Bagaimana Biogenesis, Dinamika, dan Mitofag Memperbaiki Otak Anda
Perkiraan waktu membaca: 8 menit
Beberapa dari Anda mulai memahami bahwa Anda perlu fokus pada fungsi mitokondria untuk memiliki otak yang sehat yang memungkinkan suasana hati yang baik dan fungsi kognitif yang kuat. Beberapa dari Anda hanya tahu bahwa mitokondria adalah kuncinya. Dan Anda dapat menikmati posting blog sederhana tentang organel menakjubkan ini!
Tetapi beberapa dari Anda ingin tahu lebih banyak tentang mitokondria, dan mempelajarinya penting bagi Anda. Anda mungkin seperti saya, yang perlu benar-benar memahami "mengapa" ilmiah saya untuk melakukan sesuatu dan agar perilaku baru saya memiliki tujuan. Jadi jika Anda seperti itu, posting blog ini untuk Anda!
Mari kita bahas jalur yang menjaga kesehatan mitokondria dan kemudian lihat bagaimana diet ketogenik dapat memengaruhi jalur tersebut untuk membantu Anda merasa lebih baik. Dapatkah kita memulai?
Biogenesis mitokondria
Biogenesis mitokondria adalah proses di mana mitokondria baru dihasilkan di dalam sel, dan memainkan peran penting dalam mengatur metabolisme sel, mempertahankan homeostasis energi, dan mengurangi efek stres oksidatif. Proses ini sangat diatur dan melibatkan koordinasi yang rumit dari ekspresi gen, translasi protein, dan perakitan organel.
Penggerak utama biogenesis mitokondria adalah co-aktivator transkripsional PGC-1α. Jangan takut dengan sedikit sup alfabet. Ini mudah dimengerti! Saya berjanji.
Gen PGC-1α mengkode protein yang disebut PGC-1α. Tidak mengherankan, karena kebanyakan gen memberikan instruksi untuk membuat protein.
PGC-1α adalah protein yang membantu menciptakan dan memelihara mitokondria yang sehat di neuron dengan mempromosikan produksi mitokondria baru. Ini mengaktifkan ekspresi gen yang terlibat dalam biogenesis mitokondria (penciptaan!) dan berfungsi, yang pada akhirnya menghasilkan mitokondria baru dan meningkatkan kemampuan mitokondria yang ada untuk menghasilkan energi!
Secara keseluruhan, proses biogenesis mitokondria melibatkan ekspresi terkoordinasi dari banyak gen dan perakitan sejumlah besar protein dan molekul lain, yang berpuncak pada pembentukan mitokondria baru di dalam sel. Dan jika bagian dari fungsi mitokondria ini tidak berjalan dengan cara yang sehat, otak Anda akan kekurangan energi yang dibutuhkannya untuk bekerja dan memelihara dirinya sendiri. Ini menyebabkan serangkaian efek negatif yang menyebabkan masalah dengan jalur mitokondria lainnya.
Jadi mari belajar lebih banyak.
Dinamika Mitokondria
Dinamika mitokondria mengacu pada cara mitokondria mengubah bentuk dan ukurannya sebagai respons terhadap berbagai sinyal dalam tubuh kita. Proses ini dikendalikan oleh dua proses utama: fusi dan fisi. Jangan terintimidasi oleh dua istilah ini (seperti saya dulu), karena saya akan menjelaskannya secara sederhana di sini.
Fusi adalah ketika dua atau lebih mitokondria bersatu untuk membentuk jaringan yang lebih besar dan lebih saling berhubungan, sedangkan fisi adalah ketika mitokondria terbagi menjadi dua atau lebih unit yang lebih kecil. Fusi mitokondria dapat meningkatkan jumlah energi yang dihasilkan, sedangkan fisi dapat menurunkannya. Ini memungkinkan mitokondria untuk beradaptasi dengan kebutuhan energi yang berbeda di dalam sel.
Dengan menjalani fusi dan fisi, mitokondria dapat beradaptasi dengan perubahan kebutuhan energi dan merespons stresor seluler. Ini karena ketika mitokondria menyatu, mereka berbagi sumber daya dan dapat menghasilkan lebih banyak energi daripada saat terpisah. Sebaliknya, ketika mitokondria mengalami fisi, mitokondria menjadi lebih kecil dan lebih terisolasi, yang dapat mengurangi produksi energi.
Perubahan bentuk mitokondria penting dan dapat membantu mereka merespons stresor seluler. Misalnya, ketika sel terpapar stres oksidatif tingkat tinggi (yang dapat merusak sel dan DNA), mitokondria dapat mengalami fisi untuk menghasilkan mitokondria baru yang lebih sehat yang dapat mengatasi stres dengan lebih baik. Perubahan bentuk (morfologi) ini juga dapat membantu memfasilitasi komunikasi antara mitokondria dan bagian sel lainnya. Misalnya, fusi mitokondria dapat memungkinkan pertukaran protein dan molekul lain antara mitokondria, yang penting untuk mengatur metabolisme sel dan produksi energi.
Mitofag mitokondria
Mitofagi mitokondria adalah proses di mana sel-sel secara selektif menghilangkan mitokondria yang rusak atau disfungsional, membantu mempertahankan jaringan mitokondria yang sehat dan mengurangi stres oksidatif. Dan Anda semua sekarang sudah tahu apa artinya bagi fungsi otak!
Proses mitofag mitokondria melibatkan beberapa langkah. Pertama, mitokondria yang rusak atau disfungsional diidentifikasi dan ditandai untuk dimusnahkan melalui proses yang disebut ubiquitination. Kata yang menyenangkan ini menggambarkan proses di mana protein yang disebut ubiquitin ditambahkan ke mitokondria yang rusak, menandainya untuk dihilangkan.
Selanjutnya, mitokondria yang ditandai dikelilingi oleh struktur membran yang disebut autofagosom, yang membentuk vesikel yang menelan mitokondria yang rusak. Autophagosome kemudian menyatu dengan lisosom, organel khusus yang mengandung enzim yang dapat memecah dan mendegradasi limbah seluler.
Setelah mitokondria yang rusak berada di dalam lisosom, enzim memecahnya menjadi bagian komponennya, yang dapat didaur ulang oleh sel. Ini adalah proses kompleks yang melibatkan beberapa langkah dan mengoordinasikan berbagai komponen seluler. Untungnya, Anda tidak perlu memahami semua langkah untuk mengetahui bahwa proses mitokondria ini sangat penting untuk tujuan kesehatan otak Anda.
Selama periode disfungsi mitokondria dan kegagalan mekanisme kontrol kualitas mitokondria (seperti mitophagy) ROS/RNS dapat menginduksi kerusakan pada makromolekul seluler dan kematian sel nekrotik. Kontrol dan koordinasi jalur mitofag yang tepat sangat penting untuk mencegah kematian sel dan peradangan.
Swerdlow, NS, & Wilkins, HM (2020). Mitophagy dan otak. Jurnal internasional ilmu molekuler, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
Proses penghilangan selektif mitokondria yang rusak ini membantu menjaga jaringan mitokondria yang sehat dan mengurangi stres oksidatif dan pada dasarnya merupakan komponen besar dari kemampuan Anda untuk memulihkan suasana hati dan fungsi kognitif Anda!
#MitokondriaMateri
Di otak, mitophagy sangat penting karena kebutuhan energi sel otak yang tinggi dan kerentanannya terhadap stres oksidatif. Gangguan fungsi mitokondria dan stres oksidatif telah terlibat dalam perkembangan berbagai gangguan neurodegeneratif dan penyakit mental.
Diet Ketogenik dan Mitokondria
Saya pikir penting bagi Anda untuk mengetahui bahwa diet ketogenik memiliki efek positif yang mendalam pada jalur mitokondria ini.
Terdapat bukti bahwa diet ketogenik dapat memengaruhi dinamika mitokondria, termasuk proses fusi dan fisi yang membentuk morfologi mitokondria. Studi pada hewan dan manusia telah menunjukkan bahwa diet ketogenik dapat meningkatkan ekspresi gen yang terlibat dalam fusi mitokondria, meningkatkan ukuran mitokondria, dan kompleksitas jaringan.
Studi terbaru menunjukkan bahwa diet ketogenik dapat menurunkan ekspresi gen yang terlibat dalam fisi mitokondria, yang dapat meningkatkan fragmentasi dan disfungsi mitokondria. Secara khusus, diet ketogenik telah ditemukan untuk mengurangi ekspresi protein Drp1, yang terlibat dalam proses pembelahan mitokondria.
KD dapat menekan tekanan ER [endoplasmic reticulum] dan melindungi integritas mitokondria dengan menekan translokasi mitokondria Drp1 untuk menghambat aktivasi peradangan NLRP3, sehingga memberikan efek pelindung saraf.
Mengapa kita ingin mengurangi fisi mitokondria? Karena fisi mitokondria yang berlebihan dapat menyebabkan fragmentasi dan disfungsi mitokondria, yang telah dikaitkan dengan berbagai penyakit, termasuk gangguan neurodegeneratif.
Perubahan dalam dinamika mitokondria ini dapat berkontribusi pada peningkatan keseluruhan fungsi mitokondria yang diamati dengan diet ketogenik.
Meskipun mekanisme di mana diet ketogenik dapat memperbaiki kondisi ini berkembang melampaui fungsi mitokondria, sejauh mana ketosis nutrisi meningkatkan ketergantungan pada metabolisme mitokondria sangat menunjukkan bahwa adaptasi mitokondria merupakan faktor utama.
Miller, VJ, Villamena, FA, & Volek, JS (2018). Ketosis nutrisi dan mitohormesis: implikasi potensial untuk fungsi mitokondria dan kesehatan manusia. Jurnal nutrisi dan metabolisme, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Kesimpulan
Jadi ya, mitokondria adalah pembangkit tenaga sel kita, yang bertanggung jawab untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan sel kita agar berfungsi dengan baik. Tetapi proses dinamika mitokondria, mitofag mitokondria, dan biogenesis mitokondria juga penting untuk menjaga kesehatan dan fungsi organel vital ini.
Melalui proses ini, sel dapat mengatur produksi energi dan metabolisme di otak. Kami membutuhkan jalur ini bekerja dengan baik untuk beradaptasi dengan perubahan permintaan energi, menanggapi stres seluler, dan mencegah akumulasi mitokondria yang rusak atau tidak berfungsi. Dan apa yang terjadi jika jalur ini terganggu di otak? Kami melihat perkembangan penyakit mental dan gangguan neurodegeneratif.
Jika pernyataan terakhir itu terdengar memalukan dan tidak ilmiah, Anda perlu mengejar bidang psikiatri dan neurologi metabolik. Saya akan merekomendasikan Anda untuk check out Buku Energi Otak Chris Palmer (lihat referensi).
Dalam posting blog ini, Anda telah mengetahui bahwa penelitian terbaru mendukung pernyataan bahwa diet ketogenik dapat memiliki implikasi penting bagi dinamika dan fungsi mitokondria. Dan kita tidak berbicara tentang diet ketogenik yang memberikan efek lemah. Diet ketogenik secara harfiah mengubah ekspresi gen yang terlibat dalam fisi dan fusi mitokondria dan memberikan efek pelindung saraf.
Jika Anda ingin bekerja dengan saya untuk memiliki fungsi mitokondria hebat seperti ini, Anda dipersilakan untuk menanyakan tentang program online saya di bawah ini:
Harapan saya adalah posting blog ini berkontribusi pada pemahaman Anda tentang proses yang mengatur fungsi dan dinamika mitokondria dan bagaimana diet ketogenik dapat menjadi intervensi yang kuat untuk mengobati gangguan metabolisme di otak yang bermanifestasi sebagai penyakit mental dan gangguan neurologis.
Karena Anda berhak mengetahui semua cara agar Anda bisa merasa lebih baik.
Referensi
Guo, M., Wang, X., Zhao, Y., Yang, Q., Ding, H., Dong, Q., … & Cui, M. (2018). Diet ketogenik meningkatkan toleransi iskemik otak dan menghambat aktivasi peradangan NLRP3 dengan mencegah fisi mitokondria yang dimediasi Drp1 dan tekanan retikulum endoplasma. Perbatasan dalam Neuroscience Molekuler, 11, 86. https://doi.org/10.3389/fnmol.2018.00086
Miller, VJ, Villamena, FA, & Volek, JS (2018). Ketosis nutrisi dan mitohormesis: implikasi potensial untuk fungsi mitokondria dan kesehatan manusia. Jurnal nutrisi dan metabolisme, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Palmer, CD (2014). Energi Otak. Pers Akademik. https://brainenergy.com/
Qu, C., Keijer, J., Adjobo-Hermans, MJ, van de Wal, M., Schirris, T., van Karnebeek, C., … & Koopman, WJ (2021). Diet ketogenik sebagai strategi intervensi terapeutik pada penyakit mitokondria. Jurnal Internasional Biokimia & Biologi Sel, 138, 106050. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2021.106050
Swerdlow, NS, & Wilkins, HM (2020). Mitophagy dan otak. Jurnal internasional ilmu molekuler, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
3 Komentar