Ì

Войдите на сайт


Забыли пароль?

Зарегистрируйтесь, чтобы воспользоваться всеми возможностями сайта
Войти
журнал
МЕД-инфо
справочник
лекарств и учреждений
консультации
задайте вопрос врачу
мобильные
приложения

ВИДЕО
Рубрики Темы

Актуальные новости

10:22
Лор-комбайн — новые возможности в работе отоларинголога

06 октября в 19:54
Ученые доказали пользу детоксикационного питания при лечении COVID-19

16 сентября в 17:13
Магнитно-резонансная томография головы: кому нужна и что дает

вчера в 18:57
Открытие спецсчета по 44 ФЗ от Тинькофф

15:57
В НИИОЗММ ДЗМ ждут ординаторов



Здоровый образ жизни Статьи
14 октября, 18:00 X 755 K 0

Митохондрии: энергетические протобактерии в наших клетках

Наверняка каждый помнит схематическое изображение клетки, которое мы видели еще в школьном учебнике биологии. Тонкая мембрана вокруг, большое круглое ядро посередине и масса различных непонятных штук, плавающих в цитоплазме. Что такое мембрана и ядро – более-менее понятно даже тем, кто не имеет отношения к биологии или медицине. Первая – граница между внутриклеточной средой и внешним миром, а второе – хранилище нашей генетической информации. 

С содержимым цитоплазмы дело обстоит сложнее. А ведь именно там находятся основные органеллы – биологические структуры, которые позволяют жить и выполнять свои функции как самой клетке, так и тканям, которые складываются из них, и всему нашему организму в целом. И одними из главных таких органелл являются митохондрии. 

Почему они так важны? 

Для работы любых систем, неважно, искусственно созданных или естественных, биологических, необходима энергия. Наши клетки – не исключение. И единственным местом в них, где эта энергия может вырабатываться, являются как раз митохондрии. А следовательно, их значение для нашего здоровья невозможно переоценить – это клеточные «электростанции», без которых жизнь, как мы ее понимаем, попросту невозможна. 

Эта энергия расходуется как на микро-, так и на макроуровне. В первом случае она обеспечивает все биохимические реакции нашего организма. А во втором тратится на любую нашу активность: пищеварение, работу сердца и легких, сексуальные реакции, мышечные сокращения и даже умственную деятельность. Более того, центральная нервная система поглощает львиную долю энергии: один только головной мозг, составляя всего 2% от массы тела, потребляет до четверти всех питательных веществ, поступающих в организм. Именно поэтому количество митохондрий в нервных клетках особенно велико [1]. 

Отсюда можно сделать интересный вывод: нет особенного смысла в поиске каких-то волшебных средств, которые улучшат нашу память, поднимут работоспособность или увеличат физическую и психологическую выносливость. Все необходимые для этого механизмы уже находятся в наших клетках. Вопрос лишь в том, как грамотно, безопасно и аккуратно улучшить работу митохондрий и обеспечить поддержание их здоровья. Для того чтобы понять это, следует сперва разобраться, что они собой представляют, как устроены и как их можно защитить. 

Откуда взялись митохондрии?

В зависимости от типа клетки в ней может иметься от нескольких сотен до нескольких тысяч митохондрий. Однако, когда-то очень давно, когда на Земле жили только одноклеточные организмы, митохондрий в них не содержалось вовсе. В то время они представляли собой вообще отдельные, самостоятельные протобактерии. И в один прекрасный для развития жизни момент они получили потрясающее эволюционное преимущество – научились вырабатывать энергию при помощи кислорода. Энергосинтез всех остальных микробов на тот момент был основан на анаэробных (бескислородых) реакциях, эффективность которых значительно меньше. 

А потом случилось событие: одноклеточный микроорганизм поглотил такую протобактерию, но не переварил ее. Она смогла продолжить свое существование уже во внутриклеточной среде и при этом не потеряла способности производить энергию аэробным путем. Внезапно возник взаимовыгодный симбиоз: одноклеточное снабжало протобактерию сырьем, а также обеспечивало ее защиту. А та в свою очередь вырабатывала столько энергии, что хватало им обоим. Со временем эти протобактерии и переродились в митохондрии [2]. 

Как устроены митохондрии? 

Эти органеллы до сих пор сохранили ряд черт из своего бактериального прошлого. Так, митохондрии имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, на которых, собственно, и происходит процесс энергосинтеза. Кроме того, они обладают очень разнообразной в биохимическом плане внутренней средой – матриксом. В нем содержится огромное количество ферментов, белковых и липидных фракций, в нем идут подготовительные для выработки энергии процессы (например, цикл Кребса). Наконец, в матриксе имеется даже собственная митохондриальная ДНК. 

Функции митохондрий 

Конечно, главная их задача, как мы уже говорили, – это энергетическое обеспечение всех процессов жизнедеятельности, протекающих в нашем теле. Однако помимо этого митохондрии выполняют и еще целый ряд других, не менее важных функций [3]:

  • регулируют программируемую гибель клеток (что крайне важно для профилактики злокачественных опухолей);
  • участвуют в переработке жиров;
  • участвуют в метаболизме кальция, который необходим для здоровья костей, нормальной свертываемости крови, мышечных сокращений, передачи нервных импульсов и др.;
  • участвуют в развитии иммунного ответа (особенно врожденного иммунитета) на инфекцию;
  • регулируют увеличение и снижение массы тела;
  • регулируют процессы старения и т.д. 

Изучив этот список, можно сделать важный вывод: нормальная работа митохондрий важна не только на уровне отдельных клеток. От функциональной активности митохондриального пула напрямую зависит благополучие всего организма в целом. Именно поэтому современные исследователи считают нарушения здоровья митохондрий одной из важнейших причин развития множества заболеваний. 

Какие патологии связывают с плохой работой митохондрий? 

Прежде всего следует упомянуть злокачественные опухоли. Это самое серьезное заболевание, фактором риска которого на настоящий момент считают митохондриальную дисфункцию [4]. Ведь согласно статистике ВОЗ онкопатологии находятся на втором месте среди причин смертности населения нашей планеты. Первую строчку этого рейтинга занимают болезни сердца и сердечно-сосудистой системы. И здесь митохондрии также рассматриваются, как один из потенциально значимых факторов, в частности, с их поражением связывают ряд заболеваний сердечной мышцы [5]. 

Кроме того, нарушения работы митохондриального пула клеток играют роль в развитии таких патологий [6], как:

  • ожирение;
  • сахарный диабет II типа;
  • артериальная гипертензия;
  • преждевременное старение;
  • нейродегенеративные возрастные заболевания (болезнь Альцгеймера, Паркинсона, рассеянный склероз и др.);
  • дисбиотические поражения кишечника и других органов. 

Если же ориентироваться на энергетическую функцию митохондрий, то несложно сделать вывод о том, что при ее ухудшении пострадают, в первую очередь, те ткани, которые работают максимально активно. Выше мы приводили очень показательный пример – центральную нервную систему и головной мозг с его огромным расходом энергии. Кроме того, к тканям с высоким энергопотреблением можно отнести мышечную и железистую. А это значит, что на клиническом уровне плохая работа митохондрий и дефицит энергии проявятся [7]:

  • снижением концентрации внимания, ухудшением работоспособности и памяти, резкими сменами настроения, эмоциональной раздражительностью или депрессивными нарушениями;
  • ухудшением физической выносливости, развитием слабости и быстрой утомляемости;
  • изменениями гормонального фона, которые повлекут за собой нарушения пищеварения, сексуальной и репродуктивной функции, работы мочеполовых органов и т.д. 

Что может повреждать наши митохондрии? 

Все факторы, которые способны ухудшать работу митохондриального пула клеток, можно разделить на внешние и внутренние. К первым относятся в основном нарушения рациона с дефицитом тех или иных питательных веществ и недостаточное снабжение тканей кислородом [8]. К возникновению таких факторов приводит множество причин:

  • некачественное и неправильное питание (фаст-фуд, газировки, сладости);
  • проживание в плохих экологических условиях с загрязнением атмосферы промышленными выбросами;
  • активное использование бытовой химии;
  • другие бытовые или промышленные интоксикации (например, тяжелыми металлами);
  • заболевания дыхательной системы (хронические бронхиты, аллергические реакции);
  • острые инфекции дыхательных путей (в т.ч. COVID-19) и их последствия (например, постковидный синдром);
  • недостаточная физическая активность;
  • нарушения ритма сна и бодрствования;
  • хронические психоэмоциональные стрессы и т. д. 

Внутренним фактором, ухудшающим здоровье митохондрий, являются, прежде всего, молекулы-супероксиданты. К ним относятся, в основном, активные формы кислорода. В клетке они образуются в качестве побочных продуктов производства энергии на митохондриальных мембранах. И они же сами и повреждают эти мембраны, разрушая белковые комплексы, отвечающие за энергосинтез. При этом, между интенсивностью работы митохондрий и концентрацией активных форм кислорода прослеживается прямая взаимосвязь. Следовательно, здесь образуется своего рода порочный круг: чем больше энергии производят митохондрии, тем больше образуется побочных продуктов-супероксилантов, а значит, тем выше уровень повреждения мембран, что снижает выработку энергии [9]. 

Как сохранить и улучшить митохондриальное здоровье? 

Защита от окислительного стресса

Прежде всего можно попытаться разорвать вышеописанный порочный круг, возникающий при образовании активных форм кислорода. Сделать это помогут соединения, обладающие антиоксидантной активностью. То есть те, которые способны химически связывать молекулы-супероксиданты, нейтрализуя их агрессивность. Такими свойствами обладают, например, полипренолы [10] и гумусовые кислоты [11], которые можно найти в функциональных продуктах T8 Extra или T8 Stone, выпускаемых компанией VILAVI. 

Восстановление структуры митохондрий 

Второй путь улучшения здоровья митохондрий – стимуляция митохондриальной динамики. Эти органеллы очень пластичны и способны как сливаться друг с другом, так и делиться на несколько митохондрий меньшего размера. При этом в ходе деления в одну митохондрию «сбрасывается» большинство дефектных ферментных комплексов, поврежденных участков мембран и даже мутировавших ДНК. После этого такая неполноценная органелла уничтожается путем митофагии. А остальные претерпевают слияние, обновляя и восстанавливая свои внутренние структуры. Эти процессы происходят в клетках постоянно и их объединяют под названием митохондриальной динамики. Сегодня уже известны вещества, которые способны такую динамику активизировать, усилив и ускорив тем самым регенерацию всего митохондриального пула. В частности, подобными свойствами обладает уролитин А, который в организме вырабатывают кишечные бактерии [12]. Именно на стимуляцию митохондриальной динамики и направлено действие еще одного продукта VILAVI под названием T8 Mit Up. Его основу составляет оптимальный субстрат для синтеза уролитина А микробиотой. 

Ежедневная забота о здоровье митохондрий – важнейшее условие сохранения здоровья всего нашего организма. Правильное применение вышеперечисленных продуктов VILAVI станет для вас отличной профилактикой физического истощения, психологического выгорания, а также дефицита энергии и всех заболеваний, связанных с нарушением работы митохондриального пула. 

 

Список использованной научной литературы: 

1. Kramer P., Bressan P. Our Mitochondria and Our Mind. Perspective of Psychological Science. 2018, January, 13 (1): 88-100.
2. Benard G., Rossignol R., Ultrastructure of the mitochondrion and its bearing on function and bioenergetics, Antioxidants & Redox Signaling. 2008, 10, p. 1313–1342.
3. McBride H.M., Neuspiel M., Wasiak S. Mitochondria: more than just a powerhouse. Current Biology, 2006, 16, R551 – R560.
4. Skoda J., Borankova K., Jansson P.J., Huang M.L., Veselska R., Richardson D.R. Pharmacological targeting of mitochondria in cancer stem cells: An ancient organelle at the crossroad of novel anti-cancer therapies. Pharmacological Research. 2019, January, 139: 298-313.
5. Chistiakov D.A., Shkurat T.P., Melnichenko A.A., Grechko A.V., Orekhov A.N. The role of mitochondrial dysfunction in cardiovascular disease: a brief review. Annals of Medicine. 2018, March, 50 (2): 121-127.
6. Duchen M.R. Mitochondria in health and disease: perspectives on a new mitochondrial biology. Molecular Aspects of Medicine. 2004, August, 25 (4): 365-451.
7.  Annesley S.J., Fisher P.R. Mitochondria in Health and Disease. Cells. 2019. July, 5, 8 (7): 680.
8. Nunnari J., Suomalainen A. Mitochondria: in sickness and in health. Cell. 2012, March, 16; 148 (6): P. 1145 – 1159.
9. Murphy M.P. How mitochondria produce reactive oxygen species. Biochemistry Journal. 2009, 417: 1-13.
10. Cavallini, G., Sgarbossa, A., Parentini, I., Bizzarri, R., Donati, A., Lenci, F. Dolichol: A component of the cellular antioxidant machinery. Lipids, 2016, 51(4), 477– 486.
11 Zykova M.V., Schepetkin I.A., Belousov M.V., Krivoshchekov S.V., Logvinova L.A., Bratishko K.A., Yusubov M.S., et al. Physicochemical characterization and antioxidant activity of humic acids isolated from peat of various origins. Molecules. 2018, March 24, 23 (4): 753.
12. Singh A., Andreux P., Blanco-Bose W., Ryu D., Aebischer P., Auwerx J., Rinsch C. Orally administered urolithin A is safe and modulates muscle and mitochondrial biomarkers in elderly. Innovation in Aging. 2017, January, 7, 1 (suppl1): 1223–1224. На правах рекламы


Читайте также в рубрике «Статьи»

 

Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться


Войдите на сайт


Забыли пароль?

Зарегистрируйтесь, чтобы воспользоваться всеми возможностями сайта