Популярная статья о митохондриях

Нашел краткую и информативную статью о митохондриях и их роли в здоровье человека. Автор Joseph Pizzorno признаный ученый в медицине, связанной с митохондриями и из функционированием.

Я сделал перево-изложение, он немного упрощен и сокращен. Полный текст доступен по ссылке на сайте библиотеки Национального Института Здоровья США.

Джоезеф Пиццорно, главный редактор "Журнала Интегративной Медиины", апрель 2014

Митохондрия - основополагающая для жизни и здоровья
=====================================================

Постепенно приходит осознание фундаментального значения функционирования митохондрий для здоровья.

Все больше научных работ показывают, что дисфункция митохондрий ассоциируется с большим перечнем хронических болезней.

Список болезней или вызываемых или усиливаемых дисункцией митохондрий:

• Ранее старение
• Боковой амиотрофический склероз (физик Стив Хоккинз)
• Болезнь Альцгеймера
• Аутизм
• Сердечно-сосудистые заболевания
• Деменция
• Диабеты
• Болезнь Гентингтона
• Мигрени
• Болезнь Паркинсона
  

Сколько АТФ производит тело в день?

Клетки организма получают энергию из АТФ в реакции гидролиза, при которой АТФ расшепляется на АДФ, свободный фосфор и ион водорода.

Чтобы восстановить АТФ из продуктов ее распада требуется энергия, которая берется из энергетических субстратов гликогена и жирных кислот.

Процесс расщепления АТФ и восстановления ее обратно происходит постоянно.

Здоровый человек в состоянии покоя производит в день количество АТФ равное его весу.

Выполняя упражнение высокой интенсивности человек производит 0.5-1 кг АТФ в минуту.

Подавляющая часть АФТ производится в митохондриях. Только небольшая часть при анаэробном гликолизе непосредственно в цитоплазме клетки.

АТФ производится постоянно, потому что она не может хранится.

Митохондрии настолько важны, что занимают до 25% объема клетки. От 1000 до 2500 митохондрий на одну клетку.

В среднем клетка производит до 10 млрд. молекул АТФ в день.

Поскольку АТФ не хранится, то имеет место постоянная рециркуляция модекулы АТФ в АДФ и обратно в АТФ. Одна молекула АДФ/AТФ рециркулирует 1000 раз в день.

70% АТФ используется мозгом, поэтому есть сильная корреляция между дисфункцией митохондрий и нейродегенерацией.

Производство АТФ это сложный процесс, начинающийся в цикле Кребса внутри митохондрии (в матрице митохондрии), и завершающийся в межмембранном пространстве митохондрии в реакции ETC (ЭТЦ).


ETC (ЭТЦ) - это "electron transport chain" или дыхательная цепь переноса электронов происходит между внешней и внутренней мембранами митохондрии.


Митохондриальная функция и защита

Митохондрия очень чувствительна к недостаткам питательных веществ, токсинам окружающей среды и окислительному разрушению.

Наиболее важные субстанции для митохондрий:

Бета-окисление жиров:

• FAD (рибофлавин), NADH (никоти́новая кислота́), CoQ10
• Карнитин для транспорта жирных кислот в митохондрию для последующего расщепления
  

Цикл Кребса:

• Железа, магний, марганец
• Витамины: B1, B2, B3
• Цистеин (глутатион), липоевая кислота
  

ETC (ЭТЦ):

• Коэнзим CoQ10
• Рибофлавин - витамин B2
• NADH (никотинамидадениндинуклеотид) строится из никоти́новой кислоты, она же витамин PP. NADH получает электрон в цикле Кребса и передает его через двойную мембрану митохондрии для восстановления АДФ до АТФ.
• Магний
  

Исследования показывают, что основной источник окислительного стресса в клетках - это утечка кислорода и электронов с высокой энергией из митохондрии. Эта утечка усиливается, когда недостаточно ключевых субстанций, таких как энзим CoQ10 у пациентов, принимающих лекарства группы статинов. Проблема известная уже давно.


Факторы ассоциированные с повреждением митохондрий

• Утечка окислителей при производстве АТФ
• Старение как накопление окислительного повреждения митохондриальной ДНК
• Генетическая предрасположенность (особенно по ApoE4, гену также ассоциированному с болезнью Альцгеймера)
• Ядовитые металлы
• Стойкие органические загрязнители (СОЗ)
• Многие медикаменты
• Алкоголь
  

Утечка кислорода из митохондрии - показатель продолжтельности жизни среди разных видов. Чем лечше вид защищает свои митохондрии, тем дольше его особи живут.

Кислород существенный для производства энергии и опасный, когда не полностью подконтролен.

В покое тело использует 1 кг кислорода в день. Во время упражнения максимальной мощности может увеличить от 10 до 20 грамм в минуту. Если 1-2% кислорода теряется в относительно нормальной митохондрии, то это получается 10-20 грамм в день в состоянии поко яи 20 мграмм в минуту на максимальной мощности.

Это создает большой окислительный стресс - нагрузку. Митохондриальные активные формы кислорода (АФК) и их утечка - основной источник внутриклеточных окислителей-оксидантов.

С возрастом, митохондриальная ДНК накапливает ошибки, приводящие к ещё бОльшей утечке кислорода и электронов. Это объясняет почему люди начинают "терять энергию" примерно после 55 лет.

Основные способы защиты митохондрии от интенсивного окислительного стресса - это зависимая от магния Супероксиддисмутаза (СОД1), каталаза, коэнзим CoQ10, витамин Е и глутатион (проиозводится в цитоплазме и переносится через митохондриальную мембрану).


Медикаменты, повреждающие митохондрии

• Парацетамол (ацетоминофен, панадол)
• Антибиотики
• Аспирин
• Азидотимидин (противовирусный препарат, ретровирусный препарат, самый первый препарат от ВИЧ)
• Кокаин
• Противогрибковые - Тербинафин, Итраконазол, Кетоконазол
• Индометацин
• Метамфетамин
• Леводопа (лекарство от болезни Паркинсона)
• НПВС (нестероидные противовоспалительные средства)
• Статины (препараты для снижения уровня холестерина)
  

Все эти лекарства опасны, но особенно опасны, если выписываются для долговременного приема или курсами, но очень часто. Некоторые антибиотики не только нарушают производство АТФ, но увеличивают производство АФК (активные формы кислорода).

Следующая таблица показывает изменения в показетлях после 4-х дней приема антибиотиков

                 Циплофлоксан Ампициллип Канамицин Тетрациклин
==================================================================
Производство АТФ −90%           −75%       −80%     −20%
АФК             +250%          +200%      +240%     +40%
8-OHdG         +100%          +720%      +400%    +230%

Самый распространенный антибиотик амициллин. Тетрациклин меньше других негативно воздействует, но я читал, что он делают зубы более подверженными кариесу.

Степень разрушения митохондриальной ДНК может быть косвенно оцениваться по 8-OHdG (8-оксо-2'-дезоксигуанозин) в моче.

Очень опасно широкое и распространенное применение статинов, увеличивающих смертность от всех причин.

Наркотики и алкоголь также проблема. Чем больше потребляется алкоголя, тем больше снижение молекул NADН, необходимых в производстве АТФ.


Оценка митохондриальной функции

В настоящее время нет клинически доступных тестов прямых измерений производства АТФ в митохондриях. Хотя, некоторые экземпляры используются в исследовательских лабораториях. Вопрос времени когда они станут коммерчески доступными.

К счастью, есть клинические оценки и косвенные лабораторные тесты. Наиболее доступные - уровень лактата и пирувата в крови. Но они подверженны ошибкам измерений и их значения (в покое) становятся абнормальными только при серьезной митохондриальной дисфункции.

Степень повреждения митохондриальной ДНК может быть оценена по показателю 8-OHdG в моче. Интересно, что этот показатель также предсказывает риск рака. Не конкретного рака, а воообще.

Следующая таблица связывает вероятность митохондриальной дисфункции и внешние признаки или болезни:

• Седение волос 99%
• Мышечная слабость 93%
• Церебральная атрофия 83%
• Морщины на лице 83%
• Перебои в работе сердца 49%
• Облысение 49%
• Рак 42%
• Атрофия мозжечка 35%
• Снижение остроты зрения 34%
• Ухудшение слуха 31%
• Гиперхолистеринемия 28%
• Инфекция мочеполовых путей 22%
• Головокружение 21%
• Психиатрические симптомы 21%
• Артриты 19%
• Диабет второго типа 17%
  

Стратегии улучшения митохондриальной функции

1. Митохондриальная ДНК наследуется по материнской линии, поэтому неследственность играет большую роль. Информация о предках по материнской линии имеет значение для понимания перспектив.
2. Оптимизировать питание, чтобы уменьшить утечку электронов в ЭТЦ. Это наибольший источник окислительного стресса и повреждения митохондриальной ДРК. Это возможно наиболее мощная стратегия против старения.
3. Уменьшить подверженность токсинам. Это очевидно верно для буквально любой болезни. Но поскольку митохондрии высоко метаболически активны, то они особенно подверженны.
4. Обеспечить вещества, защищающие от окислительного стресса.
5. Использовать питательные вещества обеспечивающие производство АТФ в митохондриях.
6. Накачивать мышечную массу. Даже поврежденные митохондрии могут наращивать выработку АТФ, если постоянно накачивать мышцы.
   

По приоритетам. Начать стоит с мультивитаминов и минералов. Их должно быть в 2-3 раза больше рекомендованной дозы, особенно группы B.

Из всех поддерживающих веществ мой (Дж. Пиццорно) список такой:

• CoQ10 (коэнзим Q10 или кофермент Q10), является компонентом переноса электронов (ЭТЦ) дыхательной цепи в митохондриях, усиливает активность витамина E. Уменьшает потерю электронов и утечку АФК.
• Липоевая кислота (α-lipoic acid), способствует окислению пирувата в митохондриях
• Ацетил-Л-Карнитин (В плазме крови расщепляется до каанитина, который используется для транспортировки жирных кислот в митохондрии, где они сжигаются)
• Ресвератрол (Resveratrol), содержится в кожуре вингорада, в какао-бобах, орехах, вине, горце японском, улучшает митохондриальную функцию
• Ацетилцистеин(NAC), аминокислота - прекурсор глутатиона, одно из мощных антиоксидантов.
• Витамин E
  

Во вторую очередь:

• Кокосовое масло (coconut oil)
• Пирролохинолинхинон (Витамин B14, PQQ)
• Гинко билоба (Ginkgo biloba), растительный препарат для улучшения памяти
• Проантоцианидины (proanthocyanidins)
• Мелатонин (melatonin), гормон эпифиза, регулирующего циркадные ритмы, улучшает засыпание.
  

Заключение

Можно много писать о митохондрии в перспективе интегративной клинической медицины. Я думаю, мы видим только верхушку айсберга в той роли митохондральной дисфункции в здоровье и болезни пациентов. Окружающая среда все больше загрязняется, а лекарств прописывают все больше, так что проблема ухудшается. Хорошая новость, что есть и много средств, чтобы эти проблемы решать.