Жизни нет без митохондрий!

Все мы хотим быть энергичными, бодрыми и максимально активными. Не верите – посмотрите рекламу любого напитка-энергетика, уж там-то точно врать не будут! Но если оставить в покое маркетинговые слоганы, то каждый из нас на интуитивном уровне понимает, что такое недостаток энергии. Любой человек в своей жизни сталкивался с ним, когда испытывал слабость и усталость, терял концентрацию внимания и работоспособность.

То есть, ни у кого нет сомнений в том, что постоянный приток энергии нам жизненно необходим. Причем речь идет не о каких-то психологических мотивациях или позитивном взгляде на окружающий мир. Нет, мы говорим о самых приземленных и банальных на первый взгляд вещах – энергии в джоулях или килокалориях, которая содержится в нашей пище. Но что знает среднестатистический житель планеты Земля о том, как его тело эту энергию вырабатывает? Скорее всего – немного. Она как-то получается из углеводов, жиров и кислорода, который мы получаем при дыхании. Вот, пожалуй, и всё.

Давайте же в сегодняшней статье попробуем подробнее разобраться, как и где это происходит. А главное, давайте прикинем, что мы можем предпринять, чтобы избежать энергодефицита и всех его неприятных проявлений. Причём, сделаем это на научном, доказательном уровне, без использования костылей в виде вышеупомянутых напитков-энергетиков.

Внутриклеточные электростанции

Итак, сырье для энергосинтеза, происходящего в нашем теле – это углеводы и жиры. Они проходят целый каскад биохимических реакций, основной из которых является взаимодействие с кислородом, то есть, окисление. Следовательно, нам нужен ещё и кислород. Для его получения у нас имеется дыхательная система, которая поставляет это вещество в кровь, а оттуда оно проникает в клетки.

Наконец, нам нужна некая биологическая машина, в которой все эти сложные процессы и будут происходить. Такой машиной в живых организмах служат специальные внутриклеточные органеллы – митохондрии. В них поступает топливо и окислитель, а на выходе получается энергия в виде молекул аденозинтрифосфата (АТФ). Практически в каждой клетке человеческого тела находится от нескольких десятков до нескольких тысяч митохондрий. Их число зависит от того, насколько интенсивно работает клетка, а значит, от её энергопотребления. И при этом митохондрии являются единственным местом, где в норме должен происходить энергосинтез. Именно поэтому важность состояния митохондрий для здоровья всего нашего организма невозможно переоценить. Без этих клеточных «электростанций» жизнь, как мы её понимаем, попросту невозможна.

Название «митохондрия» появилось в результате слияния двух греческих терминов: «митос» – «нить» или «волокно», и «хондрос» – «зерно» или «крупица». Надо признать, что этот термин мало говорит о функциях митохондрий. Придуман он был ещё в 1850 году, когда ученые впервые разглядели их внутри клеток. Само собой, тогда никто понятия не имел зачем они там нужны, а потому и назвали просто по внешнему виду: структуры, содержащие в себе какие-то точки и полоски. А первые исследования роли митохондрий и открытие их энергетической функции состоялось только через сто лет, в 1948 году.

Откуда вообще взялись митохондрии в наших клетках?

Митохондрии – одни из самых заметных и, как выяснилось, важных внутриклеточных органелл, а потому их происхождение вызывало особенный интерес ученых. Ответ на этот вопрос оказался весьма неожиданным: митохондрии – это потомки древних протобактерий. Первые одноклеточные организмы, с которых и началась жизнь на нашей планете, имели очень несовершенные механизмы получения энергии, основанные на анаэробных (бескислородных) реакциях. Однако, они умели поглощать крохотных протобактерий, присутствующих в окружающей среде. Эти протобактерии были первыми, кто освоил энергосинтез с участием кислорода. И однажды такая протобактерия, будучи съеденной одноклеточным организмом, смогла сохранить свою целостность и даже способность вырабатывать энергию.

Результатом этого удивительного события стал внутриклеточный симбиоз. Одноклеточный организм-хозяин снабжал протобактерию достаточным количеством кислорода и других питательных веществ, а она предоставляла ему много энергии. Затем в ходе эволюции протобактерии утратили автономность и превратились в митохондрии. И сегодня они обеспечивают жизнедеятельность практически всех простейших, растений, грибов, животных и, разумеется, нас с вами.

Как устроены митохондрии?

Многое в строении митохондрий до сих пор напоминает об их самостоятельном бактериальном прошлом. К примеру, эти органеллы имеют полноценную двойную мембрану, состоящую из жировых молекул. Внешняя мембрана защищает митохондрию, является её границей с окружающей внутриклеточной средой и способна транспортировать внутрь и наружу различные соединения. Внутренняя мембрана играет ключевую роль в образовании АТФ. А для того, чтобы площадь этой «рабочей поверхности» была больше, внутренняя мембрана образует большое количество складок (крист), которые направлены к центру митохондрии. Именно их в виде тёмных полосок и наблюдали ученые XIX века.

Внутреннее пространство митохондрии занимает матрикс. Он представляет собой жидкую смесь жиров, белков, рибосом и множества других веществ. Кроме того, в матриксе есть ещё одно свидетельство бактериального происхождения этих органелл – митохондриальная ДНК (мтДНК). И это единственное место в клетке кроме ядра, где ещё присутствуют ДНК. Здесь они имеют форму кольца, а не двойной спирали, и кодируют 13 белков, необходимых для работы самой митохондрии.

Интересный факт: все мы получаем мтДНК исключительно от своих матерей. Отцовские молекулы, которые находятся в митохондриях сперматозоидов, разрушаются сразу после оплодотворения. А мутации этой материнской мтДНК происходят по довольно чётким законам, что позволяет проследить её изменения и отобразить их на временной шкале. Такие исследования были проведены и они показали, что около 200 000 лет назад в Африке существовала женщина, которая передала свою мтДНК всем ныне живущим людям. Ученые поэтически назвали её «митохондриальной Евой».

Чем занимаются наши митохондрии?

Основная их функция, как мы уже сказали, – выработка энергии для всех процессов жизнедеятельности, протекающих в клетках. Сначала в матриксе жиры и углеводы взаимодействуют с кислородом (окисляются) и выделяют энергию. Далее на внутренней мембране митохондрий она запасается путем образования молекул аденозинтрифосфата (АТФ). А затем, когда клетке требуется энергетический приток, АТФ распадается, выделяя требуемую энергию.

Энергообеспечение необходимо всем процессам, протекающим в нашем теле: любые биохимические реакции, нервная проводимость, синтез гормонов и ферментов, иммунная защита, пищеварение, работа сердца и лёгких, сексуальные реакции, мышечные сокращения и даже умственная деятельность. Более того, работа центральной нервной системы требует целую прорву энергии. Головной мозг, вес которого обычно не превышает 2% от массы всего тела, потребляет до 25% всех питательных веществ, попадающих в организм. Именно поэтому в нервных клетках содержится очень много митохондрий, а энергетический дефицит мы нередко ощущаем, прежде всего, как психологическую усталость, апатию и ухудшение собственных когнитивных способностей.

Однако помимо энергообеспечения митохондрии выполняют и ещё целый ряд жизненно важных функций:

• отвечают за программируемую гибель клеток (что важно для профилактики злокачественных опухолей);
• играют важную роль в метаболизме жиров;
• участвуют в обмене кальция, который требуется для нормального развития костей, для свертывающей функции крови, для мышечных сокращений, для передачи нервных импульсов;
• нужны для правильного иммунного ответа на инфекцию;
• необходимы для контроля массы тела;
• регулируют процессы старения;
• взаимодействуют с микрофлорой нашего организма и т.д.

Современные исследования убедительно демонстрируют: митохондрии принимают активнейшее участие во внутриклеточных процессах, а кроме того, влияют и на состояние всего организма. Это дает прочные, научно подтвержденные основания рассматривать нарушения митохондриального здоровья, как одну из важных причин развития самых разных заболеваний.

Чем нам грозит ухудшение здоровья митохондрий?

Очевидно, что плохая работа митохондрий отразится, в первую очередь, на выработке энергии. И больше всего пострадают те клетки, которые работают наиболее интенсивно, а соответственно, требуют и максимально активного энергоснабжения. К таким клеткам относятся клетки, формирующие мышечную и нервную ткань, а также железы внутренней секреции. Для человека дефицит энергии в этих тканях и органах проявится:

• снижением физической выносливости и сопротивления нагрузкам, появлением слабости и быстрой утомляемости;
• ухудшением памяти, концентрации внимания и работоспособности, резкими перепадами настроения, раздражительностью и депрессивными расстройствами;
• нарушениями гормонального баланса и сексуальной активности, проблемами с пищеварением и работой мочеполовых органов.

Кроме того, пострадают и другие функции митохондрий, что может стать провоцирующим фактором для появления таких серьезных патологий, как:

• поражения нервной системы (нейродегенеративные заболевания);
• болезни сердечной мышцы;
• ожирение и сахарный диабет II типа;
• артериальная гипертензия;
• дисбиотические расстройства кишечника;
• преждевременное старение;
• и даже онкологические новообразования.

Что представляет угрозу для наших митохондрий?

Ввиду своей высокой активности митохондрии очень уязвимы к внешним воздействиям. Повреждающим фактором для них может стать дефицит тех или иных питательных веществ, кислородная недостаточность, инфекционные заболевания, острые и хронические интоксикации и многое другое. К сожалению, жизнь в большом городе и офисная работа только усиливают влияние этих факторов за счет:

• большой плотности населения с быстрым распространением инфекций;
• неблагоприятных экологических условий;
• недостаточной физической активности;
• нарушений ритмов сна и бодрствования;
• некачественного и неправильного питания (фаст-фуд, газировки, сладости);
• широкого применения бытовой химии;
• хронических стрессов и т.д.

Кроме того, нужно учитывать и внутренние повреждающие факторы. Побочным продуктом работы митохондрий являются активные формы кислорода – те самые, всем известные, свободные радикалы. Именно производство энергии на митохондриальных мембранах и является основным источником молекул-оксидантов в клетке. И слишком большая их концентрация ведет к тому, что они сами начинают окислять белки, жиры и ДНК митохондрий, повреждая и разрушая их.

Что поможет сохранить митохондриальное здоровье?

1. Восстановление структуры митохондрий

Митохондрии очень пластичны. Они могут сливаться и делиться, восстанавливая целостность мембран, а также контролируя качество белковых ферментов и своего генетического материала, то есть мтДНК. Эти процессы, называемые митохондриальной динамикой, можно стимулировать при помощи ряда биологических катализаторов. Один из таких катализаторов – вещество под названием уролитин А, которое в нашем организме вырабатывают кишечные бактерии. Однако для этого им необходим правильный субстрат. Сегодня нам уже доступны функциональные продукты здорового питания, содержащие нужные соединения. Например, таким продуктом является T8 Mit Up, изготавливаемый компанией VILAVI. Его основу составляют эллаготаннины, которые наша микробиота перерабатывает в уролитин А.

2. Защита от оксидативного стресса

Концентрация активных форм кислорода в клетке зависит от уровня повреждений митохондрий, а также от интенсивности их работы. Чем больше энергии они пытаются произвести, тем больше появляется побочных продуктов в виде свободных радикалов. А значит, растет и количество митохондриальных повреждений. Образуется замкнутый цикл. Полипренолы, входящие в состав T8 Mit Up, обладают способностью химически связывать молекулы-оксиданты, а значит, разрывать этот порочный круг. Это позволяет митохондриям производить максимум энергии без риска получить повреждения.

3. Снабжение качественным сырьем

Обычно в роли энергетического сырья митохондрии используют либо углеводы, либо жиры. Однако наиболее качественным «топливом» для многих тканей служат кетоновые тела, в частности, β-гидроксибутират. Это высокоэнергетическое соединение, при распаде которого образуется большое количество молекул АТФ. А, кроме того, кетоновые тела обладают нейропротекторными свойствами, способствуют улучшению когнитивных способностей человека и помогают ему контролировать массу тела. На усиленное снабжение митохондрий кетонами нацелены такие продукты VILAVI, как Т8 Era Eхо.

4. Улучшение взаимодействия с микробиотой

Многие исследования указывают на то, что между кишечной микробиотой и митохондриальным здоровьем клеток существует прочная взаимосвязь. Считается, что она обусловлена бактериальным прошлым самих митохондрий. Соответственно, если вы хотите сохранить и улучшить работу митохондриального пула, необходимо следить и за состоянием микробиоты. В этом вам поможет метабиотик T8 Mobio. Сегодня метабиотики считают наиболее перспективным классом средств, предназначенных для коррекции и профилактики дисбиотических нарушений.

Заботиться о здоровье своих митохондрий несложно, но в то же время это станет важным фактором сохранения здоровья всего организма. Комплексное использование функциональных продуктов компании VILAVI – отличный способ избежать нарушений работы митохондриального пула. Это поможет вам сохранять физическую и психологическую выносливость, успешно противостоять стрессам и нагрузкам, а также получать достаточно энергии для продуктивного рабочего дня и активного вечернего отдыха.

Список использованной научной литературы:

1. Annesley S.J., Fisher P.R. Mitochondria in Health and Disease. Cells. 2019. July, 5, 8 (7): 680.
2. Bock F.J., Tait S.W.G. Mitochondria as multifaceted regulators of cell death. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2020, February, 21 (2): 85-100.
3. Clark A., Mach N. The crosstalk between the gut microbiota and mitochondria during exercise. Frontiers of Physiology. 2017, May 19, 8: 319.
4. D'Amico D., Andreux P.A., Valdés P., Singh A., Rinsch C., Auwerx J. Impact of the Natural Compound Urolithin A on Health, Disease, and Aging. Trends in Molecular Medicine, May 2021, S1471491421001180.
5. Evans A., Neuman N. The Mighty Mitochondria. Molecular Cell. 2016, March, 3, 61 (5): 641.
6. Han B., Lin C.J., Hu G., Wang M.C. 'Inside Out'- a dialogue between mitochondria and bacteria. Journal of Federation of European Biochemical Societies. 2019, February, 286 (4): 630-641.
7. Kornmann B. The endoplasmic reticulum-mitochondria encounter structure: coordinating lipid metabolism across membranes. Journal of Biological Chemistry. 2020, May, 26, 401 (6-7): 811-820.
8. Mani S., Swargiary G., Singh K.K. Natural Agents Targeting Mitochondria in Cancer. International Journal of Molecular Sciences. 2020, September, 23, 21(19): 6992.
9. Piantadosi C.A. Mitochondrial DNA, oxidants, and innate immunity. Free radical biology & medicine, 2020, May, 20, vol. 152: 455-461.
10. Zemirli N., Morel E., Molino D. Review Mitochondrial Dynamics in Basal and Stressful Conditions. International Journal of Molecular Sciences. 2018, February 13, 19 (2).

Партнерский материал,