2. Наши публикации
3. Здоровье
4. Книга "Эгоистичная митохондрия"

Книга "Эгоистичная митохондрия"

Мечта любого человека – оставаться молодым как можно дольше. Мы не хотим стареть и болеть, боимся всегое — рака, болезни Альцгеймера, инфаркта, инсульта… Пора разобраться, откуда берется рак, есть ли связь между сердечной недостаточностью и болезнью Альцгеймера, бесплодием и потерей слуха. Почему антиоксидантные добавки иногда приносят больше вреда, чем пользы? И главное: можем ли мы жить долго и без болезней и если да, то как? В нашем организме работают крошечные «энергетические станции» — митохондрии. Именно они отвечают за наше здоровье и отличное самочувствие. Когда они работают хорошо, мы не испытываем недостатка в энергии. А когда плохо – страдаем от заболеваний. Доктор Ли Ноу открывает тайну — заболевания, которые кажутся несвязанными между собой на первый взгляд: диабет, рак, шизофрения, хроническая усталость, болезнь Паркинсона и другие — имеют общую природу. Сегодня нам известно, как улучшить работу митохондрий, обеспечивающих организм энергией на 90%. В этой книге вас ждет актуальная информация о питании, образе жизни, кетогенной диете и добавках, которые возвращают здоровье митохондриям, а, следовательно, и нам. «В журналах и интернете постоянно встречается информация о супер диетах и БАДах, которые помогут похудеть в короткие сроки и сохранить молодость. Неподготовленному читателю часто сложно разобраться, где правда, а где вымысел, что полезно, а что может нанести организму непоправимый урон. Эта книга поможет вам понять природу вещей и разобраться в данном вопросе.» Василина Сергеева, научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии «Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова», Москва

Отдельные выдержки из книги:

Но что происходит с человеком, который регулярно поглощает много пищи и ведет сидячий образ жизни? Митохондрии его организма получают большое количество питательных веществ, но синтезируемая ими АТФ не используется клеткой. В этом случае обмен веществ замедляется при высокой концентрации АТФ, а в ЭТЦ образуются заторы из электронов. В результате избыток кислорода сочетается с множеством высоко реактивных электронов, что приводит к быстрому формированию супероксидов. Лавина свободных радикалов сметает антиоксидантную защиту и окисляет липиды митохондриальных мембран. В результате цитохром с (который в норме передает электроны от комплекса III к комплексу IV) отделяется от внутренней мембраны и попадает в межмембранное пространство. После этого перенос электронов по ЭТЦ останавливается полностью. Находящиеся выше затора комплексы ЭТЦ заполняются блокированными электронами, которые продолжают выпадать из цепи и формировать все новые свободные радикалы. В какой-то момент этот процесс достигает некоего порога, отверстия во внешней мембране митохондрии открываются – и начинается первая фаза клеточного самоубийства. Живой или мертвый: митохондриальный контроль жизни и смерти После выработки энергии наиболее важной функцией митохондрий является регуляция процесса умирания. Когда клетки нашего организма изнашиваются или им наносится невосполнимый ущерб, они совершают клеточный суицид, или апоптоз. Неполадки в регулирующих апоптоз механизмах влекут за собой серьезные последствия, одним из которых является возникновение злокачественной опухоли. Поэтому апоптоз представляет собой критически важный фактор целостности и правильной организации многоклеточного организма. Он контролируется митохондриями. С генетической точки зрения многоклеточные организмы состоят из идентичных клеток, выполняющих конкретные задачи во имя организма, включая и задачу самоликвидации. Такая ситуация уникальна в живой природе – ведь живые существа характеризуются врожденным желанием выжить любой ценой. Тогда возникает вопрос, как и когда клетки многоклеточного организма начали в большинстве случаев послушно подчиняться распоряжению центра совершить суицид ради благополучия целого организма? Вероятнее всего, этот процесс продолжался сотни миллионов лет, а в качестве проводников такого альтруистического поведения выступили митохондрии, без которых многоклеточные организмы были бы буквально нашпигованы опухолями и погибали бы от рака в самом начале своего развития. Чтобы жить в сообществе и пользоваться всеми его благами, люди должны согласиться на служение общему благу и на ущемление части своих прав. Злокачественные опухоли периодически возникают тогда, когда приговоренные к смерти клетки-эгоисты выходят из-под контроля и отказываются умирать. После этого они начинают лихорадочно делиться, не обращая внимания на последствия своих действий для всего клеточного сообщества. В итоге они убивают весь организм и, по зловещей иронии судьбы, погибают сами, исполняя вынесенный им изначально приговор. Чтобы предотвратить возникновение опухолей-убийц, жизнь в ходе своей эволюции наделила митохондрии властью управлять процессом цивилизованной смерти клеток. Они делают это, считывая сигналы из разных источников. Если целостная картина, возникающая на основе обработки множества сигналов, показывает, что клетка больше не способна к нормальному функционированию или не подчиняется парадигме общего блага, то митохондрии запускают программу ее самоуничтожения. Процесс начинается с активации определенных мембранных рецепторов и каскада реакций, вовлекающих в работу другие органеллы, которые называются эндоплазматической сетью (эндоплазматическим ретикулумом[11]). Центральным событием при многих формах регулируемой самоликвидации клеток является активация индуцирующих апоптоз каналов митохондрий (MAC) в результате конкретного стимулирующего воздействия. Открытие этих каналов делает внешнюю мембрану митохондрий чрезвычайно водопроницаемой, в результате чего она теряет электрический заряд и протонный градиент. Это приводит к лавинообразному росту числа свободных радикалов, которые окисляют липиды внутренней мембраны. Если же окисляется фосфолипид, то он может образовать соединение с комплексом IV, который в результате выпадает из своей позиции во внутренней мембране, что приводит к прекращению работы ЭТЦ. Атака свободных радикалов также высвобождает цитохром с (и другие молекулы), который соединяется с другими компонентами цитоплазмы, чтобы образовать апоптосомный комплекс[12] . Апоптосомный комплекс активирует ферменты клеточной смерти – каспазы. Как мы помним, цитохром с отвечает за перенос электронов от комплекса III к комплексу IV. В нормальных условиях цитохром с прикреплен к внешней стороне внутренней митохондриальной мембраны. Но отсоединившись от мембраны, он начинает выполнять вышеупомянутые функции. Вообще отсоединение цитохрома с от внутренней мембраны является ключевой стадией апоптоза, которая делает его необратимым. С научной точки зрения интерес вызывает тот факт, что даже микроинъекции цитохрома в здоровые клетки млекопитающих вызывают апоптоз, что представляет собой хороший пример народной мудрости: «Недоученный хуже неученого». В ЭТЦ существует два компонента, которые не являются комплексами: CoQ10 и цитохром с. CoQ10 (кофермент Q10) – очень полезный для здоровья лечебный продукт, и его, говоря языком медицины, восполняющее введение признано полезным во многих случаях. Но если мы поступим так же с цитохромом с (полагая, что он поможет переносу электронов от комплекса III к комплексу IV), то будем просто-напросто убивать себя (поэтому цитохром с никогда напрямую не вводится в здоровые клетки). После активации каспаз они методично разрушают клетку (расщепляя находящиеся в ней белки), которая ужимается и затем распадается на фрагменты, хотя ее органеллы до поры до времени остаются в относительной неприкосновенности (происходит формирование мембранных пузырьков (апоп-тозных телец), впоследствии поглощаемых фагоцитами). После этого близлежащие клетки или макрофаги полностью поглощают клеточные остатки и используют их компоненты в целях своей жизнедеятельности. При правильном ходе событий апоптоз – это хорошо организованный многоплановый процесс клеточного саморазрушения. Каждые сутки в человеческом организме самоликвидируется порядка десяти миллиардов клеток. Регуляция апоптоза – многоплановый процесс. Для того чтобы смертельный механизм был приведен в действие, необходимо пройти ряд этапов. Практически на каждом из них белкам-триггерам апоптоза противодействуют другие белки, выступающие в качестве предохранителей при ложной тревоге. Однако если каспазы активированы, то процесс уже не остановить. Несомненно, есть множество способов отправить клетке приказ умереть. Например, активированные иммунные клетки отправляют химические сигналы, чтобы инициировать апоптоз в злокачественных клетках, а также в клетках с ДНК, мутировавшей под воздействием ультрафиолетового излучения, внешних токсинов и загрязняющих агентов, вирусов и бактерий, физических стрессов и травм, воспалений и т. д. Все эти триггеры запускают каспазный каскад. Другими словами, все пути клеточного самоубийства в итоге сходятся в одной точке на стадии активации каспаз, которые приводятся в действие лавинообразным ростом числа свободных радикалов, вызванным деполяризацией внутренней митохондриальной мембраны и отсоединением от нее цитохрома с. Результаты огромного количества исследований говорят о том, что апоптоз исполняет не только функции пресечения роста раковых клеток и контроля деления обычных клеток, но и является ключевым процессом во всей живой природе. Во время развития человеческого эмбриона гибнет больше 80 % нейронов его головного мозга (такого рода массовое вымирание можно сравнить с запрограммированной клеточной гибелью ооцитов у человеческого эмбриона женского пола). Гибель этих нейронов позволяет мозгу создать оптимально работающие матрицы специфических функциональных связей между оставшимися нейронами. Если бы не процесс апоптоза, то в мозгу эмбриона могли бы установиться необычные связи между разными областями, которые в нормальной ситуации не взаимодействуют друг с другом напрямую. Случаи формирования такого рода нейронных связей, по мнению некоторых исследователей, объясняют тот факт, что люди с высокофункциональным аутизмом видят тот или иной цвет или испытывают определенные эмоции при восприятии конкретных цифр[13] . Лэйн в своей книге приводит в качестве примера формирование пальцев на наших руках. В процессе развития кисти эмбриона апоптоз удаляет клетки между будущими пальцами. Если бы этого не происходило, то наши руки напоминали бы лягушачьи лапки. Формирование тела идет по пути удаления лишнего, а не добавления недостающего. В отличие от апоптоза, некроз клеток – это процесс, при котором клетки воспаляются, набухают и разрываются, а органеллы разрушаются. Некроз может начаться с открытием канала во внутренней мембране митохондрии. Этот канал называется митохондриальной порой (mPTP). Недавно исследователи открыли третий, промежуточный, вид гибели клетки – не-кроптоз, сочетающий в себе запрограммированность апоптоза и морфологические признаки некроза. В ходе некроптоза также задействована mPTP. Изучение механизмов клеточной смерти само по себе сложное дело. К тому же результаты недавних исследований еще больше запутывают ученых, показывая, что некроз следует за апоптозом и наоборот, так что кажется, что эти независимые клеточные процессы происходят одновременно. Однако независимо от пути, ведущего к гибели клетки, митохондрии играют в нем центральную роль.

Митохондриальная теория старения

Согласно теории Линана, именно вызванное мутациями митохондрий биоэнергетическое увядание является основным фактором дегенеративных болезней и старческой немощности. Результаты современных исследований говорят о том, что митохондрии – ключ к клеточному старению и базовый источник витальности клеток, что подтверждает сформулированные Линаном идеи. 

Популяция митохондрий находится в состоянии переменчивости. Они делятся, если дефицит энергии является сравнительно умеренным и клетка может починить в наименьшей степени поврежденные митохондрии, тогда как безнадежно мутировавшие вымирают. Последние подвергаются управляемому изнутри распаду (речь идет о митохондриальной версии апоптоза – митофагии), а их компоненты вновь вводятся в жизнедеятельность клетки. В наибольшей степени поврежденные и дисфункциональные митохондрии жизнь постоянно стремится с корнем вырвать из популяции генераторов клеточной энергии. Большинство клеток теоретически может бесконечно продлевать свою жизнь, постоянно восполняя дефицит жизненной силы. Возможно, вы решили, что нами найден источник вечной молодости. К сожалению, если бы все было так просто, все взрослые люди находились бы в биологическом возрасте, соответствующем двадцати с хвостиком годам. Но это только мечты. В то время как жизнь способна выносить за скобки самые серьезные мутации митохондрий, с возрастом наши «крошечные электростанции» все равно изнашиваются, и у нас нет средств (во всяком случае, естественных), чтобы это исправить. Может быть, в будущем человечество научится извлекать спящие неповрежденные митохондрии из стволовых клеток и направлять их в каждую другую клетку организма, но сейчас мы находимся от этого достаточно далеко. Тем не менее уже сейчас мы можем замедлять процесс старения и отсрочивать или даже предотвращать болезни, возникающие в результате постепенного увядания митохондрий. 

Саму книгу в электронном виде мы разместили на нашем сайте. Как найти книгу на сайте: Зайти в раздел "О нас", открыть рубрику "Архив журналов" , просмотреть подборку журналов и найти книгу, нажать на обложку и откроется  текст книги в формате pdf

Или просто пройти по ссылке:

https://www.anapatravelnotes.com/files/magazine/27/6e0bd4d4bba73faf1e419ba2382437bb.pdf

Роль митохондрий в клетках организма человека

Митохондрии — это органеллы, расположенные в цитоплазме большинства клеток, за исключением эритроцитов. Их главная функция заключается в обеспечении клеток энергией через процесс окислительного фосфорилирования, который включает перенос электронов по мембране митохондрий. Помимо энергетического обмена, митохондрии участвуют в синтезе стероидных гормонов, нейромедиаторов и регуляции клеточной гибели (апоптоза), что важно для обновления тканей.

Митохондрии содержат свою собственную ДНК (мтДНК), которая передается по материнской линии. Нарушения в этих генах могут привести к развитию различных патологий. Например, синдром MELAS (mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis, strokelike episodes) характеризуется острыми эпизодами, напоминающими инсультоподобные эпизоды, что значительно ухудшает состояние пациента. Также возможны проявления, такие как гипотония, атаксия и когнитивные расстройства, которые могут быть симптомами митохондриальных заболеваний.

Что такое митохондриальные заболевания

Митохондриальные заболевания — это группа расстройств, которые возникают из-за нарушений в функционировании митохондрий. Эти заболевания могут быть как наследственными, так и вторичными, в зависимости от типа мутаций. В большинстве случаев митохондриальные болезни приводят к снижению уровня энергии в клетках, что особенно влияет на органы и ткани с высокими энергетическими потребностями, такие как мозг, сердце и мышцы. Среди наиболее известных форм митохондриальных заболеваний можно выделить синдромы MELAS, MERRF и синдром Кернса-Сейра.

Митохондриальные заболевания могут также проявляться более специфическими симптомами, такими как птоз, ретинит и мигрени, а также нарушениями работы сердечно-сосудистой системы. Эти расстройства требуют лечения, направленного на восстановление нормального функционирования митохондрий, что может улучшить общее состояние пациента.

Основные симптомы и клинические проявления

Митохондриальные расстройства имеют широкий спектр симптомов, включая мышечную слабость, быструю утомляемость, повышенную чувствительность к физическим нагрузкам, судороги и птоз. Также могут наблюдаться нарушения в функционировании нервной системы, такие как энцефалопатия и когнитивные расстройства. Поскольку митохондрии играют важную роль в энергетическом обмене, ткани, особенно чувствительные к дефициту энергии, такие как мышцы, мозг и сердце, страдают от этих нарушений.

В случаях, когда нарушается функционирование митохондрий, пациенты могут столкнуться с миопатией или нейродегенеративными заболеваниями, такими как атаксия, птоз и потеря зрения. Для диагностики таких заболеваний часто используются лабораторные методы, такие как генетическое тестирование и нейровизуализация, которые помогают выявить мутации и оценить степень повреждений.

Диагностика митохондриальных заболеваний: методы и подходы

Выявление митохондриальных заболеваний часто представляет собой сложную задачу и требует участия специалистов разных направлений. Для постановки точного диагноза используется несколько основных методов:

• Молекулярно-генетическое исследование. Этот метод включает в себя определение мутаций в митохондриальной ДНК (мтДНК) и ядерных генах, которые кодируют митохондриальные белки. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Reviews Genetics (2018), у большинства пациентов с клиническими признаками митохондриальных заболеваний обнаруживаются различные мутации мтДНК, включая точечные мутации и делеции (утрата фрагментов ДНК).
• Биохимические анализы. Оценка активности ферментов дыхательной цепи, а также измерение уровней лактата и пирувата в крови и спинномозговой жидкости. Например, повышенные уровни лактата могут свидетельствовать о нарушениях в процессе окислительного фосфорилирования митохондрий.
• Морфологическое исследование тканей. Биопсия мышечной ткани с последующим анализом структуры митохондрий под микроскопом. При синдроме MERRF, например, можно обнаружить характерные «рваные красные волокна» в мышечных клетках.
• Инструментальные методы. Такие технологии, как магнитно-резонансная томография (МРТ), МР-спектроскопия, электрокардиограмма (ЭКГ), эхокардиография (ЭХО-КГ) и электроэнцефалография (ЭЭГ) помогают выявить изменения в структуре и функциональности различных органов и систем организма.

Своевременная и точная диагностика играет ключевую роль, поскольку правильная оценка генетических и биохимических данных помогает определить оптимальную тактику лечения и прогнозировать развитие заболевания.

Методы лечения и профилактики

На данный момент лечение митохондриальных заболеваний в основном направлено на коррекцию метаболических нарушений и облегчение симптомов. Применяются препараты, такие как коэнзим Q10, L-карнитин, а также витамины и антиоксиданты, которые помогают улучшить работу митохондрий. Поскольку патогенез этих заболеваний еще не полностью установлен, лечение требует комплексного подхода, чтобы уменьшить симптомы и замедлить прогрессирование болезни.

Коэнзим Q10

Коэнзим Q10 (убихинон) – жирорастворимая молекула, участвующая в транспортировке электронов по дыхательной цепи митохондрий. Он также выполняет антиоксидантные функции, повышает продукцию АТФ и стабилизирует кальциевые каналы. Применение коэнзима Q10 (300–1500 мг/сут) эффективно при дефиците убихинона и митохондриальных заболеваниях, таких как синдромы MELAS и MERRF. Его высокие дозы (600 мг дважды в день) снизили уровень лактата у больных с синдромом MELAS, хотя эффект был краткосрочным. Препарат также полезен при ишемической болезни сердца, улучшая артериальное давление и физическую работоспособность. В России коэнзим Q10 зарегистрирован как безрецептурный препарат Кудевита®, что облегчает его использование в лечении.

L-карнитин

L-карнитин участвует в переносе жирных кислот в митохондрии для их окисления и синтеза АТФ. Он также регулирует метаболизм жирных кислот и способствует кетогенезу, обеспечивая дополнительные энергетические ресурсы. Карнитин эффективен при дефиците и других заболеваниях, сопровождающихся снижением его уровня в организме. Применение L-карнитина при митохондриальных заболеваниях улучшает состояние пациентов, например, при первичном дефиците карнитина.

Креатин

Креатин моногидрат улучшает энергетический обмен в митохондриях и используется в спортивной медицине. Он показал эффективность в лечении синдромов Лея, MELAS и других митохондриальных болезней, улучшая мышечную силу и снижая уровень лактата после нагрузки. Однако некоторые исследования не подтвердили его клиническую эффективность.

Дихлорацетат

Дихлорацетат активирует пируватдегидрогеназу и изучается как средство для лечения митохондриальных заболеваний. Применение дихлорацетата показало снижение уровней лактата и пирувата, улучшая функции митохондрий и биохимию в клетках. Однако препарат может вызвать периферическую полиневропатию при длительном применении.

Янтарная кислота

Сукцинат эффективен при нарушениях тканевого дыхания и применяется при недостаточности I дыхательного комплекса и синдроме MELAS. Длительная монотерапия сукцинатом может быть полезна, но её целесообразность в хронических расстройствах остаётся спорной.

Фолиевая кислота

Фолиевая кислота (витамин B9) необходима для деления клеток и эффективна при синдроме Кернса-Сейра, улучшая клинические показатели при дозах 1–2,5 мг/кг.

L-аргинин

L-аргинин используется для лечения кардиомиопатии при синдроме MELAS, улучшая сосудистые функции и снижая симптомы сердечно-сосудистых нарушений.

Другие вещества

Витамины E, C, липоевая кислота, глутатион, рибофлавин и тиамин положительно влияют на клеточный энергообмен, хотя их эффективность в лечении митохондриальных заболеваний пока не доказана. В исследованиях рассматриваются и другие перспективные препараты, такие как антиоксиданты, митохинон и препараты для улучшения митохондриального биогенеза.

Также рекомендуется использование диетотерапии, например, диет с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров, что помогает улучшить энергетический обмен. Регулярные медицинские осмотры также крайне важны для контроля состояния пациента, и рекомендуется соблюдать план лечения, который должен быть адаптирован в зависимости от конкретных особенностей заболевания.

Значение ранней диагностики и комплексного подхода

Раннее выявление митохондриальных заболеваний имеет решающее значение для успешного лечения и предотвращения серьезных осложнений. Если у пациента появляются признаки нарушений в нервной или сердечно-сосудистой системе в молодом возрасте, важно провести генетическое тестирование для точной диагностики. Это особенно важно для семей, в которых уже есть случаи митохондриальных заболеваний. На основе таких данных можно разработать план лечения, который поможет замедлить прогрессирование заболевания и улучшить качество жизни пациента.

Заключение

Митохондриальные заболевания представляют собой сложную группу расстройств, требующих точной диагностики и комплексного подхода к лечению. Несмотря на то, что полностью излечить эти заболевания в настоящее время невозможно, современные методы диагностики и лечения помогают значительно улучшить прогноз и качество жизни пациентов. Раннее диагностика и своевременное вмешательство являются ключевыми для повышения шансов на успешное лечение и сохранение высокой степени независимости.

https://revital.ru/balashiha/articles/mitokhondrialnye-zabolevaniya/