Активность митохондрий – залог вашего здоровья!

Активность митохондрий – залог вашего здоровья!
 8 минут
  • Статья обновлена: 26 ноября 2021

Наверняка каждый из нас без труда вспомнит схематическую картинку из школьного учебника биологии, которая изображает клетку и ее содержимое. Большое круглое ядро в центре и множество различных более мелких органелл, расположенных вокруг. Но если вы в дальнейшем не связали свою жизнь с биологией или медициной, то вряд ли вспомните названия этих органелл. Кроме, уверены, одной – митохондрии. Эдакие толстенькие сардельки, пассивно плавающие в клетке. Ну, по крайней мере, так считалось ранее и именно об этом рассказывали учителя в школе. Однако, как выяснилось, митохондрии ведут куда более активную и насыщенную жизнь, и от их здоровья зависит намного больше, чем мы считали еще недавно.

Как человечество «знакомилось» с собственными митохондриями

В изучении этих органелл можно с некоторыми условностями выделить четыре этапа:

  1. О существовании митохондрий стало известно еще в 19 веке. Однако довольно долгое время их роль в клетке оставалась непонятной для ученых. Неудивительно, учитывая начальный уровень развития исследовательской оптики на тот момент.
  2. В 20-30-х годах ХХ века врачи и биологи точно устанавливают, что митохондрии участвуют в клеточном дыхании, а значит и являются основными «энергостанциями» нашего организма. И следующие несколько десятилетий наука изучала в основном именно эту энергетическую функцию митохондрий.
  3. В конце ХХ века исследователи стали понимать, что помимо выработки энергии, эти органеллы несут на себе и еще ряд важнейших функций. Более подробно об определяющей роли митохондрий в поддержании нашего здоровья, мы уже рассказывали ранее.
  4. И вот, наконец, с приходом нового тысячелетия усовершенствование лабораторного оборудования позволило нам заглянуть на молекулярный уровень работы митохондрий. Более того, если раньше их изучали в основном в зафиксированных образцах тканей, то сегодня мы можем в подробностях рассмотреть то, что происходит в живых клетках. То есть, понаблюдать за митохондриями в естественных условиях. И тут внезапно выяснилось, что вопреки сложившемуся мнению, они ведут себя очень активно: делятся, сливаются, целенаправленно перемещаются по клетке и т.д. Все эти процессы получили название митохондриальной динамики.

 

Что такое митохондриальная динамика и зачем она нужна?

Само открытие этой интенсивной активности митохондрий резко изменило наше представление о работе этих органелл. Ученые сразу же задались двумя вопросами: за счет чего происходят все эти изменения и что они дают? Ответ на первый вопрос частично уже получен – за слияние, деление и другие процессы, происходящие с митохондриями отвечают сложные биохимические механизмы и, в частности, целое семейство специальных белков-динаминов.

Куда более интересным представляются исследования, посвященные поиску ответа на второй вопрос: раз это все с митохондриями происходит, то ведь явно неспроста! В этом просто обязан быть какой-то глубокий биологический смысл. Какой?

Один из эффектов, которые дает митохондриальная динамика, лежит на поверхности. Именно с ее помощью регулируется форма и размеры митохондрий. Так, например, уже известно, что если клетка испытывает стресс (скажем, при кислородном голодании или при избытке свободных радикалов), то митохондрии в ней начинают делиться и становиться все мельче. А если клетке в данный момент времени требуется повышенный приток энергии, то ее митохондрии способны сливаться в длинные и сложные нитеобразные структуры, образуя, так называемую, «энергетическую сеть».

 

Не только форма, но и качество!

Однако роль митохондриальной динамики в изменениях формы и размера этих органелл – еще не самое интересное! Исследования последних лет убедительно продемонстрировали, что слияние и деление митохондрий эффективно поддерживает их качество.

 

 

Поясним чуть подробнее. Митохондрии – это постоянно работающие органеллы, выполняющие огромное количество важнейших функций, от которых зависит состояние как отдельной клетки, так и всего организма. Однако, в силу такой высокой активности, митохондрии также подвержены и высокому риску повреждений. Ученые давно выделили целый список факторов, которые негативно отражаются на здоровье митохондрий. Это могут быть как внутренние причины, например, оксидативный стресс, так и внешние – скажем, пищевые интоксикации, неблагоприятные экологические условия, вредные привычки и многое другое. 

Наиболее уязвимы к повреждениям те части митохондрий, которые работают наиболее интенсивно. В первую очередь, к ним относятся внутренние и внешние мембраны, а также расположенные на них ферментные белковые комплексы. Это именно те структуры, на которых и происходят процессы внутриклеточного дыхания, а значит и выработка всей необходимой нам для жизни энергии. Соответственно, чем выше уровень таких повреждений, тем больше энергетический дефицит в клетке, в органе и во всем нашем теле. Вдобавок, еще одной структурой, которая подвержена повреждениям, является митохондриальная ДНК. А ведь именно от нее зависит правильность создания многих из вышеупомянутых белков-ферментов, нужных для выработки энергии.

Но какую роль тут играет митохондриальная динамика? Определяющую! Как доказали современные исследователи, именно в процессе слияния и деления митохондрий происходит обновление и восстановление всех тех структур, о которых мы упомянули. Ученые назвали это красивым словом «рекомбинация». Смысл этого термина в том, что при слиянии и делении митохондрий поврежденные участки мембран и ДНК, а также окисленные свободными радикалами белковые комплексы изымаются из общей структуры органеллы. И в дальнейшем митохондрия заново достраивает новые, целые и, что самое главное, полноценно функционирующие участки.

 

Митофагия – все ненужное в переработку!

Митохондриальная динамика обеспечивает обновление и восстановление внутренней структуры митохондрий за счет одного удивительного факта: сегрегации поврежденных участков. Это означает, что если мы проследим за несколькими похожими и частично поврежденными митохондриями, и отметим, что они сначала сливались, а потом делились, то, очевидно, что на выходе мы также увидим некоторое число этих органелл. Однако, они уже не будут «равномерно одинаковыми». Значительная часть из них будет обладать функционально полноценными мембранами, белками и ДНК. А большинство поврежденных участков будет сосредоточено всего в нескольких новообразованных митохондриях. То есть, дефектные структуры, не подлежащие восстановлению, каким-то образом выделяются и «сбрасываются» всего в несколько дефектных же органелл. Факт того, что это работает именно так, подтвержден исследованиями. Однако, механизм этой сегрегации пока еще непонятен современной науке.

И вот тут внимательный читатель спросит: а что же происходит с теми митохондриями, которые «собрали» в себе большинство поврежденных участков? Здесь включается еще один механизм, относящийся к митохондриальной динамике – митофагия. Такая митохондрия аккуратно разрушается специальными органеллами клетки, ее содержимое разбирается до молекулярного уровня, а потом эти «кирпичики» используются для построения других внутриклеточных структур.

 

Митохондриальная динамика и наше здоровье

Согласно современным воззрениям в цитологии и биохимии, правильная и активная митохондриальная динамика важна не только для состояния конкретной клетки, но и для нормальной работы всего нашего организма. Так, например, было доказано, что нарушения процессов слияния или деления митохондрий играют роль в развитии таких заболеваний, как:

  • возрастные изменения нервной системы (рассеянный склероз и т.д.);
  • нарушения передачи нервных сигналов;
  • преждевременное старение;
  • нарушения кислотно-щелочного баланса в тканях (например, при развитии лактоацидоза);
  • нарушения метаболизма жиров (в частности, холестерина, что приводит к развитию атеросклероза);
  • стойкое повышение артериального давления.

 

Вдобавок, как мы сказали выше, одна из неотъемлемых частей митохондриальной динамики – это митофагия, то есть процесс разрушения митохондрий. И именно митофагия, как выяснили ученые, играет важную роль в запуске апоптоза – контролируемой клеточной гибели. Подчеркнем: контролируемой, то есть, необходимой для обновления тканей нашего организма.

Более того, апоптоз представляет собой важнейший инструмент нашей внутренней защиты от онкологических заболеваний. Когда клетка мутирует и превращается в злокачественную, сложный биохимический механизм контроля должен отследить эти изменения и запустить процесс масштабной митофагии. В результате клетка в норме должна погибнуть, что предотвратит развитие полноценного злокачественного новообразования. Если же  митохондриальная динамика нарушена, то риск развития раковой опухоли существенно увеличивается.

 

Можно ли как-то поддержать митохондриальную динамику?

Да, можно. Более того, для этого сегодня уже имеются способы и средства, имеющие научно подтвержденную эффективность. Так, к примеру, было продемонстрировано, что натуральным стимулятором митохондриальной динамики является вещество под названием уролитин А.

 

 

При исследовании возможностей уролитина А по обновлению и восстановлению митохондриального пула клеток ученые сначала столкнулись с затруднением. Дело в том, что это вещество не встречается в готовом виде в природе. И здесь был найден изящный выход: использование наших внутренних симбионтов – кишечной микрофлоры.

Именно на этом новаторском принципе основаны современные средства для поддержания митохондриального здоровья. Таким средством, например, является функциональный продукт здорового питания T8 Mit Up, который выпускает компания VILAVI INT LTD. Основой активной формулы T8 Mit Up служат соединения, относящиеся к классу эллаготаннинов. Попадая в желудок, они под действием желудочного сока распадаются с образованием эллаговой кислоты. Далее она транспортируется в кишечник, где становится питательным субстратом, который перерабатывает наша микрофлора. Одним из продуктов этой переработки и становится уролитин А.

 

 

Молекулы этого соединения имеют небольшие размеры, а потому они легко всасываются в кровь и разносятся по всему организму. Попадая в клетки, уролитин А стимулирует процессы слияния и деления митохондрий, а также увеличивает скорость митофагии. Как было показано в ряде экспериментов, приток уролитина А и активация им митохондриальной динамики усиливали выработку энергии в клетках, увеличивали продолжительность жизни модельных организмов, а также улучшали их физические и когнитивные функции.

 

Что еще поможет защитить наши митохондрии?

Несложно заметить, что эффективность выработки уролитина А зависит еще и от здоровья сапрофитной микрофлоры кишечника. Именно поэтому наибольшую эффективность T8 Mit Up покажет при комплексном использовании с еще одним продуктом компании VILAVI – метабиотиком T8 Mobio. О том, чем полезен это средство нового поколения для поддержания здоровья микробиоты, вы можете подробнее узнать из ранее опубликованной нами статьи.

 

 

Кроме того, следует обязательно упомянуть о том, что в состав T8 Mit Up входят не только эллаготаннины, но и комплекс SibXP, включающий полипреноловые спирты, клеточный сок пихты и хвойную пасту CGNC. Эти вещества обладают выраженной антиоксидантной активностью. А как мы уже упоминали ранее, именно оксидативный стресс и является одной из самых частых причин повреждения митохондрий. Таким образом получается, что T8 Mit Up действует сразу по двум направлениям:

  1. С одной стороны, он связывает свободные радикалы, нейтрализуя их химическую агрессивность и, тем самым, не давая им окислять жиры и белки митохондриальных мембран.
  2. С другой стороны, этот продукт обеспечивает приток уролитина А, что способствует обновлению и восстановлению митохондриальных структур. А это, в свою очередь, важный фактор сохранения здоровья митохондрий и их функциональной активности, в том числе и энергоснабжения всего организма.

 

Когда стимуляция митохондриальной динамики будет особенно полезной?

Прежде всего, такая необходимость возникает у тех, кто подвергается повышенному риску повреждения митохондрий. К сожалению, сегодня к этой группе можно отнести практически всех жителей мегаполисов. Ведь на них нередко действуют один или даже несколько таких факторов, как:

  • нарушения рациона питания, а значит, и недостаточность питательных веществ для правильной работы митохондрий;
  • малоподвижный образ жизни и нарушение ритмов сна и бодрствования, что негативно сказывается на регуляции выработки энергии митохондриальным пулом;
  • острые и хронические стрессовые состояния, нарушающие нервную регуляцию энергосинтеза;
  • патологии желез внутренней секреции с неизбежным гормональным дисбалансом и эндокринной дисфункцией;
  • хронические заболевания дыхательной системы, которые приводят к кислородному голоданию митохондрий;
  • плохое экологическое состояние воды и воздуха, в которых присутствуют опасные концентрации различных токсинов, способных повреждать митохондрии на молекулярном уровне.

 

Все перечисленные факторы ухудшают работу митохондриального пула клеток. А это в конечном итоге приводит к энергетическому истощению организма и, более того, может становиться причиной развития множества заболеваний. В то же время слияние, деление и митофагия – основной механизм обновления и восстановления митохондрий. А потому периодический прием таких продуктов, как T8 Mit Up – эффективный и современный метод, обеспечивающий поддержание митохондриального здоровья.

Источники

  1. Ashrafi G., Schwarz T.L. The pathways of mitophagy for quality control and clearance of mitochondria. Cell Death & Differentiation. 2013, January, 20 (1): 31-42.
  2. Burke P.J. Mitochondria, Bioenergetics and Apoptosis in Cancer. Trends in Cancer. 2017, December, 3 (12): 857-870.
  3. Madreiter-Sokolowski C.T., Ramadani-Muja J., Ziomek G., Burgstaller S., Bischof H., Koshenov Z., Gottschalk B., Malli R., Graier W.F. Tracking intra- and inter-organelle signaling of mitochondria. Journal of Federation of European Biochemical Societies. 2019, November, 286 (22): 4378-4401.
  4. Nikoletopoulou V., Markaki M., Palikaras K., Tavernarakis N. Crosstalk between apoptosis, necrosis and autophagy. Biochimica et Biophysica Acta, 2013, 1833, 3448 – 3459.
  5. Pernas L., Scorrano L. Mito-Morphosis: Mitochondrial Fusion, Fission, and Cristae Remodeling as Key Mediators of Cellular Function. Annual Review of Physiology. 2016, 78: 505-31.
  6. Selma M.V., Beltrán D., Luna M.C., Romo-Vaquero M., García-Villalba R., Mira A., et al. Isolation of Human Intestinal Bacteria Capable of Producing the Bioactive Metabolite Isourolithin A from Ellagic Acid. Frontiers in Microbiology. 2017, 8: 1521.
  7. Tilokani L., Nagashima S., Paupe V., Prudent J. Mitochondrial dynamics: overview of molecular mechanisms. Essays in Biochemistry. 2018, July, 20, 62 (3): 341 - 360.
  8. Webb M., Sideris D.P. Intimate Relations-Mitochondria and Ageing. The International Journal of Molecular Sciences. 2020, October, 14, 21 (20): 7580.
  9. Yasmine J. Liu, Rebecca L. McIntyre, Georges E. Janssens, Riekelt H. Houtkooper, Mitochondrial fission and fusion: A dynamic role in aging and potential target for age-related disease. Mechanisms of Ageing and Development, Volume 186, 2020, 111212.
  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).
Опубликовано на правах рекламы.
Клиники в Москве
Похожие статьи