MITOCHONDRIÁLNA DYSFUNKCIA
Mitochondrie odoberajú molekuly z potravín, ktoré jeme, a premieňajú ich na formu energie, ktorú môže naše telo využiť, na nazývanú ATP. Keď mitochondrie nefungujú správne, nedokážu vytvoriť dostatok energie a to sa nazýva mitochondriálna dysfunkcia.

VÝSKUM
RÝCHLE FAKTY

Mitochondrie sú organely v bunke, ktoré generujú energiu. Predstavte si ich ako malé energetické továrne. Mitochondrie odoberajú molekuly z potravín, ktoré jeme, a premieňajú ich na formu energie, ktorú môže naše telo využiť,na nazývanú ATP.
Mozog, svaly, pečeň, oči, srdce a gastrointestinálny (GI) trakt sú niektoré z orgánov, ktoré najviac potrebujú energiu. Na vykonávanie svojich funkcií potrebujú veľa ATP. Keď mitochondrie nefungujú správne, nemôžu vytvárať dostatok energie. Toto sa nazýva mitochondriálna dysfunkcia.
Existujú určité dôkazy, ktoré naznačujú, že ľudia s ASD majú väčšiu pravdepodobnosť mitochondriálnej dysfunkcie. Odhaduje sa, že 30 – 80 % pacientov s ASD môže mať aj mitochondriálnu dysfunkciu.
Nie je však jasné, či mitochondriálne poruchy spôsobujú ASD alebo či sú iba znakom stavu.
Príznaky mitochondriálnej dysfunkcie sú neuveriteľne rozmanité, čo sťažuje diagnostiku tohto stavu. Existuje niekoľko diagnostických možností vrátane:
• Genetické sekvenovanie mitochondriálnej alebo jadrovej DNA by mohlo pomôcť určiť, či je príčinou genetická mutácia.
• Biochemické testovanie pomocou testu organických kyselín v moči.

ZNAKY/PRÍZNAKY
Mitochondriálna dysfunkcia sa môže prejavovať odlišne aj medzi rodinnými príslušníkmi. Príznaky budú založené na tom, ktoré orgánové systémy sú u konkrétnej osoby ovplyvnené.

Orgány, ktoré sú postihnuté najčastejšie, sú tie, ktoré vyžadujú najviac energie; srdce, mozog, svaly, GI trakt. Mitochondriálna dysfunkcia bola opísaná v imunitných a bukálnych (lícnych) bunkách, fibroblastoch, svalovom a gastrointestinálnom tkanive a mozgoch jedincov s ASD.
Pred stanovením diagnózy sa zváži kombinácia príznakov, symptómov a výsledkov vhodných testov.

Príznaky mitochondriálnej dysfunkcie zahŕňajú :
• Únava a svalová slabosť
• Netolerancia cvičenia
• Slabý rast alebo hypotónia (nízky svalový tonus)
• Problémy so zrakom a sluchom
• GI problémy ako reflux, kŕče, hnačka a/alebo zápcha
• Záchvaty
• Oneskorenie vo vývoji (reč atď.) a autizmus alebo rysy podobné autizmu

Ak máte podozrenie na mitochondriálnu dysfunkciu u vášho dieťaťa s autizmom, jedným z najlepších opatrení je zaznamenať príznaky a symptómy, ktoré vaše dieťa spomína alebo prejavuje. Zaznamenajte si závažnosť a frekvenciu. Pamätajte, že pre neverbálne dieťa môžu znaky vyzerať inak, ako by ste čakali. Napríklad búšenie hlavy môže byť príznakom bolesti hlavy. Ohýbanie sa nad nábytkom alebo iné vyvíjanie tlaku na brucho môže byť príznakom bolesti GI. Uchovávajte konkrétny a presný záznam počas niekoľkých týždňov alebo mesiacov a prediskutujte svoje obavy so svojím lekárom.

MOŽNÉ KOREŇOVÉ PRÍČINY
Mitochondrie sú veľmi chúlostivé, a preto dysfunkciu môže spôsobovať množstvo vecí vrátane :

• Genetické mutácie
• Environmentálne stresory ako :
– Nedostatky živín
– Toxíny ako ťažké kovy, lieky, plesne/mykotoxíny a pesticídy (ako glyfosát) z potravy, vody alebo vzduchu
– Oxidačné poškodenie a zápalové ochorenia, ako je lymská borelióza alebo vírusové infekcie

Je iróniou, že hlavným zdrojom oxidačného poškodenia voľnými radikálmi v bunke sú samotné mitochondrie. Ako vedľajší produkt ich práce produkujú mitochondrie voľné radikály, známe tiež ako reaktívne formy kyslíka. Čím viac „pomocných molekúl“ ( antioxidantov) dostupných na ochranu mitochondrií, tým lepšie, pretože ako sa poškodenie hromadí, viac a viac je ovplyvnených mitochondrií a dysfunkcia sa stáva závažnejšou. Výskum ukázal, že ľudia s autizmom majú zvýšený oxidačný stres a zníženú aktivitu tých „pomocných molekúl“, ktoré chránia pred oxidačným poškodením.

VÝŽIVOVÉ ÚVAHY PRI MITOCHONDRIÁLNEJ DYSFUNKCII
Úprava stravy
Niektoré výskumy naznačujú, že ketogénna diéta/ Gaps diéta s vysokým obsahom tukov/nízkym obsahom sacharidov môže byť prospešná pre ľudí s mitochondriálnou dysfunkciou.
Táto diéta však môže byť náročná pre deti s autizmom, ktoré sú často vyberavé a uprednostňujú potraviny bohaté na sacharidy.
Nutričná ketóza môže byť prospešná indukciou mitohormézy, ktorá spôsobuje zvýšenie mitochondriálnej kapacity a antioxidačnú obranu, ktorú si sami vytvoríte.
Ak sa rozhodnete vyskúšať ketogénnu diétu, urobte to pod vedením poskytovateľa zdravotnej starostlivosti alebo nutričným poradcom.
Antioxidačné potraviny môžu byť prospešné vrátane:
– Koenzým Q10 – mäso, hydina, ryby a orechy
– Selén – para orechy, tuniak žltoplutvý, sardinky, šunka a krevety
– Mangán – mušle, lieskové orechy, pekanové orechy, hnedá ryža, cícer, špenát a ananás
– Vitamín A – hovädzia pečeň, sladké zemiaky, špenát, tekvica a mrkva
– Vitamín C – červená paprika, pomaranče, grapefruit, kiwi, brokolica a jahody
– Vitamín E – pšeničné klíčky, slnečnicové semienka, mandle, lieskové orechy, arašidy
– Glutatión – potraviny bohaté na síru sú stavebnými kameňmi glutatiónu, napírklad: cesnak, cibuľa a zelenina ako brokolica, kapusta, kel a karfiol.
– Potraviny obsahujúce vitamíny B – mäso, hydina, ryby, vajcia, mliečne výrobky, výživné droždie, cícer, listová zelenina, slnečnicové semienka, avokádo a celozrnné výrobky
– Potraviny bohaté na karnitín môžu byť tiež prospešné. Hladiny karnitínu sú najvyššie v živočíšnych potravinách, ako je hovädzie mäso, kuracie mäso, ryby a mlieko.

ÚVAHY O DOPLNKU PRE MITOCHONDRIÁLNU DYSFUNKCIU

Suplementácia sa často zameriava na poskytovanie mikroživín, ktoré mitochondrie potrebujú na plnenie svojich úloh, ako aj antioxidantov na zníženie oxidačného stresu a poškodenia.

Bolo študovaných niekoľko doplnkov, vrátane:
– L-karnitín (aka acetyl-l-karnitín)
– Ubiquinol alebo CoQ10
– Vitamíny skupiny B
– Selén
– N-acetylcysteín (NAC)
– Antioxidanty ako kyselina alfa-lipoová a resveratrol
– Probiotiká produkujúce butyrát obsahujúce kmene Firmicutes

ÚVAHY O ŽIVOTNOM ŠTÝLE PRE MITOCHONDRIÁLNU DYSFUNKCIU
– Podporujte zdravé spánkové návyky.
Môže to znamenať vypnúť elektroniku niekoľko hodín pred spaním, dať dieťaťu kúpeľ, použiť esenciálne oleje, jemnú masáž, stlmiť svetlá a obmedziť hluk na minimum, použiť záťažovú prikrývku, použiť biely šum alebo upokojujúcu hudbu, alebo len upokojujúci a konzistentný rozvrh a rutina pred spaním.
Viac o spánku nájdete v článku problémy so spánkom.

– Znížte vystavenie toxínom.
To znamená výber potravín bez aditív, ak je to možné, používanie systému filtrácie vody alebo čističky vzduchu, podrobný pohľad na produkty osobnej starostlivosti a domácnosti na parabény alebo faláty, hodnotenie vášho domova na bežné zdroje ťažkých kovov alebo plesní.
Viac informácií o znížení vystavenia toxínom nájdete v článku toxíny.

– Cvičenie
To môže byť ťažké, ak sa človek často cíti unavený alebo slabý, ale aj jemné cvičenie môže posilniť svaly, spôsobiť ich rast a signalizovať produkciu nových mitochondrií. Potenie v dôsledku fyzickej aktivity je tiež spôsob, ako odstrániť toxíny z tela.

– Vyhnite sa zbytočnému užívaniu liekov, ktoré poškodzujú mitochondrie
Patria sem aspirín, acetaminofén, antibiotiká, NSAID, statíny.

UPOZORNENIE: Pred začatím akéhokoľvek doplnku alebo lieku sa vždy poraďte so svojím poskytovateľom zdravotnej starostlivosti, aby ste sa uistili, že je vhodný pre vaše dieťa. Dávkovanie sa môže líšiť v závislosti od veku, hmotnosti, pohlavia a aktuálnej stravy.

Mitochondriálna dysfunkcia a autizmus vo výskume
PRÍČINY MITOCHONDRIÁLNEJ DYSFUNKCIE
Mitochondriálne ochorenie (MD) je často diagnostikované spolu s ASD a predpokladá sa, že má skôr získaný než genetický pôvod. Mastné kyseliny s krátkym reťazcom, najmä kyselina propiónová, ktoré sú zvýšené v črevných mikróboch spojených s ASD, môžu prispieť k mitochondriálnej dysfunkcii.

Ukázalo sa, že niekoľko environmentálnych faktorov, vrátane toxických látok, metabolitov mikrobiómov a oxidovaného mikroprostredia, moduluje mitochondriálnu funkciu v tkanivách ASD.
Mitochondriálna fyziológia GI traktu u detí s ASD môže byť iná ako u neurotypických detí, pričom niektoré zmeny v mitochondriálnej funkcii sú obzvlášť výrazné v slepom čreve.
ASD sa často môže vyskytnúť pri iných zdravotných komorbiditách (t. j. poruchy spánku, senzorické abnormality, epilepsia, gastrointestinálne poruchy). Tento vzťah vo všeobecnosti koreluje s nízkym obsahom mtDNA a/alebo predpokladanými patogénnymi variantmi mtDNA, čo dokazuje silné zapojenie mtDNA do komplexných fenotypov, ktoré koexistujú v ASD.
Údaje naznačujú, že narušená mitochondriálna bioenergetika a mitochondriálna fragmentácia môžu prispieť k etiológii ASD a že tieto zmeny možno zvrátiť liečbou ketogénnou diétou-Gaps diétou.

ZÁPAL A MITOCHONDRIÁLNA DYSFUNKCIA
Prozápalové cytokíny uvoľňované aktivovanými imunitnými bunkami stimulujú produkciu reaktívnych foriem kyslíka a vedú k narušeniu mitochondriálnej funkcie. Oxidačný stres v dôsledku mitochondriálnej dysfunkcie a dysregulácie endogénnych antioxidačných mechanizmov spôsobuje inhibíciu mitofágie a akumuláciu poškodených mitochondrií, ktoré ďalej spúšťajú zápal.
Samce a samice reagujú odlišne na aktiváciu imunitného systému počas embryonálneho obdobia, pričom samice sú odolnejšie. Boli hlásené aj rodovo špecifické imunologické abnormality súvisiace s hladinami cytokínov, ktoré ukazujú odlišný imunitný profil u mužov a žien s ASD. Vysvetlenie súvisí s estrogénom, ktorý dokáže modulovať expresiu cytokínov.
Nedávne údaje ukazujú, že chronický neurozápal akumuluje nežiaduce účinky mikrogliálnej aktivácie spojenej so sekréciou zápalových mediátorov, ktoré podporujú zápal. Zápalové mediátory produkované aktivovanými mikrogliami a infiltrovanými imunitnými bunkami spúšťajú intracelulárne procesy, ktoré môžu zmeniť mitochondriálnu aktivitu, čo v konečnom dôsledku vedie k neurodegenerácii.

LIEČBY MITOCHONDRIÁLNEJ DYSFUNKCIE
Zistilo sa, že liečby bežne používané na liečbu mitochondriálnych ochorení zlepšujú ako základné, tak aj súvisiace symptómy ASD.
Údaje naznačujú, že butyrát môže zvýšiť mitochondriálnu funkciu v kontexte fyziologického stresu a / alebo mitochondriálnej dysfunkcie a môže byť dôležitým metabolitom, ktorý môže pomôcť zachrániť energetický metabolizmus počas chorobných stavov.

Adekvátne hladiny živín sú nevyhnutné pre mitochondriálnu funkciu, pretože niekoľko špecifických mikroživín hrá rozhodujúcu úlohu v energetickom metabolizme a produkcii ATP. Vitamíny B a kyselina lipoová sú nevyhnutné v cykle trikarboxylových kyselín, zatiaľ čo selén, α-tokoferol, koenzým Q10, kofeín a melatonín sa odporúčajú na posilnenie funkcie systému prenosu elektrónov. Karnitín je nevyhnutný pre beta-oxidáciu mastných kyselín. Selén sa podieľa na mitochondriálnej biogenéze.

Vzhľadom na priaznivé účinky Gaps diéty na epilepsiu a zvýšenú mitochondriálnu funkciu má jej použitie potenciál na zlepšenie niektorých symptómov spojených s ASD.
Na liečbu pacientov s autizmom sa používajú doplnky stravy, ktoré podporujú mitochondriálnu biogenézu a inhibujú produkciu oxidačného stresu. Zistilo sa, že suplementácia antioxidantmi nielen inhibuje kognitívny pokles, ale tiež zlepšuje symptómy správania pri autizme.

Tri klinické štúdie uviedli, že suplementácia karnitínu zlepšuje symptómy ASD.
Ukázalo sa, že NAC pôsobí na viacerých dráhach, ktoré sa podieľajú na rôznych psychiatrických a neurologických poruchách – oxidatívny stres, mitochondriálna dysfunkcia, zápalové mediátory, neurotransmisia a nervová plasticita.

REFERENCIE
Mitochondrial Diseases: Causes, Symptoms, Diagnosis & Treatment. Cleveland Clinic. https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/15612-mitochondrial-diseases. Published 2018. Accessed June 27, 2021.

Niyazov DM, Kahler SG, Frye RE. Primary Mitochondrial Disease and Secondary Mitochondrial Dysfunction: Importance of Distinction for Diagnosis and Treatment. Mol Syndromol. 2016;7(3):122-37.
Pizzorno J. Mitochondria-Fundamental to Life and Health. Integr Med (Encinitas). 2014;13(2):8-15.
Frye RE. Mitochondrial Dysfunction in Autism Spectrum Disorder: Unique Abnormalities and Targeted Treatments. Semin Pediatr Neurol. 2020;35:100829.
2. Studies Show Efficacy of Keto for Mitochondrial Disorder. Charlie Foundation. https://charliefoundation.org/am-i-a-candidate/keto-for-mitochondrial-disorder/. Accessed June 27, 2021.
Rose S, Niyazov DM, Rossignol DA, Goldenthal M, Kahler SG, Frye RE. Clinical and Molecular Characteristics of Mitochondrial Dysfunction in Autism Spectrum Disorder. Mol Diagn Ther. 2018;22(5):571-93.
Rosenfeld CS. Microbiome Disturbances and Autism Spectrum Disorders. Drug Metab Dispos. 2015;43(10):1557-71.
Frye RE, Rossignol DA. Treatments for biomedical abnormalities associated with autism spectrum disorder. Front Pediatr. 2014;2:66.
Griffiths KK, Levy RJ. Evidence of Mitochondrial Dysfunction in Autism: Biochemical Links, Genetic-Based Associations, and Non-Energy-Related Mechanisms. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017:4314025.
Rose S, Niyazov DM, Rossignol DA, Goldenthal M, Kahler SG, Frye RE. Clinical and Molecular Characteristics of Mitochondrial Dysfunction in Autism Spectrum Disorder. Mol Diagn Ther. 2018;22(5):571-93.
Griffiths KK, Levy RJ. Evidence of Mitochondrial Dysfunction in Autism: Biochemical Links, Genetic-Based Associations, and Non-Energy-Related Mechanisms. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017:4314025.
Rose S, Bennuri SC, Davis JE, et al. Butyrate enhances mitochondrial function during oxidative stress in cell lines from boys with autism. Transl Psychiatry. 2018;8(1):42.
Miller VJ, Villamena FA, Volek JS. Nutritional Ketosis and Mitohormesis: Potential Implications for Mitochondrial Function and Human Health. J Nutr Metab. 2018;2018:5157645.
Rose S, Bennuri SC, Murray KF, Buie T, Winter H, Frye RE. Mitochondrial dysfunction in the gastrointestinal mucosa of children with autism: A blinded case-control study. PLoS One. 2017;12(10):e0186377.
Gevezova M, Sarafian V, Anderson G, Maes M. Inflammation and Mitochondrial Dysfunction in Autism Spectrum Disorder. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2020;19(5):320-33.
Wesselink E, Koekkoek WAC, Grefte S, Witkamp RF, van Zanten ARH. Feeding mitochondria: Potential role of nutritional components to improve critical illness convalescence. Clin Nutr. 2019;38(3):982-95.
Chidambaram SB, Bhat A, Mahalakshmi AM, et al. Protein Nutrition in Autism. Adv Neurobiol. 2020;24:573-86.
Napoli E, Dueñas N, Giulivi C. Potential therapeutic use of the ketogenic diet in autism spectrum disorders. Front Pediatr. 2014;2:69.
Citrigno L, Muglia M, Qualtieri A, et al. The Mitochondrial Dysfunction Hypothesis in Autism Spectrum Disorders: Current Status and Future Perspectives. Int J Mol Sci. 2020;21(16):E5785.
Louis P, Flint HJ. Formation of propionate and butyrate by the human colonic microbiota. Environ Microbiol. 2017;19(1):29-41.
Frye RE, Vassall S, Kaur G, Lewis C, Karim M, Rossignol D. Emerging biomarkers in autism spectrum disorder: a systematic review. Ann Transl Med. 2019;7(23):792.
Ahn Y, Sabouny R, Villa BR, et al. Aberrant Mitochondrial Morphology and Function in the BTBR Mouse Model of Autism Is Improved by Two Weeks of Ketogenic Diet. Int J Mol Sci. 2020;21(9):E3266.
Deepmala J, Slattery N, Kumar L, et al. Clinical trials of N-acetylcysteine in psychiatry and neurology: A systematic review. Neurosci Biobehav Rev. 2015;55:294-321.

Autor:
Nina Pavlovičová