La Mitocondria: Mucho más que una Fábrica de Energía

Hasta hace pocos años se relacionaba a las mitocondrias sólo con el proceso de respiración celular. Recientes descubrimientos científicos han permitido vincular ciertas enfermedades, que afectan principalmente a los niños, con estas organelas.

Repasemos un poco la estructura de esta organela (ver imagen): Presenta dos compartimentos (matriz y espacio intermembrana) delimitados por dos membranas. Si bien estas tienen la estructura molecular básica de una membrana plasmática - bicapa de lípidos, proteínas e hidratos de carbono- presenta características morfológicas, funcionales y de permeabilidad diferentes, por ejemplo la membrana interna, a diferencia de la externa, presenta crestas y un número abundante de enzimas y de fosfolípidos. Ambas también difieren en el tipo de metabolitos o iones que permiten pasar (Selectividad de membrana).

Imagen: http://www.arrakis.es/~lluengo/

Esta organela también se caracteriza tener su propio ADN (Ácido Desoxirribonucleíco).
El ADN mitocondrial (mtADN), que ha cobrado importancia en los estudios de filiación, puede sufrir alteraciones (mutaciones), que llevan a que se afecten determinadas reacciones químicas que ocurren dentro de la mitocondria, perturbando por consiguiente su funcionamiento.
Esta organela siempre fue conocida por ser el lugar donde se "genera" energía a partir de la respiración celular.
En este proceso, a partir del O2 que ingresa por los pulmones y la glucosa obtenida de los alimentos, se forman moléculas de ATP, molécula esta que contiene gran cantidad de energía en sus uniones. Esta energía puede ser utilizada en otro lugar de la célula, en algún proceso que la requiera, por ejemplo síntesis de proteínas, entrada de sustancias a la célula o movimiento celular.Las mitocondrias son las responsables de la energía que el cuerpo necesita para mantener la vida y apoyar el crecimiento.
Cuando se produce alguna falla en la generación de la molécula de ATP, disminuye la cantidad de energía en el interior de la célula, pudiendo entonces presentarse lesiones celulares e incluso la muerte de la célula. Si este proceso se repite, los sistemas completos comienzan a fallar y la vida de la persona que lo sufre, está en grave riesgo.
Las enfermedades de origen mitocondrial pueden ocasionar daño a las células del cerebro, del corazón, del hígado, del músculo esquelético, del riñón así como a los sistemas endocrino y respiratorio.

¿Cuál es el origen de una enfermedad mitocondrial?
Las enfermedades mitocondriales son causadas por mutaciones puntuales, tales como sustitución, inserción o delección de una base en la secuencia de ADN. De esta forma se altera la información genética, y como resultado se forman proteínas "falladas", no funcionales, no pueden cumplir el rol que originalmente tenían en la célula.Algunas de las enfermedades mas conocidas son:
Síndrome de Leigh
El síndrome de Leigh (Encefalomiopatía necrotizante infantil subaguda) se caracteriza por la degeneración, durante la infancia o juventud, del ganglio basal, la médula espinal y el bulbo raquídeo. Algunas otras de las manifestaciones clínicas observadas son debilidad muscular, hipotonía, ataques, retinitis pigmentosa y cardiomiopatías. Este síndrome está causado generalmente por las mutaciones denominadas MTATP6*NARP8993G y MTATP6*NARP8993C. Estas mutaciones afectan a las enzimas formadoras de ATP (ATP sintetasa), las cuales disminuyen la capacidad de sintetizar esa molécula. Los tejidos de los individuos afectados de síndrome de Leigh portan habitualmente más del 95 % del ADN mitocondrial mutado.
Síndrome de Lhon
Los individuos que padecen el síndrome de LHON ("Leber's hereditary optic neuropathy", neuropatía óptica hereditaria de Leber) presentan pérdida indolora, aguda o subaguda, de la agudeza central de la visión. Normalmente ocurre entre los 12 y 30 años de edad. Generalmente, las manifestaciones clínicas están confinadas a la pérdida de visión. Aproximadamente un 75 % de los casos se pueden detectar buscando las mutaciones MTND4*LHON11778A, MTND1*LHON3460A y MTND6*LHON14484C.
Síndrome de MELAS
El síndrome de MELAS ("Mitochondrial encephalophaty, lactic acidosis and stroke-like episodes", encefalopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios tipo ictus) es una enfermedad de herencia materna que se presenta con ataques de epilepsia, miopatía mitocondrial, sordera, demencia, cardiomiopatía y retinopatía pigmentaria. Tiene una gran variabilidad sintomática y la aparición de las manifestaciones clínicas puede ocurrir a cualquier edad.La causa más común de esta enfermedad son las mutaciones MTTL1*MELAS3243G y MTTL1*MELAS3271C. La primera MTTL1*MELAS3243G es única en el sentido de que la diabetes mellitus es una de las manifestaciones más comunes.
Síndrome de MERRF
El síndrome de MERRF ("Myoclonic epilepsy and ragged-red fiber disease", síndrome de epilepsia mioclónica y fibras rojo-rasgadas) es una encefalomiopatía caracterizada por epilepsia mioclónica, ataxia y miopatía mitocondrial, con disfunción adicional, en algunos casos, en tejidos diferentes del cerebro y el músculo esquelético. La edad de aparición de los síntomas varía desde la infancia hasta la edad adulta. La mutación MTTK*MERRF8344G es la causa más común de esta enfermedad.
Referencias
http://www.umdf.org/
http://www.tsbvi.edu/Outreach/seehear/spring02/mitochondrial-span.htm