Las mitocondrias son las centrales energéticas de la célula, ya que producen energía para nuestras células, permitiéndoles así llevar a cabo sus funciones.
La mayoría de las células contienen cientos de mitocondrias, que generan energía en forma de adenosín trifosfato (ATP). Esta es una pequeña molécula que se une a proteínas y otros componentes celulares, modificando su estructura, activándolos o desactivándolos.
Además de la producción de energía, las mitocondrias también desempeñan funciones cruciales en:
- Control de la apoptosis (muerte celular) : cuando las mitocondrias se dañan, liberan citocromo c y activan las caspasas, que finalmente matan a la célula.
- Homeostasis del calcio : las mitocondrias modulan los niveles de calcio en la célula para mantener una función celular adecuada.
Como efecto secundario de su producción de energía, las mitocondrias también producen especies reactivas de oxígeno (también llamadas “radicales libres”), que son moléculas pequeñas y muy reactivas que, en niveles demasiado altos, pueden dañar los componentes celulares.
En la enfermedad de Parkinson, las mitocondrias comienzan a funcionar peor. Esto conlleva una producción de energía deficiente y un aumento del estrés oxidativo.
Estas disfunciones se han relacionado con la degeneración de las neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra, un sello distintivo de la enfermedad de Parkinson.
¿Qué falla en las mitocondrias en la enfermedad de Parkinson?
1. Mitofagia defectuosa
La “mitofagia” es el proceso mediante el cual las mitocondrias dañadas se eliminan selectivamente para evitar su acumulación (es la autofagia de las mitocondrias; puede obtener más información sobre la autofagia aquí).
En la enfermedad de Parkinson, las mitocondrias dañadas a menudo no se descomponen ni se reciclan adecuadamente, lo que lleva a su acumulación en las neuronas.
En la enfermedad de Parkinson genética, esto puede ocurrir debido a mutaciones en genes como PINK1 y Parkin, que codifican proteínas que marcan las mitocondrias defectuosas para su descomposición.
En la enfermedad de Parkinson esporádica (la forma más común), podría ser que algunos desencadenantes o variantes genéticas específicas afecten la mitofagia, permitiendo que las mitocondrias disfuncionales persistan y se propaguen en las neuronas.
2. Exceso de estrés oxidativo
Las neuronas dopaminérgicas son altamente activas metabólicamente y dependen de una producción sustancial de energía para mantener su función.
Esto significa que sus mitocondrias trabajan muy duro, generando grandes cantidades de radicales libres, que causan daño oxidativo a los componentes celulares y a las propias mitocondrias.
Además, la dopamina es una molécula muy susceptible a la oxidación, lo que agrava aún más este efecto.
Un exceso de estrés oxidativo y el daño mitocondrial en las neuronas pueden provocar la muerte celular y, finalmente, la enfermedad de Parkinson.
3. Toxinas ambientales y disfunción mitocondrial
La exposición a toxinas ambientales como pesticidas o productos químicos como la rotenona y el paraquat se ha relacionado con la enfermedad de Parkinson.
Estas toxinas dañan las mitocondrias (por ejemplo, inhiben la actividad del complejo I, un importante complejo proteico mitocondrial), lo que en última instancia conduce a la degeneración de las neuronas dopaminérgicas.
A principios de la década de 1980, un grupo de consumidores de drogas en California desarrolló parkinsonismo de inicio rápido tras inyectarse un opioide sintético contaminado con MPTP, una toxina mitocondrial. Sus síntomas, que incluían temblores, bradicinesia (lentitud de movimientos), rigidez e inestabilidad postural, eran sorprendentemente similares a los observados en la enfermedad de Parkinson.
Los exámenes neurológicos confirmaron que estos individuos presentaban una pérdida extensa de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra, un sello distintivo de la enfermedad de Parkinson.
Los estudios epidemiológicos sugieren que la exposición prolongada a pesticidas, que pueden dañar las mitocondrias, también aumenta el riesgo de padecer la enfermedad de Parkinson.
4. Posibles causas genéticas o factores de riesgo
En el caso de la enfermedad de Parkinson genética (que representa alrededor del 10% de los casos), se han encontrado varios genes que provocan la enfermedad y que desempeñan un papel directo o indirecto en la función mitocondrial.
Algunos ejemplos son:
- PINK1 y Parkin : Coordinan la mitofagia (descomposición de las mitocondrias) marcando las mitocondrias dañadas para su degradación.
- LRRK2 (quinasa 2 con repeticiones ricas en leucina) : Participa en la dinámica mitocondrial, el reciclaje y puede aumentar el estrés oxidativo, lo que puede dañar las mitocondrias.
- DJ-1 : Funciona como antioxidante y protege las mitocondrias del estrés oxidativo.
- SNCA (alfa-sinucleína) : La alfa-sinucleína agregada deteriora la función mitocondrial y aumenta la susceptibilidad al daño oxidativo.
Conclusión
Las mitocondrias desempeñan un papel fundamental en la salud y la supervivencia de las neuronas. Su disfunción es un factor importante en el desarrollo y la progresión de la enfermedad de Parkinson.
Sin embargo, aún resulta difícil discernir qué ocurre primero: ¿la disfunción mitocondrial es una causa primaria de la enfermedad de Parkinson, o es más bien una consecuencia de otros problemas que afectan a las neuronas (por ejemplo, la acumulación de proteínas específicas como la alfa-sinucleína que dañan las mitocondrias, o la alteración de la autofagia, que conduce a la acumulación de mitocondrias dañadas)?
Aquí encontrará más información sobre las causas de la enfermedad de Parkinson.
