemente publicada de Caltech examina la DNA mitocondrial en las células del tejido conectivo (fibroblastos) de los individuos de todas las edades, incluyendo las células almacenadas tardadas muchos años separados. El estudio demuestra niveles de mutaciones relativas a la edad en una porción giratoria de porción mitocondrial DNA- que controle la réplica (reproducción) de mitocondrial DNA-de algunos individuos. Por ejemplo, una mutación específica en esta región genética fue compartida por la mayoría de individuos en el estudio durante 65 años de edad, pero estaba ausente en individuos más jovenes. Además, los documentos siete del estudio otras mutaciones en individuos mayores en los puntos genéticos críticos para la réplica de la DNA mitocondrial.

Puesto que la DNA mitocondrial experimenta volumen de ventas continuo en células renovables y no renovables, las mutaciones en los genes que controlaban su réplica podrían tener consecuencias de gran envergadura. La investigación amplia de la continuación es necesaria evaluar el impacto de tales defectos genéticos en la función mitocondrial. Es razonable presumir que podrían llevar no sólo a agravarse de mutaciones pues la réplica de las mitocondrias, pero también a los defectos en el modelo genético para la respiración celular, y la tensión oxidativa creciente (debido a la generación creciente del oxidante durante la respiración celular o defensas antioxidantes comprometidas), que a su vez causaría un daño más oxidativo a la DNA mitocondrial y a la cadena respiratoria celular. Un ciclo tan vicioso se representa en la barra lateral “un modelo del envejecimiento bioenergético.”

Estos hallazgos complementan los estudios de la DNA que señalan a los disturbios relativos a la edad en los genes que controlan la división celular (mitosis), que lleva comúnmente a la inestabilidad aberrante de la división celular y del cromosoma. Más ampliamente, los científicos presumen un “fenotipo relativo a la edad del mutator” que acelere la acumulación de mutaciones genéticas. En esta visión, el daño de la DNA, la inestabilidad cromosómica y la exposición crónica a los genotoxins tales como tensión oxidativa retroactúan sobre uno a, contribuyendo particularmente al desarrollo del cáncer.

Una de las causas propuestas del fenotipo del mutator es reparación inadecuada de la DNA. La reparación frecuente de la DNA es falible, particularmente cuando la maquinaria de la reparación de la DNA ha sido comprometida por daño de la DNA. La tensión oxidativa crónica podría saturar (abrumar) las enzimas de la reparación de la DNA. La nueva investigación indica que CoQ10 no sólo puede proteger la DNA contra daño oxidativo, pero también aumenta la actividad de las enzimas de la reparación de la DNA. Este estudio animal encontró que el enriquecimiento CoQ10 protege la DNA en linfocitos contra roturas del filamento, y además acelera la reparación genética. Los investigadores descubrieron que CoQ10 aumenta la actividad de las enzimas de la reparación de la DNA en animales complementados.

Restauración de la respuesta vital a la tensión

La capacidad de responder a la tensión disminuye con edad. Pacientes más jovenes, por ejemplo, se recuperan más rápidamente de un ataque del corazón o de una cirugía de corazón que más viejos pacientes. Linnane examinó la base celular para la recuperación de la tensión cardiaca, en colaboración con el investigador Franklin Rosenfeldt y otros de la cardiología. Compararon especímenes del tejido del corazón de los pacientes de diversas edades que habían experimentado cirugía de corazón. Sujetaron los especímenes a dos tensiones: hipoxia (privación del oxígeno) o isquemia simulada (interrupción del flujo de sangre). Después de 30 minutos de la tensión, dejaron a los especímenes recuperarse por otros 30 minutos. Los investigadores entonces midieron la tensión contráctil de los especímenes para ver que como de bien se recuperaron de la tensión. Como se esperaba, los tejidos de más viejos pacientes mostraron perceptiblemente menos recuperación que seguía las tensiones de la hipoxia y de la isquemia. De común acuerdo con la teoría de Linnane, encontraron una correlación significativa entre la integridad de la DNA mitocondrial y la capacidad de tejidos de recuperarse de la tensión.

En un estudio complementario, incubaron el tejido del corazón en CoQ10 antes de isquemia simulada, después midieron la tensión contráctil de los especímenes. Tejido de pacientes CoQ10 suprimieron a setenta o más años de edad recuperados perceptiblemente menos bien de isquemia que tejido de pacientes más jovenes, “pero de esta diferencia” (Pepe S y otros, 1999).

Después, Linnane y Rosenfeldt demostraron que CoQ10 restaura vitalidad cardiovascular en ratas viejas. Midieron dos buenos indicadores de cardiovascular vitalidad-cómo mucho trabajo el corazón puede hacer durante ejercicio aeróbico simulado, y como de bien el corazón se recupera de la tensión del ejercicio. Linnane y Rosenfeldt quitaron los corazones intactos de jóvenes y de ratas envejecidas y sujetaron los corazones a la tensión simulada del ejercicio. Encontraron que los corazones de ratas envejecidas están debilitados funcionalmente cuando están sujetados a la tensión, mostrando la capacidad marcado reducida de la eficacia y de trabajo seguida por la recuperación pobre de la tensión con respecto a ratas jovenes. Las ratas viejas trataron con CoQ10 por seis semanas recuperaron capacidad cardiovascular completa: sus corazones realizados y se recuperaron así como los de ratas jovenes. Particularmente, los corazones de ratas viejas de CoQ10-treated tenían cuatro veces la capacidad de trabajo de ratas no tratadas después de ejercicio. El tratamiento CoQ10 no tenía ningún efecto sobre el funcionamiento o la recuperación de corazones de ratas jovenes.

Estos estudios vienen tan cerca como la ciencia puede a una definición mensurable de la vitalidad. Muestran cómo la teoría mitocondrial del envejecimiento explica respuesta de la tensión en tejido del corazón, y cómo CoQ10 restaura la recuperación de la energía y de la tensión en el corazón envejecido a los niveles jóvenes. El envejecimiento mitocondrial agota vitalidad, pero el rejuvenecimiento mitocondrial puede ayudar a restaurarla.

Continuado en la página 2

 

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