EL METABOLISMO ENERGÉTICO MITOCONDRIAL y EL ENVEJECIMIENTO

Ivana Bratic, Aleksandra

University of Cologne, D-50674 Cologne,

GermanyDivision of Metabolic Diseases, Department of Laboratory

Medicine, Karolinska Institutet, Sweden

Durante los últimos 20 años, los estudios gerontológicos han puesto de manifiesto diferentes vías moleculares implicadas en el proceso del envejecimiento de las mitocondrias y señaló como uno de los reguladores clave de la longevidad. Experimentos realizados en animales han revelado un aumento de la edad de los mamíferos que se correlaciona con mayores niveles de ADN mitocondrial (ADNmt) mutaciones y un deterioro de la función de la cadena respiratoria. La evidencia experimental en el ratón ha relacionado un mayor nivel de mutaciones somáticas del ADNmt a una variedad de fenotipos de envejecimiento, como la osteoporosis, la pérdida de cabello, la reducción de peso y disminución de la fertilidad.

Las mitocondrias tienen un papel central en el metabolismo energético. Parte de la energía libre derivados de la oxidación de los alimentos es el interior de las mitocondrias, que transformó a la ATP, moneda energética de la célula. La producción de ATP mitocondrial se basa en la cadena de transporte electrónico (ETC), integrado por los complejos de la cadena respiratoria I-IV, en estos se lleva acabo la transferencia de electrones de una manera gradual hasta que es reducido el oxígeno para formar agua, los electrones se mueven hacia los compuestos con más potenciales positivos oxidativo y la liberación gradual de la energía durante la transferencia de electrones se utiliza para bombear protones (H +) en el espacio intramembranoso.

El gradiente de protones genera un potencial quimiosmótico, también conocido como la fuerza motriz de protones, que lleva a la fosforilación del ADP a través de la ATP sintasa (foF1 ATPasa - complejo V). El ritmo de la respiración mitocondrial depende del potencial de fosforilación expresado como [ATP] / [ADP] relación [pi] através de la membrana mitocondrial interna que se rige por la translocasa nucleótidos de adenina (ANT). En el caso de aumento de la demanda de energía celular cuando el potencial se reduce la fosforilación del ADP y  está más disponible, una tasa de respiración es mayor que conduce a un aumento de la síntesis de ATP.

La relación entre el metabolismo de la energía y la longevidad ha sido sugerida por dos teorías aparentemente opuestas. De acuerdo al "tipo de hipótesis de vida" propuesto por Pearl en 1928, existía una relación directa de la producción metabólica de un organismo a su longevidad. En el siglo 20, los científicos propusieron un nuevo giro en esta vieja teoría: el consumo de energía límites de la longevidad. En otras palabras, la tasa metabólica de un organismo determina su vida útil. Más tarde, después del descubrimiento del estrés oxidativo y la formulación de la teoría de los radicales libres del envejecimiento la interpretación se simplifica, a los factores que disminuyen la tasa metabólica de un organismo ya que podría aumentar la longevidad y viceversa. Hoy en día la tasa de la teoría de la vida es rechazada como una explicación válida Los científicos ahora creen que, si bien el ritmo metabólico puede afectar el envejecimiento, que no quiere decir que siempre lo hace. La restricción calórica, la única intervención conocida para extender la vida de muchas especies diferentes, lo hace sin la reducción de la tasa metabólica del animal.

Diferentes manipulaciones genéticas y la dieta, se sabe que prolongan la vida útil, pues se ha demostrado que reduce y aumenta la producción de ATP en células. El mecanismo molecular detrás de este dualismo no se conoce, y los experimentos, sin duda, se necesitan más para aclarar el papel de la biogénesis mitocondrial, la tasa de respiración mitocondrial y la producción de ROS en diferentes aspectos del envejecimiento.