I mitocondri sono piccoli organelli cellulari pieni di meraviglie. Sottoposte a tensioni elettriche che ci farebbero letteralmente rizzare i capelli, queste affascinanti centrali elettriche cellulari possono generare da 10.000 a 50.000 volte (in rapporto al loro peso) più energia del sole. Un motivo sufficiente per mettere fine all'esistenza in ombra dei mitocondri e fare un tuffo nel mondo dei mitocondri con il nostro riflettore scientifico.
I mitocondri sono minuscoli organelli cellulari* che, ad eccezione dei globuli rossi, si trovano in tutte le cellule del nostro corpo. Spesso definiti "le centrali elettriche delle cellule", queste minuscole cellule che misurano circa 0,75-3 µm sono all'altezza del loro nomignolo. Proprio come una turbina eolica è in grado di convertire i movimenti dell'aria in elettricità, i mitocondri sono in grado di convertire i nutrienti della nostra dieta in una forma di energia (= "ATP") che le nostre cellule possono utilizzare.
Non tutte le cellule ospitano lo stesso numero di mitocondri. Il loro numero varia piuttosto a seconda dell'attività metabolica e del fabbisogno energetico del rispettivo organo. I mitocondri sono particolarmente densi nelle cellule nervose, muscolari, sensoriali e nelle cellule uovo, tra le altre. Ad esempio, diverse migliaia di mitocondri lavorano in una singola cellula del muscolo cardiaco, che - che ci crediate o no - può raggiungere una quota di volume pari al 36%. Tuttavia, gli ovociti maturi, che possono contenere fino a 100.000 mitocondri, sono considerati i primi in termini di mitocondri.
Un organello è un'area delimitata all'interno di una cellula che ha una funzione specifica.
Dal battito cardiaco al respiro, il nostro corpo si affida a un costante apporto di energia. Per evitare di rimanere a corto di "energia vitale", la nostra rete mitocondriale produce ogni giorno una quantità di ATP (= energia metabolica utilizzabile) pari al nostro peso corporeo. A queste instancabili centrali energetiche cellulari non è concessa alcuna pausa. In fondo, se la produzione di ATP venisse bruscamente interrotta, avremmo solo pochi secondi di vita. Per questo è ancora più importante mantenere attiva la produzione di energia vitale nei mitocondri.
Respirazione cellulare - Produzione di energia "mitocondriale
Se ora osserviamo più da vicino le strutture cellulari a forma di fagiolo o di bastoncino, possiamo vedere che la produzione di energia dai nutrienti - nota in gergo tecnico come respirazione cellulare - avviene in diverse fasi:
Nella catena respiratoria, l'ultima fase della respirazione cellulare, l'energia rilasciata in anticipo viene brevemente immagazzinata in piccole "batterie di energia" (= ATP), che vengono immediatamente utilizzate per i processi metabolici della cellula.
Oltre al ruolo di parata come centrali elettriche cellulari, i mitocondri svolgono anche altri compiti importanti. Ad esempio, sono coinvolti nella crescita cellulare, nella comunicazione cellulare, nella morte cellulare programmata (apoptosi), nella risposta immunitaria, nell'equilibrio ossidativo e nella produzione di globuli rossi e degli ormoni sessuali.
Il nostro corpo ospita 30 trilioni di cellule, ognuna con centinaia o decine di migliaia di mitocondri. Questa dinamica rete mitocondriale ci fornisce costantemente energia. Ma proprio come le batterie dei telefoni cellulari, dei computer portatili e di altri dispositivi simili si esauriscono, i nostri mitocondri non sono fatti per durare per sempre.
Intorno ai 30 anni, il numero e l'attività dei mitocondri inizia a diminuire. Lo stress, le tossine ambientali, la mancanza di sonno e la malnutrizione possono causare ulteriori problemi alla rete mitocondriale. Prima o poi, tutti questi processi si riflettono anche a livello energetico. Di conseguenza, i livelli di energia e le prestazioni diminuiscono con l'avanzare dell'età e si insinua una stanchezza generale.
Una delle ragioni di questo sviluppo negativo è che i danni alle proteine e al DNA si accumulano nei mitocondri nel corso degli anni, portando a disturbi funzionali (= "disfunzione mitocondriale"). Mentre alcuni anni fa l'opinione scientifica prevalente era che le disfunzioni mitocondriali fossero rari difetti metabolici, molti medici e ricercatori si stanno ora concentrando su questi disturbi. La disfunzione mitocondriale sembra avere un ruolo non solo nel processo di invecchiamento, ma anche nello sviluppo di malattie legate all'età (ad esempio, malattie neurodegenerative e cardiovascolari).
Con una dimensione media di circa 0,75-3 µm, i mitocondri sono tra gli organi cellulari più piccoli. Queste strutture sono facilmente riconoscibili nelle immagini cellulari grazie alla loro forma ovale e alla doppia membrana (= strato di separazione). La doppia membrana è liscia all'esterno e ripiegata all'interno, creando un compartimento - cioè, due spazi separati: lo spazio della matrice, che si trova al centro, e lo spazio intermembrana, che si trova tra lo spazio della matrice e la membrana esterna.
Grazie al forte ripiegamento della membrana interna, si ottiene una superficie particolarmente ampia, che offre spazio a innumerevoli processi biochimici. Lo spazio intermembrana contiene a sua volta un'ampia varietà di sostanze ed enzimi che possono essere scambiati con l'ambiente attraverso la membrana esterna.
I mitocondri sono diversi. A differenza di altri organelli, non solo sono circondati da una doppia membrana, ma hanno anche un proprio DNA. Ma da dove proviene?
La scienza odierna ipotizza che più di 1,6 miliardi di anni fa i precursori delle nostre cellule siano entrati in simbiosi con batteri primordiali - "inquilini" che oggi, evolutisi in mitocondri, svolgono un ruolo chiave nel metabolismo cellulare. Gli antichi batteri hanno ancora il loro DNA (= DNA mitocondriale), che contiene informazioni diverse dal nostro normale materiale genetico.
In termini di struttura, il DNA mitocondriale è molto più corto di quello del nucleo cellulare, ma è presente in più copie. Questa particolarità consente ai mitocondri di moltiplicarsi in modo autonomo e indipendente dalla cellula. Come nel caso dei batteri, si verifica una divisione incrociata in cui viene trasmessa una copia esatta dell'informazione genetica.
I mitocondri non possono uscire dalla loro pelle. Comunicano tra loro in tutto il corpo in modo molto "batterico", distribuendo stress mitocondriale e "vibrazioni" positive. I mitocondri comunicano persino con i nostri batteri intestinali.
Quando siamo giovani, la produzione di energia nei mitocondri funziona di solito come un orologio. Con il passare degli anni, tuttavia, un eccessivo stress ossidativo o nitrosativo può mettere sotto pressione le sensibili centrali energetiche cellulari, danneggiandone le strutture e il patrimonio genetico.
Se questi disturbi progrediscono, possono portare a una grave disfunzione mitocondriale, che non solo si traduce in una ridotta produzione di energia, stress ossidativo e infiammazione sistemica, ma porta anche a sintomi molto evidenti. Questi includono sintomi di affaticamento, problemi di concentrazione e di memoria e disturbi muscolari. Inoltre, la ricerca medica sta chiarendo sempre più che le disfunzioni mitocondriali svolgono un ruolo nello sviluppo di malattie legate all'età, come il diabete, le malattie cardiovascolari e le malattie neurodegenerative.
La buona notizia è che non dobbiamo guardare i nostri mitocondri "andare in malora". Esistono modi semplici per rafforzare queste piccole centrali cellulari e mantenerle nelle migliori condizioni possibili
Come per molti altri problemi di salute, anche per i nostri mitocondri è importante una giusta alimentazione. Una dieta ricca di sostanze nutritive vitali, povera di sostanze nocive e attenta alla glicemia dovrebbe essere il modo migliore per mantenere le nostre centrali cellulari felici a lungo termine. Infatti, mentre i mitocondri "bruciano" gli zuccheri per produrre energia, un eccesso costante di zuccheri può favorire lo sviluppo dell'insulino-resistenza e alterare il metabolismo mitocondriale.
Un'alimentazione sana con molta frutta, verdura e grassi sani fornisce molti micronutrienti favorevoli ai mitocondri, di cui le nostre centrali cellulari hanno urgente bisogno come sostanze e materiali protettivi. Queste sostanze vitali possono anche essere assunte in forma mirata come integratori alimentari.
Il coenzima Q10 (CoQ10) è importante per i nostri mitocondri in due modi: in primo luogo, questa sostanza vitaminica agisce come una sorta di scintilla che mette in moto la catena di reazione nei mitocondri. In secondo luogo, il CoQ10 ha un effetto antiossidante e protegge quindi le nostre centrali elettriche cellulari dai danni causati dai radicali liberi.
Il coenzima Q10 può essere prodotto dal nostro corpo in una certa misura, ma questa capacità diminuisce a partire dai 30 anni. Allo stesso tempo, con il passare degli anni perdiamo anche prestazioni, vitalità ed energia. L'assunzione mirata di coenzima Q10 o della sua forma attiva "ubiquinolo" può contribuire a mantenere lo stato del coenzima Q10 a un livello ottimale.
I mitocondri non hanno bisogno solo di "carburante" (ad esempio, carboidrati), ma anche di una serie di materiali (cofattori) sotto forma di speciali micronutrienti per poter attingere a tutto il potenziale nella produzione di energia. Questi includono, ad esempio, alcune vitamine del gruppo B (ad esempio le vitamine B1, B2, B3, B12), magnesio, ferro, rame, Manganese e acido alfa-lipoico. In caso di carenza di materiale, le nostre centrali energetiche cellulari non possono più funzionare senza problemi e il loro rendimento energetico diminuisce.
La respirazione cellulare produce radicali liberi, che possono essere utilizzati per vari processi dell'organismo (ad esempio, la difesa immunitaria). In una certa misura, tuttavia, l'eccessiva formazione di radicali porta allo stress ossidativo, che può danneggiare le cellule e le strutture cellulari (ad esempio i mitocondri). Per contrastare i possibili danni da radicali, i mitocondri sono dotati di un potente scudo protettivo. Questo comprende un gruppo di antiossidanti come il coenzima Q10, la vitamina C, la vitamina E e l'acido alfa lipoico.
Lo sport di resistenza non solo rafforza i nostri muscoli, ma allena anche i mitocondri e li stimola a moltiplicarsi. Un meccanismo che, a ben vedere, ha una certa logica! In fondo, le nostre centrali elettriche cellulari devono garantire che il nostro organismo non rimanga a corto di "fiato" anche quando il nostro fabbisogno energetico aumenta. Ciò che è notevole, tuttavia, è che lo sport non solo aumenta il numero di mitocondri nelle fibre muscolari, ma l'effetto si osserva anche nel cervello.
IHHT: una forma speciale di allenamento mitocondriale
Quando l'aria nelle cellule diventa rarefatta, il nostro organismo innesca un meccanismo che, tra le altre cose, è progettato per garantire la più lunga sopravvivenza possibile attraverso una produzione di energia adattata. Questo processo viene sfruttato dalla cosiddetta terapia dell'ipossia-iperossia a intervalli (IHHT), una forma molto particolare di allenamento mitocondriale. Si tratta di respirare aria povera di ossigeno (ipossia) alternata ad aria ricca di ossigeno (iperossia) a intervalli specifici di un minuto tramite una maschera di respirazione.
Studi scientifici dimostrano che i mitocondri indeboliti dall'ipossia iniziano a morire. Questa morte mitocondriale può sembrare inizialmente controproducente, ma fa sì che i mitocondri sani si dividano e ottimizzino la loro produzione di energia. Ciò può avere diversi effetti positivi, tra cui l'attivazione della combustione dei grassi, il miglioramento della resistenza fisica e mentale e il rafforzamento delle difese immunitarie.
Il digiuno non solo aiuta il nostro corpo a perdere i chili in eccesso, ma l'astensione dal cibo può anche liberarlo dai mitocondri difettosi e stimolare la formazione di nuove centrali energetiche cellulari.
Il digiuno può innescare la cosiddetta autofagia nelle cellule. Questo programma di autopulizia aiuta a smaltire le proteine difettose e persino interi organelli (come i mitocondri) e li ricicla. Questo è importante per la vitalità delle cellule, poiché i mitocondri difettosi (o altro materiale danneggiato) pesano sulla nostra salute cellulare e, nel peggiore dei casi, possono costarle caro.
Il sonno è incredibilmente importante, non solo per il nostro benessere personale, ma anche per la vitalità dei nostri mitocondri. Dopo tutto, l'organismo utilizza questi tempi morti per rigenerare il corpo e il cervello. Gli studi dimostrano che la mancanza di sonno porta a un aumento dello stress ossidativo e che gli enzimi antiossidanti sono meno attivi. È stato anche dimostrato un collegamento tra la privazione del sonno e i cambiamenti nelle strutture mitocondriali.
I laboratori moderni offrono oggi misurazioni speciali per valutare la funzione mitocondriale. Uno dei marcatori di laboratorio più informativi è il cosiddetto "indice di salute bioenergetica" (BHI), un esame del sangue che agisce come una sorta di test di performance per i mitocondri. Il vostro medico sarà lieto di consigliarvi se siete interessati.
Conclusione: i mitocondri sono centrali elettriche cellulari naturali che mantengono in vita il miracolo umano con il loro instancabile impegno. Purtroppo, la loro potenza diminuisce con l'età. Per questo è ancora più importante mantenere in forma la rete mitocondriale dell'organismo con un'alimentazione ricca di nutrienti vitali, sonno sufficiente, sport di resistenza e periodi di digiuno. Inoltre, l'assunzione mirata di micronutrienti favorevoli ai mitocondri può rafforzare le piccole centrali cellulari.
Gli ovociti maturi, che possono ospitare fino a 100.000 mitocondri, sono considerati i primi in classifica.
I mitocondri amano gli sport di resistenza, il sonno sufficiente, i periodi di digiuno e un'alimentazione sana e ricca di nutrienti vitali. Inoltre, speciali integratori alimentari con micronutrienti "amici dei mitocondri" possono contribuire a rafforzare in modo mirato le centrali cellulari.
Il compito principale dei mitocondri è quello di convertire il cibo che consumiamo in energia utilizzabile. Inoltre, i minuscoli organelli sono coinvolti nella crescita cellulare, nella comunicazione cellulare, nella morte cellulare programmata, nella risposta immunitaria, nell'equilibrio ossidativo e nella produzione di globuli rossi e ormoni sessuali.
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