Hoe biogenese, dynamiek en mitofagie je hersenen repareren
Geschatte leestijd: 8 minuten
Sommigen van jullie beginnen te begrijpen dat je je moet concentreren op de mitochondriale functie om gezonde hersenen te hebben die een goed humeur en een rockende cognitieve functie mogelijk maken. Sommigen van jullie zijn gewoon goed in het weten dat mitochondriën de sleutel zijn. En misschien geniet je van deze eenvoudige blogpost over deze geweldige organellen!
Maar sommigen van jullie willen meer weten over mitochondriën, en het is belangrijk voor je om erover te leren. Je bent misschien net als ik, die echt mijn wetenschappelijke 'waarom' moet begrijpen om iets all-in te laten gaan en om mijn nieuwe gedrag een doel te laten hebben. Dus als je zo bent, is deze blogpost iets voor jou!
Laten we de paden bespreken die de mitochondriale gezondheid in stand houden en vervolgens bekijken hoe ketogene diëten die paden kunnen beïnvloeden om u te helpen zich beter te voelen. Zullen we beginnen?
Mitochondriale biogenese
Mitochondriale biogenese is het proces waarbij nieuwe mitochondriën in een cel worden gegenereerd en het speelt een cruciale rol bij het reguleren van het cellulaire metabolisme, het handhaven van energiehomeostase en het verminderen van de effecten van oxidatieve stress. Dit proces is sterk gereguleerd en omvat een ingewikkelde coördinatie van genexpressie, eiwitvertaling en organellenassemblage.
De primaire motor van mitochondriale biogenese is de transcriptionele co-activator PGC-1α. Laat je niet afschrikken door een beetje alfabetsoep. Dit is gemakkelijk te begrijpen! Ik beloof.
Het PGC-1α-gen codeert voor een eiwit genaamd PGC-1α. Niet verwonderlijk, aangezien de meeste genen instructies geven voor het maken van eiwitten.
PGC-1α is een eiwit dat helpt bij het creëren en behouden van gezonde mitochondriën in neuronen door de aanmaak van nieuwe mitochondriën te bevorderen. Het activeert de expressie van genen die betrokken zijn bij mitochondriale biogenese (creatie!) en functie, waardoor uiteindelijk nieuwe mitochondriën worden geproduceerd en het vermogen van bestaande mitochondriën om energie te produceren wordt verbeterd!
Over het algemeen omvat het proces van mitochondriale biogenese de gecoördineerde expressie van vele genen en de assemblage van een groot aantal eiwitten en andere moleculen, met als hoogtepunt de vorming van nieuwe mitochondriën in de cel. En als je dit deel van de mitochondriale functie niet op een gezonde manier laat werken, zullen je hersenen verhongeren voor de energie die het nodig heeft om te werken en zichzelf te onderhouden. Het veroorzaakt een hele reeks negatieve effecten die problemen veroorzaken met deze andere mitochondriale routes.
Dus laten we meer leren.
Mitochondriale dynamiek
Mitochondriale dynamiek verwijst naar de manier waarop mitochondriën hun vorm en grootte veranderen als reactie op verschillende signalen in ons lichaam. Dit proces wordt gecontroleerd door twee hoofdprocessen: fusie en kernsplijting. Laat je niet intimideren door deze twee termen (zoals ik was), want ik ga ze hier eenvoudig uitleggen.
Fusie is wanneer twee of meer mitochondriën samenkomen om een groter, meer onderling verbonden netwerk te vormen, terwijl splijting is wanneer een mitochondrion zich splitst in twee of meer kleinere eenheden. Fusie van mitochondriën kan de hoeveelheid geproduceerde energie verhogen, terwijl splijting deze kan verminderen. Hierdoor kunnen de mitochondriën zich aanpassen aan verschillende energiebehoeften in de cel.
Door fusie en splijting te ondergaan, kunnen mitochondriën zich aanpassen aan veranderende energiebehoeften en reageren op cellulaire stressoren. Dit komt omdat wanneer mitochondriën samensmelten, ze hulpbronnen delen en meer energie kunnen produceren dan wanneer ze gescheiden zijn. Omgekeerd, wanneer mitochondriën splijting ondergaan, worden ze kleiner en meer geïsoleerd, wat de energieproductie kan verminderen.
Veranderingen in de mitochondriale vorm zijn belangrijk en kunnen hen helpen om te reageren op cellulaire stressfactoren. Wanneer cellen bijvoorbeeld worden blootgesteld aan hoge niveaus van oxidatieve stress (die cellen en DNA kan beschadigen), kunnen mitochondriën splijting ondergaan om nieuwe, gezondere mitochondriën te genereren die de stress beter aankunnen. Deze vormveranderingen (morfologie) kunnen ook helpen om de communicatie tussen mitochondriën en andere delen van de cel te vergemakkelijken. De fusie van mitochondriën kan bijvoorbeeld de uitwisseling van eiwitten en andere moleculen tussen mitochondriën mogelijk maken, wat belangrijk kan zijn voor het reguleren van het cellulaire metabolisme en de energieproductie.
Mitochondriale mitofagie
Mitochondriale mitofagie is een proces waarbij cellen selectief beschadigde of disfunctionele mitochondriën verwijderen, waardoor een gezond mitochondriaal netwerk wordt behouden en oxidatieve stress wordt verminderd. En jullie weten inmiddels allemaal wat dat betekent voor de hersenfunctie!
Het proces van mitochondriale mitofagie omvat verschillende stappen. Eerst worden de beschadigde of disfunctionele mitochondriën geïdentificeerd en gemarkeerd voor vernietiging door een proces dat ubiquitinatie wordt genoemd. Dit leuke woord beschrijft een proces waarbij een eiwit genaamd ubiquitine wordt toegevoegd aan de beschadigde mitochondriën, waardoor ze worden gemarkeerd voor verwijdering.
Vervolgens worden de gemarkeerde mitochondriën omgeven door een membraanstructuur, een autofagosoom genaamd, dat een blaasje vormt dat de beschadigde mitochondriën overspoelt. Het autofagosoom versmelt vervolgens met een lysosoom, een gespecialiseerd organel dat enzymen bevat die cellulair afval kunnen afbreken en afbreken.
Zodra de beschadigde mitochondriën zich in het lysosoom bevinden, breken de enzymen ze af in hun samenstellende delen, die door de cel kunnen worden gerecycled. Het is een complex proces dat verschillende stappen omvat en verschillende cellulaire componenten coördineert. Gelukkig hoef je niet alle stappen te begrijpen om te weten dat dit mitochondriale proces cruciaal is voor je hersengezondheidsdoelen.
Tijdens perioden van mitochondriale disfunctie en falen van mitochondriale kwaliteitscontrolemechanismen (zoals mitofagie) kan ROS/RNS schade aan cellulaire macromoleculen en necrotische celdood veroorzaken. Een goede controle en coördinatie van mitofagieroutes is cruciaal om celdood en ontsteking te voorkomen.
Swerdlow, NS, & Wilkins, HM (2020). Mitofagie en de hersenen. Internationaal tijdschrift voor moleculaire wetenschappen, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
Dit proces van selectieve verwijdering van beschadigde mitochondriën helpt om een gezond mitochondriaal netwerk te behouden en oxidatieve stress te verminderen en is in feite een groot onderdeel van uw vermogen om uw humeur en cognitieve functie te herstellen!
#MitochondriaMatter
In de hersenen is mitofagie vooral belangrijk vanwege de hoge energiebehoefte van hersencellen en hun gevoeligheid voor oxidatieve stress. Verminderde mitochondriale functie en oxidatieve stress zijn betrokken bij de ontwikkeling van een verscheidenheid aan neurodegeneratieve aandoeningen en psychische aandoeningen.
Ketogene diëten en mitochondriën
Ik denk dat het belangrijk voor je is om te weten dat een ketogeen dieet diepgaande positieve effecten heeft op deze mitochondriale routes.
Er zijn aanwijzingen dat ketogene diëten de mitochondriale dynamiek kunnen beïnvloeden, inclusief de processen van fusie en splijting die de mitochondriale morfologie vormen. Studies bij zowel dieren als mensen hebben aangetoond dat ketogene diëten de expressie van genen die betrokken zijn bij mitochondriale fusie kunnen verhogen, waardoor de grootte van de mitochondriën en de netwerkcomplexiteit toenemen.
Recente studies hebben aangetoond dat ketogene diëten de expressie van genen die betrokken zijn bij mitochondriale splijting kunnen verminderen, wat mitochondriale fragmentatie en disfunctie kan bevorderen. Specifiek is gevonden dat een ketogeen dieet de expressie van het eiwit Drp1 vermindert, dat betrokken is bij het proces van mitochondriale splitsing.
KD kan ER [endoplasmatisch reticulum] stress onderdrukken en de mitochondriale integriteit beschermen door de mitochondriale translocatie van Drp1 te onderdrukken om NLRP3-inflammasoomactivering te remmen, waardoor neuroprotectieve effecten worden uitgeoefend.
Waarom zouden we mitochondriale splijting willen verminderen? Omdat overmatige mitochondriale splijting kan leiden tot mitochondriale fragmentatie en disfunctie, wat in verband is gebracht met een verscheidenheid aan ziekten, waaronder neurodegeneratieve aandoeningen.
Deze veranderingen in mitochondriale dynamiek kunnen bijdragen aan de algehele verbetering van de mitochondriale functie die wordt waargenomen bij ketogene diëten.
Hoewel de mechanismen waarmee een ketogeen dieet deze aandoeningen kan verbeteren verder gaan dan de mitochondriale functie, suggereert de grote mate waarin nutritionele ketose de afhankelijkheid van het mitochondriale metabolisme vergroot sterk dat mitochondriale aanpassing een centrale factor is.
Miller, VJ, Villamena, FA en Volek, JS (2018). Nutritionele ketose en mitohormese: mogelijke implicaties voor de mitochondriale functie en de menselijke gezondheid. Tijdschrift voor voeding en metabolisme, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Conclusie
Dus ja, mitochondriën zijn de krachtpatsers van onze cellen, verantwoordelijk voor het produceren van de energie die onze cellen nodig hebben om goed te functioneren. Maar de processen van mitochondriale dynamiek, mitochondriale mitofagie en mitochondriale biogenese zijn ook cruciaal voor het behoud van de gezondheid en goede werking van deze vitale organellen.
Door deze processen kunnen cellen de energieproductie en het metabolisme in de hersenen reguleren. We hebben deze paden nodig die goed werken om ons aan te passen aan veranderende energiebehoeften, te reageren op cellulaire stressfactoren en de ophoping van beschadigde of disfunctionele mitochondriën te voorkomen. En wat gebeurt er als deze paden in de hersenen verstoord zijn? We zien de ontwikkeling van psychische aandoeningen en neurodegeneratieve aandoeningen.
Als die laatste uitspraak schandalig en onwetenschappelijk klinkt, moet je een inhaalslag maken op het gebied van metabole psychiatrie en neurologie. Ik zou je aanraden om uit te checken Chris Palmers boek Brain Energy (zie referenties).
In deze blogpost heb je geleerd dat recent onderzoek de bewering ondersteunt dat een ketogeen dieet belangrijke implicaties kan hebben voor de mitochondriale dynamiek en functie. En we hebben het niet over ketogene diëten die slappe effecten hebben. Een ketogeen dieet verandert letterlijk de expressie van genen die betrokken zijn bij mitochondriale splitsing en fusie en oefent neuroprotectieve effecten uit.
Als je met mij wilt werken om geweldige mitochondriale functies zoals deze te hebben, kun je hieronder informeren naar mijn online programma:
Ik hoop dat deze blogpost heeft bijgedragen aan uw begrip van de processen die de mitochondriale functie en dynamiek reguleren en hoe ketogene diëten een krachtige interventie kunnen zijn om stofwisselingsstoornissen in de hersenen te behandelen die zich manifesteren als psychische aandoeningen en neurologische aandoeningen.
Omdat je het recht hebt om alle manieren te kennen waarop je je beter kunt voelen.
Referenties
Guo, M., Wang, X., Zhao, Y., Yang, Q., Ding, H., Dong, Q., … & Cui, M. (2018). Ketogeen dieet verbetert de ischemische tolerantie van de hersenen en remt NLRP3-inflammasoomactivering door Drp1-gemedieerde mitochondriale splijting en endoplasmatisch reticulumstress te voorkomen. Grenzen in Molecular Neuroscience, 1186. https://doi.org/10.3389/fnmol.2018.00086
Miller, VJ, Villamena, FA en Volek, JS (2018). Nutritionele ketose en mitohormese: mogelijke implicaties voor de mitochondriale functie en de menselijke gezondheid. Tijdschrift voor voeding en metabolisme, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Palmer, CD (2014). Hersenen energie. Academische pers. https://brainenergy.com/
Qu, C., Keijer, J., Adjobo-Hermans, MJ, van de Wal, M., Schirris, T., van Karnebeek, C., … & Koopman, WJ (2021). Het ketogene dieet als een therapeutische interventiestrategie bij mitochondriale aandoeningen. Het internationale tijdschrift voor biochemie en celbiologie, 138106050. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2021.106050
Swerdlow, NS, & Wilkins, HM (2020). Mitofagie en de hersenen. Internationaal tijdschrift voor moleculaire wetenschappen, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
3 reacties