Mitocondri: quanto sono importanti per la salute delle cellule

Qui trovate l'articolo "Aiuto contro la mancanza di energia: così rafforzate i vostri mitocondri"

Come mitocondri sani contrastano la stanchezza e l'esaurimento e perché sono indispensabili per il nostro benessere

Non a caso vengono chiamati le centrali elettriche della cellula: i mitocondri. Questi piccoli organelli cellulari svolgono un ruolo decisivo nella produzione di energia del corpo umano. Assicurano che abbiamo a disposizione energia sufficiente. Se sono compromessi nella forma o nella funzione, ciò si manifesta, per esempio, con mancanza di motivazione, stanchezza ed esaurimento. Una disfunzione mitocondriale può però avere anche conseguenze molto gravi come nebbia mentale, tremori, vertigini o malattie come il diabete o disturbi cardiovascolari.

Cosa si nasconde dietro le cosiddette mitocondriopatie, quanto sono importanti i mitocondri per il nostro livello energetico e sono addirittura determinanti per un aspetto giovanile? Che cosa sono i mitocondri e come si può aumentare l'energia cellulare?

Scoprite di più su queste domande nel seguente articolo del magazine.

Figura 1: i mitocondri regolano molti processi nel corpo. Sono importanti per la produzione di energia, ma anche per il sistema immunitario.

Perché i mitocondri sani sono importanti

I mitocondri sono organelli minuscoli conosciuti come le "centrali elettriche" delle cellule. Anche se non sono più grandi di 0,5–1 micrometro (µm), la loro funzione nel corpo umano è tanto più importante.

I mitocondri garantiscono un buon livello energetico

I mitocondri forniscono la nostra energia: producono adenosina trifosfato (ATP), di cui le nostre cellule hanno bisogno per svolgere un'enorme varietà di funzioni. Questa energia è fondamentale per tutti i processi del corpo, dal movimento muscolare alla riparazione cellulare. I mitocondri sono in gran parte responsabili che il nostro corpo riceva l'energia necessaria.

Figura 2: un elevato livello energetico mitocondriale è associato a vitalità, performance e chiarezza mentale.

I mitocondri regolano anche il sistema immunitario

I mitocondri sono però molto più di semplici fornitori di energia. Questi organelli regolano, ad esempio, in modo decisivo il nostro sistema immunitario. Supportano il lavoro di determinati messaggeri, come per esempio gli interferoni. Questi messaggeri sono estremamente importanti per respingere le infezioni virali ma anche per eliminare le cellule tumorali. Gli interferoni sono rilasciati dalle cellule del sistema immunitario quando l'organismo deve reagire a infezioni virali o ad altre minacce come le cellule tumorali. I mitocondri sono essenziali per il sistema immunitario perché potenziano le vie di segnalazione che portano alla produzione di interferoni. In tal modo viene innescato una sorta di "allarme" quando una cellula è minacciata da infezioni virali o batteriche.

I mitocondri svolgono molteplici funzioni

Fondamentalmente i mitocondri regolano il ciclo cellulare e sono in gran parte responsabili della divisione cellulare. Inoltre i mitocondri partecipano, in alcuni tessuti, alla produzione di ormoni steroidei. Essi intervengono anche nell'equilibrio del calcio dell'organismo, importante per diversi processi di segnalazione. Anche il ciclo dell'urea avviene in parte nei mitocondri: l'ammoniaca tossica, prodotta dalla degradazione degli amminoacidi, viene trasformata in urea innocua.

I mitocondri partecipano alla morte cellulare programmata

I mitocondri sono inoltre decisivi nell'apoptosi, la morte cellulare controllata e programmata. Quando è importante? L'apoptosi è particolarmente importante per eliminare cellule potenzialmente cancerogene. Se le cellule mutano o presentano danni al DNA, l'apoptosi può impedire che crescano in modo incontrollato.

Figura 3: se l'apoptosi non funziona, le cellule danneggiate possono moltiplicarsi e formare tumori.

In sintesi: niente apoptosi senza mitocondri! Essi non solo generano gli impulsi per i segnali pro-apoptotici, ma intervengono anche, attraverso l'interazione con varie proteine, nel processo stesso dell'apoptosi.

I mitocondri controllano i processi di invecchiamento?

I mitocondri potrebbero essere coinvolti in modo significativo nell'invecchiamento. Questo è quanto propone la teoria mitocondriale dell'invecchiamento del professor Anthony Linnane, un biochimico e ricercatore sui mitocondri australiano, noto nella ricerca medica soprattutto per i suoi studi sul ruolo dei mitocondri nell'invecchiamento cellulare e nelle malattie croniche. Secondo la sua teoria, nota anche come MFRTA (Mitochondrial Free Radical Theory of Aging), il processo d'invecchiamento è causato dalla progressiva disfunzione dei mitocondri.

La tesi del prof. Linnane sostiene che il DNA mitocondriale (mtDNA) accumuli nel corso della vita sempre più mutazioni a causa di danni ossidativi. Di conseguenza i mitocondri diventano sempre meno efficienti con il risultato che la produzione di energia diminuisce, lo stress cellulare aumenta e vengono prodotti più specie reattive dell'ossigeno (ROS), che possono provocare ulteriori danni. Linnane postulò che questi danni all'mtDNA influenzano l'invecchiamento di cellule e tessuti. Le cellule sono meno in grado di rigenerarsi. Le loro funzioni normali risultano compromesse, contribuendo al deterioramento delle funzioni degli organi e alla comparsa di malattie legate all'età. Questa teoria collega dunque l'accumulo di difetti mitocondriali con il processo biologico di invecchiamento e le malattie degenerative come le patologie neurodegenerative e le cardiopatie. [1] [2] 

Come influiscono i danni mitocondriali sulla salute?

Interessante è che i mitocondri possiedono un proprio DNA, l'mtDNA. Questo è indipendente dal DNA del nucleo cellulare. Se i mitocondri stessi o l'mtDNA sono danneggiati, non possono funzionare in modo efficiente. Ciò può portare a esaurimento, stanchezza e altri problemi, perché l'organismo non riesce più a ricavare abbastanza energia dai nutrienti. Le mutazioni nell'mtDNA possono provocare ulteriori malattie mitocondriali, spesso associate a problemi energetici nelle cellule.

I sintomi di una cosiddetta mitocondriopatia possono essere vari e comprendono:

• Perdita di energia: stanchezza ed esaurimento persistenti.
• Compromissioni cognitive: disturbi di concentrazione e problemi di sonno.
• Disturbi fisici: dolori muscolari e maggiore suscettibilità alle infezioni.
• Sintomi psicologici: ansia e stati depressivi[2][4].

Quadri sintomatologici diversi – da encefalopatie a miopatie

Particolarmente temute sono per esempio le miopatie mitocondriali. Questo gruppo di malattie porta a debolezza e affaticamento muscolare a causa di disturbi nella produzione di energia nei muscoli. I mitocondri non sono più in grado di fornire sufficiente energia (sotto forma di ATP) alle cellule muscolari. Poiché i muscoli richiedono molta energia per funzionare correttamente, i difetti mitocondriali possono provocare debolezza muscolare e altri sintomi. [3]

Un'altra conseguenza dei mitocondri danneggiati può essere rappresentata dalle encefalopatie. Le cosiddette encefalopatie mitocondriali colpiscono il cervello e possono causare sintomi come demenza, problemi di coordinazione e crisi convulsive. I pazienti soffrono di debolezza muscolare, convulsioni ed episodi simili a ictus. [4]

La ricercatrice Giovanna Sonsalla ha studiato i mitocondri in relazione alle malattie neurodegenerative, in particolare il loro ruolo nel morbo di Parkinson. [5] Ella ha sottolineato che i mitocondri giocano un ruolo chiave nel metabolismo energetico e nella regolazione della morte cellulare, e che le disfunzioni di questi organelli possono contribuire al danno cellulare e alla progressione delle malattie neurodegenerative. [6]

Inoltre, una disfunzione mitocondriale può portare a patologie epatiche [7], diabete di tipo 2 [8] o malattie cardiovascolari [9]. Anche disturbi neurologici come il Parkinson [10], l'Alzheimer [11] e la sclerosi laterale amiotrofica [12] possono essere ricondotti a danni mitocondriali.

Anche il Long-COVID è ormai collegato a disfunzioni mitocondriali. Uno studio mostra che il Long-COVID potrebbe essere una condizione cronica indotta dal virus e auto-perpetuante. [13] Questa condizione è caratterizzata da una disfunzione mitocondriale in cui le specie reattive dell'ossigeno alimentano continuamente l'infiammazione nell'organismo.

Mitocondri e cancro

Studi recenti hanno dimostrato che i prodotti del metabolismo mitocondriale e le cosiddette mtROS sono importanti per la regolazione delle vie di segnalazione e dei danni cellulari, sia nelle cellule immunitarie innate che in quelle adattative. Cosa significa? L'abbreviazione mtROS indica le specie reattive dell'ossigeno mitocondriali. Si tratta di composti di ossigeno instabili e altamente reattivi, sottoprodotti della produzione di energia mitocondriale. Queste mtROS non sono innocue. In alte concentrazioni possono causare danni cellulari, in quanto possono attaccare lipidi, proteine e l'mtDNA – il DNA mitocondriale. Se si formano troppe mtROS, noto anche come stress ossidativo, ciò può portare allo sviluppo di malattie cardiovascolari o neurodegenerative.

In passato si pensava che le cellule tumorali non dipendessero dai mitocondri. Questa idea ha a lungo influenzato la comprensione del metabolismo tumorale. Tuttavia ricerche più recenti hanno dimostrato che i mitocondri svolgono effettivamente un ruolo cruciale nella crescita tumorale e assumono lì diverse funzioni importanti. [14] Una funzione mitocondriale alterata è quindi strettamente correlata a infiammazione, malattie neurodegenerative e sviluppo del cancro. [15]

Quali sono le cause delle mitocondriopatie

Se una mitocondriopatia, cioè una disfunzione dei mitocondri, non è congenita, si acquisisce nel corso della vita. In questo caso si parla di mitocondriopatie secondarie. Queste possono essere indotte da diversi fattori:

• Mancanza di micronutrienti per un periodo prolungato [16],
• Veleni ambientali come metalli pesanti, plastificanti o pesticidi [17],
• Elettrosmog come le radiazioni a microonde; per esempio l'esposizione Wi‑Fi ha mostrato in studi un accorciamento della lunghezza dei mitocondri come conseguenza dell'irradiazione [18],
• Infezioni virali [19]
• Stress a livello psicologico o fisico; i mitocondri reagiscono allo stress producendo specie reattive dell'ossigeno (ROS), generate dalla respirazione cellulare. Se queste ROS non possono essere neutralizzate, si verificano danni cellulari e un ulteriore peggioramento della funzione mitocondriale. Lo stress psicologico e fisico sono fattori significativi che possono contribuire alla comparsa di mitocondriopatie. [20]
• Antibiotici: un trattamento antibiotico può alterare l'approvvigionamento energetico di una cellula e scatenare così una disfunzione mitocondriale. [21]
• Antidepressivi che, a seconda del principio attivo, possono avere un effetto negativo sull'attività mitocondriale. [22]
• Farmaci come i beta-bloccanti possono causare tossicità mitocondriale [23]. Essi provocano un aumento dello stress ossidativo, alterazioni nella dinamica mitocondriale [24] e possono attivare diverse vie di morte cellulare dipendenti dai mitocondri. [25] [26]

Come potete supportare i vostri mitocondri?

Figura 4: le applicazioni di freddo sono benefiche per i mitocondri e promuovono la salute cellulare.

 Il trattamento delle mitocondriopatie richiede un approccio olistico che comprende i seguenti aspetti:

• Adattamenti alimentari: una dieta antinfiammatoria può aiutare a sostenere le funzioni mitocondriali.
• Terapia con micronutrienti: la somministrazione mirata di antiossidanti e di altri nutrienti è importante per supportare la salute mitocondriale.
• Gestione dello stress: tecniche per ridurre lo stress psicologico e fisico sono fondamentali per la guarigione. Complessivamente è importante comprendere le connessioni tra stress e salute mitocondriale per adottare misure terapeutiche adeguate.
• Attività fisica: il movimento è indispensabile per una buona funzione mitocondriale.
• Riduzione degli influssi ambientali dannosi
• Applicazioni di freddo come la crioterapia sono note per esercitare effetti positivi sui mitocondri e sulla salute cellulare. La ricerca mostra che l'esposizione al freddo può influenzare positivamente la funzione mitocondriale in diversi modi. L'esposizione al freddo favorisce la biogenesi mitocondriale, cioè la formazione di nuovi mitocondri, soprattutto nel tessuto adiposo bruno. Questa è un'adattamento dell'organismo alle basse temperature, poiché servono più mitocondri per la produzione di calore.

Conclusione

I mitocondri sono di importanza centrale per il vostro corpo, poiché come "centrali elettriche delle cellule" forniscono l'energia necessaria (ATP) per tutte le funzioni cellulari e corporee. Un disturbo della funzione mitocondriale non causa solo perdita di energia ed esaurimento, ma può anche favorire problemi di salute complessi, come stanchezza cronica, infiammazioni, malattie neurodegenerative e persino disturbi cardiovascolari.

I mitocondri sani sono quindi essenziali per un sistema immunitario forte, per le performance mentali e per la protezione dalle malattie. Influenzano in modo determinante il metabolismo cellulare, le difese immunitarie e persino l'invecchiamento cellulare. Le ricerche mostrano che fattori ambientali, alimentazione e stile di vita influenzano fortemente la salute mitocondriale. Un approccio olistico, che comprenda una dieta equilibrata, nutrienti essenziali, movimento e gestione dello stress, è fondamentale per supportare i vostri mitocondri.

La consapevolezza che i mitocondri sono responsabili anche dell'invecchiamento e della rigenerazione cellulare li rende una chiave per il benessere e la prevenzione delle malattie croniche. Per questo motivo i mitocondri sono anche un elemento chiave per il vostro benessere e la prevenzione delle malattie croniche.

Libri interessanti:

• https://www.narayana-verlag.de/Methylenblau-Mark-Sloan/b31439
• https://www.narayana-verlag.de/Glutathion-Doortje-Cramer-Scharnagl/b18254

Fonti:

[1] https://iubmb.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1080/152165400410281

[2] James Lee: The Methuselah Project - How the science of anti-aging can help you live happier, longer and stronger

[3] https://www.researchgate.net/publication/7724498_Mitochondrial_DNA_and_disease

[4] https://link.springer.com/article/10.1007/s10072-019-03863-x

[5] Giovanna Sonsalla è una ricercatrice che ha conseguito il dottorato all'Università Ludwig-Maximilians (LMU) di Monaco, in particolare presso la Graduate School for Systemic Neurosciences.

[6] https://edoc.ub.uni-muenchen.de/28739/

[7] https://www.mdpi.com/1422-0067/15/5/8713

[8] https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-43768/Dissertation_Wolff.pdf

[9] https://link.springer.com/article/10.1007/s00391-022-02094-8

[10] https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1073858415574600

[11] https://link.springer.com/article/10.1007/s10072-019-03863-x

[12] https://oparu.uni-ulm.de/server/api/core/bitstreams/5ef84c8a-4358-4c60-b471-d1e67a69bf76/content

[13] https://www.mdpi.com/2227-9059/10/12/3113

[14] https://www.salk.edu/de/Pressemitteilung/Die-Neuverdrahtung-der-Tumormitochondrien-verbessert-die-F%C3%A4higkeit-des-Immunsystems,-Krebs-zu-erkennen-und-zu-bek%C3%A4mpfen/

[15] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231719303076#bib116

[16] https://sportaerztezeitung.com/rubriken/kardiologie/2681/mitochondriale-medizin/

[17] https://www.grueneliga.de/images/Glyphosat_zusammenfassung.pdf

[18] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935118300355

[19] https://natuerlich.thieme.de/spezialthemen/erschoepfung/detail/muede-mitochondrien-3711

[20] https://www.lmu.de/de/newsroom/newsuebersicht/news/zellbiologie-wie-mitochondrien-stress-melden.html

[21] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5240889/

[22] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0149763421002025

[23] https://link.springer.com/article/10.1007/s40264-016-0417-x

[24] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27771494/

[25] https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-28549-8_6

[26] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9656474/#B20-ijms-23-13653

Figura 1: Christoph Burgstedt/Shutterstock.com; Figura 2: lzf/Shutterstock.com; Figura 3: sfam_photo/Shutterstock.com; Figura 4: Michele Ursi/Shutterstock.com