Monocercomonoides: la célula eucariota sin mitocondrias

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Mitocondrias libres por el torrente sanguíneo

Las mitocondrias son antiguas bacterias Gram negativas. Cuando apareció el oxígenos en grandes cantidades en la superficie de la tierra, las antiguas arqueobacterias, bacterias muy antiguas que no podían sobrevivir en la presencia de oxígeno, comenzaron una relación simbiótica con estas antiguas bacterias Gram negativas que si eran capaces de sobrevivir y metabolizar el oxígeno. Hoy en día, aquellas bacterias están convertidas en un orgánulo llamado mitocondrias. Orgánulos que todavía tienen su cromosoma como vestigio de cuando eran organismos de vida libre, pero ¿Cuál es su función en la célula? pues realizar el metabolismo que tenga que ver con oxígeno. Gracias a las mitocondrias además de un metabolismo anaerobio (si, el que hacemos en la sala de pesas) también tenemos un metabolismo aerobio.

Teóricamente, las bacterias no deberían de estar en ningún momento fuera del interior de las células eucariotas. En nuestro cuerpo, cuando una célula envejece no explota liberando su contenido al torrente sanguíneo. Cuando esto ocurre, por ejemplo cuando nos golpeamos muy fuerte un dedo con un martillo, ocurre una necrosis celular, esto es, que el contenido del interior de las células se libera y provoca que el sistema inmune ataque esa zona al no reconocer muchas de las proteínas del interior celular. Este proceso puede acabar en una cangrena.

Por este motivo, es sorprendente que en un estudio reciente, se hayan encontrado mitocondrias flotando libres en el torrente sanguíneo. Además estas bacterias pueden continuar teniendo sus funciones respitarorias.

The Components of Blood and Their Importance. Fuente: American Society of Hematology

Trabajos previos había indicado que en personas sanas, el plasma sanguíneo contiene hasta 50.000 veces más ADN mitocondrial que de ADN nuclear. En este estudio reciente, los investigadores identificaron estructuras en la sangre que portan el genoma mitocondrial. Mediante microscopía electrónica y microscopía de fluorescencia han reportado que esas estructuras son mitocondrias. Es muy curioso que este estudio no se hubiese hecho antes. ¿Cuál es el papel de estas mitocondrias en la sangre? ¡No se sabe!. Se especula que podrían ser importantes en cancer y en daño tisular, así como tener un papel importante en inflamación. Las mitocondrias de vida libre (McfDNA) se conocen desde hace años, ahora se empieza a sospechar que puedan actuar como mensajeros para todo el cuerpo. Desde un punto de vista médico este conocimiento podría servir como diagnóstico de varias enfermedades.

Para saber más:
Blood contains circulating cell‐free respiratory competent mitochondria. Dache, ZAA et al. 19 January 2020. https://doi.org/10.1096/fj.201901917RR

Mantener a nuestras mitocondrias en forma

La investigación biomédica está fascinada por las posibilidades médicas del estudio de las mitocondrias

Las mitocondrias, el orgánulo de las células eucariotas, tiene su origen en una bacteria Gram negativa que comenzó una relación endosimbiótica con una célula eucariota. Gracias a esa incorporación, las arqueobacterias, las bacterias más primitivas, de metabolismo anaerobio, comenzaron a manejar dos tipos de metabolismos: el anaerobio, que se realiza sin la intervención del oxígeno, y el aerobio, proporcionado por la Gram negativa. Con el tiempo, gran parte de los genes de la bacteria Gram negativa se incorporaron al cromosoma de la arqueobacteria. Las invaginaciones de la membrana plasmática de la arqueobacteria dieron lugar a la membrana del núcleo, como se puede ver hoy en día en la arqueobacteria Gemmata obscuriglobus.

Las poblaciones de bacterias tienen comportamientos extraños. En condiciones de estrés ambiental pueden desencadenar que una parte de la poblaciones se suicide. Este mecanismo se conoce como autolisis. De esta manera, el ADN de estas sacrificadas altruistas puede ser tomado por las supervivientes y así generar variabilidad genética en la población que aumente sus posibilidades de supervivencia. Esta capacidad para la autolisis en beneficio de la comunidad fue aprovechado por la nueva célula endosimbiótica y hoy en día todos los organismos pluricelulares utilizan la capacidad de suicidio de las mitocondrias para regular el envejecimiento: Es lo que se conoce como apoptosis, o muerte celular programada en donde las mitocondrias dejan de funcionar correctamente. Además del envejecimiento, el estrés dispara el suicidio de las mitocondrias lo mismo que cuando eran bacterias de vida libre. Por ese motivo, las mitocondrias y su capacidad de regular el suicidio, son parte importante de  procesos inflamatorios, obesidad, aterosclerosis, Alzheimer y cancer.

Por todos estos motivos, la medicina está comenzando a poner a las mitocondrias en el punto de mira de la terapéutica. He aquí las recomendaciones que se proponen para mantener a nuestras mitocondrias en forma:

Ejercicios en intervalos de alta intensidad

Los ejercicios de intervalos de alta intensidad tienen muchas ventajas frente al ejercicio moderado de larga duración. Pero además se ha observado que los intervalos mejoran la función de las mitocondrias y pueden prevenir la trombosis. Se ha visto que el ejercicio en general puede reparar el daño producido en las mitocondrias por una mala dieta .

No estreses tus neuronas y duerme bien
La falta de sueño puede afectar a nuestra salud mucho más de lo que pensamos, especialmente a nuestro cerebro. La molécula beta amiloide, que interviene en las funciones de las neuronas, puede acumularse cuando no hay buena calidad del sueño y afectar a las mitocondrias en las neuronas , lo que más tarde contribuye al Alzheimer.

Toma el sol, genera vitamina D y tus mitocondrias sentirán que todo está bien
Sea a través de la exposición al sol o en la dieta, la vitamina D es imprescindible para la función mitocondrial, y se ha observado que con suplementos de vitamina D se aumenta la capacidad de las mitocondrias de producir energía en las células musculares.

Ayuno intermitente para regenerar mitocondrias
El estrés producido por los periodos cortos de ayuno aumenta la eficiencia de las mitocondrias y promueve la autofagia , eliminando las mitocondrias defectuosas y produciendo otras nuevas.

Exposición al frío: espabilando mitocondrias
La grasa marrón es un tipo especial de tejido adiposo que tiene la función de mantener nuestra temperatura. El color marrón es debido a que estas células tienen más mitocondrias que las de la grasa blanca normal. La exposición al frío activa estas mitocondrias .

La luz infrarroja
Esta terapia que antes era muy cara y ahora cualquier puede hacer con lámparas LED infrarrojas mejora la función de las mitocondrias y acelera la cicatrización de las heridas y la recuperación de los músculos tras el ejercicio.

¡Qué no falte de nada! alimentación y mitocondrias
Para hacer su trabajo las mitocondrias necesitan un suministro suficiente de coenzimas que tienen que estar presentes en nuestra dieta de una forma u otra. No nos pueden faltar vitaminas B, minerales, polifenoles, l-carnitina, ALA, coenzima Q-10, o creatina, entre otras cosas, lo cual retrasa el envejecimiento y las enfermedades neurodegenerativas. Si en la dieta hay suficientes nutrientes, no hacen falta suplementos, pero cuidado con la comida basura.

Si el estrés es malo para tus mitocondrias ¡Medita!
Si el estrés mata mitocondrias, es lógico que la meditación las haga crecer. Sin necesidad de misticismos, los ejercicios de respiración más sencillos rebajan los niveles de estrés y tienen un efecto directo en los genes que regulan la función mitocondrial.

Para saber más:
The Hallmarks of Aging Estas características son: inestabilidad genómica, desgaste de los telómeros, alteraciones epigenéticas, pérdida de proteostasis, detección de nutrientes desregulados, disfunción mitocondrial, senescencia celular, agotamiento de células madre y comunicación intercelular alterada.

Mitochondrial Dysfunction: A Basic Mechanism in Inflammation-Related Non-Communicable Diseases and Therapeutic OpportunitiesEl consumo de tabaco y la obesidad acompañados de una dieta poco saludable y la inactividad física son los principales factores que subyacen a las enfermedades no transmisibles. La implicación es que el manejo de la energía o la ingesta de alimentos, que es el papel principal de las mitocondrias, está involucrado en las enfermedades más comunes.

Psychological Stress and Mitochondria: A Conceptual FrameworkCrónicamente, el estrés psicológico induce mediadores metabólicos y neuroendocrinos que causan recalibraciones estructurales y funcionales de las mitocondrias, que constituyen una carga alostática mitocondrial.

The Rise of Mitochondria in MedicineDesde la aparición de la biología molecular y el descubrimiento de defectos patógenos del ADN mitocondrial en la década de 1980, los avances de la investigación han revelado una serie de enfermedades humanas comunes que comparten una patogénesis subyacente que involucra la disfunción mitocondrial.

High-intensity Interval Training Improves Mitochondrial Function and Suppresses Thrombin Generation in Platelets undergoing Hypoxic StressEn particular, el régimen de entrenamiento de alta intensidad mejora efectivamente la disfunción mitocondrial hipóxica inducida por el ejercicio en las plaquetas al deprimir el estrés oxidativo celular, lo que puede reducir el riesgo de generación de trombina mediada por plaquetas provocada por la hipoxia.

Alzheimer's disease: Effects of β-amyloid on mitochondriaEsta revisión explora posibles mecanismos de toxicidad mitocondrial inducida por β-amiloide.

Improving the Vitamin D Status of Vitamin D Deficient Adults Is Associated With Improved Mitochondrial Oxidative Function in Skeletal MuscleEste hallazgo sugiere que los cambios en la fosforilación oxidativa mitocondrial en el músculo esquelético podrían ser al menos parcialmente responsables de la fatiga experimentada por estos pacientes. Por primera vez, demostramos un vínculo entre la vitamina D y las mitocondrias en el músculo esquelético humano.

Calorie restriction induces mitochondrial biogenesis and bioenergetic efficiencyAdemás, las mitocondrias en condiciones de restricción de calorías muestran un menor consumo de oxígeno, reducen el potencial de membrana y generan menos especies de oxígeno reactivas que los controles, pero notablemente son capaces de mantener su producción de ATP crítica.

Mitophagy is required for brown adipose tissue mitochondrial homeostasis during cold challengeAdemás, nuestros resultados indican que la mitofagia se coordina con la biogénesis mitocondrial, manteniendo la homeostasis mitocondrial activada del tejido adiposo marrón. En conjunto, nuestros hallazgos in vivo e in vitro identifican la mitofagia como crítica para la homeostasis mitocondrial del adipocito marrón durante la adaptación al frío.

Noninvasive red and near‐infrared wavelength‐induced photobiomodulation: promoting impaired cutaneous wound healingSe encontró que el infrarrojo cercano (800–830 nm) es el rango de longitud de onda más efectivo y más estudiado, seguido de la luz superpulsada en rojo (630–680 nm) y 904 nm, que exhibe efectos fotobiomoduladores beneficiosos en la curación de la herida dérmica.

Photobiomodulation in human muscle tissue: an advantage in sports performanceLa fotobiomodulación puede aumentar la masa muscular ganada después del entrenamiento y disminuir la inflamación y el estrés oxidativo en las biopsias musculares.

Reducing mitochondrial decay with mitochondrial nutrients to delay and treat cognitive dysfunction, Alzheimer's disease, and Parkinson's diseasePor lo tanto, las dosis óptimas de combinaciones de nutrientes mitocondriales para retrasar y reparar el deterioro mitocondrial podrían ser una estrategia para prevenir y tratar la disfunción cognitiva, incluida la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.

Relaxation Response Induces Temporal Transcriptome Changes in Energy Metabolism, Insulin Secretion and Inflammatory PathwaysPor primera vez, los resultados indican que la respuesta de relajación, particularmente después de una práctica a largo plazo, puede evocar sus beneficios de salud posteriores al mejorar la producción y utilización de la energía mitocondrial y, por lo tanto, promover la resiliencia mitocondrial a través de la regulación positiva de la función ATPasa e insulina.

Mitocondrias por vía paterna

Se ha encontrado que algunas personas reciben mitocondrias por vía paterna, cuando lo normal es que la transmisión de las mitocondrias sea vía materna. Es lo que se dice que la excepción confirma la regla. 

Las mitocondrias del espermatozoides están en la parte basal. Nunca, o bueno, casi nunca a raiz de este descubrimiento reciente, entran en el interior del óvulo

Cuando el espermatozoide toca la membrana del óvulo, éste secreta una sustancia que hace que el moco que rodea al óvulo se vuelva muy espeso. De esta manera los demás espermatozoides pierden su oportunidad de llegar a la membrana del óvulo, y por eso mismo, el cuerpo basal y la cola del espermatozoide no llegan nunca, o casi nunca, a entrar en el óvulo. 

Si esto es así, todas las mitocondrias que tenemos en las células humanas proceden de las mitocondrias de nuestras madres. Las mitocóndrias, como antiguas bacterias que son, se dividen dentro del óvulo y de cada una de nuestras células, que proceden del óvulo fecundado de nuestras madres, dividiéndose de manera binaria, lo mismo que hacen las bacterias originales. Como las mitocondrias todavía poseen un genoma propio, de esta manera, podemos establecer una línea de tiempo genético materno. Que se hayan encontrado personas que hayan heredados además mitocondrias paternas es una excepción y hace tambalear el dogma de que las mitocondrias solo se heredaban de la madre.

Las momias incas han hablado !Si existio Femicidio¡

Los libros nos cuentan historias del pasado, historias un poco sesgadas con tintes políticos o históricos y hasta científicos pero al final, nos cuentan lo que el escritor quiere que sepamos.

Nos muestran historias, escritas en un código, la letra escrita, para nosotros es fácil entenderlo porque aprendemos a leer este código desde la infancia, hoy en día el acceso a la tecnología y el conocimiento nos permiten leer no solo este código sino también EL CÓDIGO GENÉTICO.

Y nosotros como estudiantes y alumnos de la UDLA estamos aprendiendo a leer los genes.

En el año 2000 leer el genoma humano costaba unos 1000 millones de dólares hoy en día lo puedes hacer con unos 200 dólares en un tiempo corto. El acceso a esta información ha transformado el mundo.

En el campo médico, debemos tener especial cuidado con nuestra información ya que podemos ser víctimas de una selección discriminatoria debido a nuestra predisposición a ciertas enfermedades.

Y en el campo histórico el estudio de los genes fue capaz de cambiar la historia.

¡INVESTIGADORES LEEN EL ADN DE LAS MOMIAS INCAS!

En el sitio web EL PAÍS se publicó un artículo muy interesante sobre la investigación de momias incas que se utilizaban en sacrificios para los Dioses en esos tiempos.

En América Latina tenemos suerte de que se haya realizado este tipo de rituales ya que ahora existe la posibilidad de recuperar el ADN mitocondrial a través de un aparato que nos permite leer el ADN de las momias precolombinas y compararlos con el ADN de las poblaciones actuales y darnos cuenta que en América Latina no quedan descendientes de estas momias ¿Qué quiere decir esto? Que en nuestro continente existió un genocidio, y EXISTE UN CULPABLE; la llegada de los españoles.

Figura 1: Investigadores leen el ADN de las momias incas. (Pensamiento, 2016)

LA INFORMACIÓN GENÉTICA DE LAS MOMIAS YA NO SE ENCUENTRA ENTRE NOSOTROS

Ya no se encuentra ya que de manera natural tienden a desaparecer cada vez que una mujer no tiene hijos o solo tiene hijos varones.

Figura 2 Secuencia de información genética.

EL ADN EN LAS MITOCONDRIAS:

El ADN mitocondrial se produce cuando la célula eucariota se divide, en los seres humanos tiene un tamaño de 16.569 pares de bases, conteniendo un pequeño número de genes.

Tradicionalmente se ha considerado que el ADN mitocondrial humano se hereda sólo por vía materna. Según esta concepción, cuando un espermatozoide fecunda un óvulo penetra el núcleo y su cola junto con sus mitocondrias son destruidos en el óvulo materno. Por lo tanto, en el desarrollo del cigoto sólo intervendrían las mitocondrias contenidas en el óvulo.¹² Sin embargo, se ha demostrado que las mitocondrias del espermatozoide pueden ingresar al óvulo. Según algunos autores el ADN mitocondrial del padre puede perdurar en algunos tejidos, como los músculos.

El ADN mitocondrial puede ser usado para identificar individuos junto con otra evidencia. También es usado por laboratorios forenses para caracterizar viejas muestras de esqueleto humano. Distinto que el ADN nuclear, el ADN mitocondrial no sirve para identificar individuos sin ambigüedad, pero si para detectar parentescos entre grupos de individuos, es usado entonces para comparaciones entre personas desaparecidas y restos no identificados y sus familiares.

¿QUIÉNES REALIZAN PRUEBAS DE PATERNIDAD EN EL ECUADOR?

La solvencia con respecto a la salud y los derechos de los ecuatorianos en especial el de las mujeres han hecho que la FISCALÍA GENERAL DEL ESTADO con su lema “impunidad nunca más” brinde a la ciudadanía el servicio gratuito de pruebas de paternidad para resolver casos judiciales obviamente con algunos requisitos; el más importante la orden del juez a cargo del caso.

El ADN mitocondrial no nos puede decir como murieron, pero debido a que fue un exterminio súbito sabemos que no existió mestizaje si no que hubo genocidio o murieron por alguna enfermedad, aunque la esclavización y la guerra también tuvieron un papel indudable.

APLICACIÓN DE GENÉTICA EN LA VETERINARIA:

El medio ambiente tiene generalmente un pequeño papel al influenciar la categoría dentro de la que el animal cae. En este caso, el fenotipo de un animal refleja su genotipo. Ejemplos de rasgos cualitativos son: color de pelo, defectos hereditarios como enanismo, presencia o ausencia de cuernos, tipo sanguíneo y en cuantitativos los que difieren de los cualitativos de dos formas importantes:

1) Se encuentran influenciados por muchos pares de genes.

2) La expresión fenotípica es influenciada más fuertemente por el medio ambiente que en el caso de los rasgos cualitativos.

Autores: Anita Campos, Cesar Bohorquez, Viviana del Pozo, Stephanie Cardenaz, alumnos de Medicina de la UDLA, Quito

REFERENCIAS:

http://www.bbc.com/mundo/noticias/2016/04/160401_ciencia_momias_indigenas_adn_genetica_conquista_ab

http://elpais.com/elpais/2016/03/31/ciencia/1459446271_454060.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Genoma_mitocondrial

http://www.actualidadganadera.com/articulos/beneficios-que-otorga-la-genetica-en-la-produccion-ganadera.html

Bibliografía

Pensamiento, C. d. (17 de 04 de 2016). Ministerio de poder Popular para la Comunicacion y la Información. Recuperado el 17 de 04 de 2016, de Ministerio de poder Popular para la Comunicacion y la Información: http://www.correodelorinoco.gob.ve/