El corazón depende estrechamente de la energía oxidativa generada en las mitocondrias, principalmente a partir de la betaoxidación de los ácidos grasos, de la cadena respiratoria de electrones y de la fosforilación oxidativa, por ello los defectos en la estructura y función de las mitocondrias se han encontrado con mayor frecuencia asociadas a enfermedades cardiovasculares.
.Las mitocondrias son muy abundantes en el corazón, constituyen de un 20 al 40 % del volumen celular, gracias a ser un tejido de una gran demanda energética, dependiente de factores genéticos codificados por el núcleo y por el ADNmt, que modulan la función mitocondrial normal, actividad enzimática, disponibilidad de cofactores y factores ambientales y oxígeno.
Distintas vías bioenergéticas contribuyen también al metabolismo energético mitocondrial (oxidación del piruvato, CK, etc), de entre ellas destaca la vía de fosforilación oxidativa, que genera del 80 al 90% del ATP celular. Los ácidos grasos son el principal sustrato energético para la producción de ATP en el músculo cardiaco a partir de esta vía, para ello deben ser transportados al interior del cardiomiocito primero y luego al interior de la mitocondria para ser utilizados en la producción bioenergética a través de la betaoxidación mitocondrial. La betaoxidación de los ácitos grasos y la oxidación de los hidratos de carbono a través del ciclo del CK genera la mayor parte del NADH y FADH intramitocondriales, que son fuente directa de electrones para la cadena de transporte respiratoria.
En general, cada célula cardiaca contiene múltiples mitocondrias (50-100) y cada mitocondria contiene múltiples copias de ADNmt (1-10 moléculas/mitocondria).
Una de las consecuencias derivadas de la producción bioenergética mitocondrial es la generación de radicales libres del oxígeno, como los radicales de superóxido e hidroxilo y el peróxido de hidrógeno; normalmente estos subproductos tóxicos, con un gran poder oxidante capaz de dañar la célula, son neutralizados por enzimas antioxidantes algunos de los cuales están localizados en las mitocondrias.
Con el envejecimiento también se produce un aumento de la tasa de deleciones a gran escala y de mutaciones puntuales del ADNmt cardíaco, y una reducción de las actividades enzimática mitocondriales.
Paradójicamente, las mitocondrias funcionales también pueden agravar el daño isquémico, especialmente al comienzo de la repercusión, ya que durante la repercusión se produce un aumento del influjo de ácidos grasos y un desequilibrio de la oxidación de los ácidos grasos, lo que da lugar a un exceso de acetil-CoA que satura el CK a expensas de la oxidación de glucosa y piruvato, y que al final resulta inhibido.
El aumento de la fosforilación oxidativa causa un incremento de la acumulación de radicales libres del oxígeno con un aumento de la peroxidación lipídica; esto produce una disminución de la concentración de cardiolipina en la membrana interna. En la actualidad existe evidencia de que el daño por repercusión implica la existencia de muerte celular apoptótica, mientras que el daño isquémico consiste principalmente en muerte celular necrótica.
Algunas evidencias demuestran que la apoptosis que conduce a la pérdida de células cardiacas y al remodelamiento del ventrículo izquierdo, constituye un hecho significativo de la insuficiencia cardiaca en pacientes con miocardiopatía dilatada y en modelos animales. Cada vez existe mayor acuerdo en el reconocimiento de que las mitocondrias desempeñan un papel fundamental en las fases tempranas de la apoptosis.
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