Я Вас удивлю, но ученым давно известен источник энергии в нашем организме. И есть ответы на вопросы: почему с возрастом энергии становится меньше, почему одни люди от рождения энергичны, а другие вялы. И есть ответ на самый главный вопрос: как продлить молодость.
В этой статье речь о митохондриях. Это сложный источник энергии в нашем организме, фактически батарейки. Они живут в клетках тканей (во всех, кроме эритроцитов) своей собственной жизнью.
Как бактерии-митохондрии проникли в наши клетки?
Ученые считают митохондрии отдельным организмом, бактерией, которая находится внутри клетки. Она поглощает питательные вещества нашего организма, перерабатывает их в энергию, поддерживая жизнь органов и тканей. Вот так она выглядит под микроскопом:
Как же так случилось, что в наши клетки попали бактерии? Начнем с того, что не всем бактериям для поддержания жизни необходим кислород.
Появление аэробных бактерий, способных использовать кислород для выделения энергии, стало настоящим эволюционным прорывом. Именно эти бактерии стали прародительницами митохондрий. Почему же это революционный прорыв? Да потому что бескислородный путь получения энергии из углеводов в 16 раз менее эффективен, чем кислородный. Этот путь был отброшен эволюцией и теперь почти все клетки не умеют производить энергию без кислорода. И только эритроциты, клетки крови, не имеют митохондрий и по старинке обеспечивают себя энергией через превращение белков и жиров в углевод глюкозу, которую "сжигают".
Ученые назвали древних простейших альфапротеобактериями. Каким то непостижимым образом 2 млрд лет назад произошло их слияние с анаэробными бактериями. Простейшие существа, получив источник энергии стали эволюционировать согласно теории Дарвина, превратившись в сложных существ: птиц, рептилий, млекопитающих, включая человека. За миллиарды лет современная митохондрия утратила способность к автономному существованию. Но у митохондрии остались собственная ДНК, и она способна делиться.
Что митохондрии "умеют делать"?
За миллиарды лет у митохондрий появилось много дополнительных функций:
- Обеспечение энергией.
Самая известная функция митохондрии - это производство энергии клетки в форме АТФ. Этот процесс называют циклом Кребса. Коротко это выглядит так: митохондрия поглощает аминокислоты, глюкозу и жирные кислоты, отрывает высокоэнергетические электроны от этих соединений, производя свободные активные радикалы с отрицательным зарядом.
Они управляют цепью окислительного процесса или "дыханием", притягивая и перекачивая положительно заряженные протоны в межмембранное пространство.
Далее процесс напоминает производство энергии в гидроэлекторостанциях: АТФ-синтаза словно ротор вращается под действием движущихся протонов, и, таким образом, производится наша жизненная энергия, называемая АТФ.
Синтез стероидных гормонов.
Митохондрия также играет роль в синтезе стероидных гормонов, таких как кортизол и альдостерон в надпочечниках, тестостерон в яичках, а также прогестерон и эстрадиол в яичниках. Этот синтез производится из холестерина.
- Гомеостаз кальция.
Также участвует в регуляции концентрации кальция внутри клетки. Кальций сам по себе играет очень важную роль в функциях митохондрий.
- Клеточный апоптоз.
Наконец, митохондрии необходимы для апоптоза клеток, то есть для их запрограммированной гибели. При определенных условиях, таких как, например, чрезмерный окислительный стресс, процесс начинается с повышения проницаемости ее мембраны, что приводит к набуханию и разрыву ее наружной оболочки и выходу в клетку цитохром С, который приводит к самоубийству клеток или апоптозу.
Снижение продукции митохондриального АТФ лежит в основе многих болезней, а также процессов старения.
Что влияет на работу митохондрии?
Окислительный стресс
Митохондрии являются основным внутриклеточным источником активных форм кислорода (АФК), которые необходимы для создания потока протонов. Но если баланс между продукцией активных форм кислорода и их разрушением будет нарушен, разовьется окислительный стресс.
К сожалению, производство энергии (АТФ) уменьшается с увеличением количества свободных радикалов. Существует ряд исследований, доказывающих связь между митохондриальным окислением и процессом старения.
Избыточные свободные радикалы повреждают сами митохондрии, изменяя их генетический код. Таким образом, с годами митохондрии производят все меньше энергии и все больше радикалов, которые будут поражать все компоненты клетки.
Это основная причина того, что в 80 лет вы чувствуете себя более усталым, мышцы и кожа более дряблые, а мозг работает хуже чем в 20 лет.
Когда митохондрия становится совсем старой, клетка может ее убить, а митохондрии, в свою очередь, регулируют процесс апоптоза (ликвидирования) у недееспособных и старых клеток. На их место приходят новые, молодые клетки, которые хорошо выполняют свои функции.
Но избыток свободных радикалов нарушает этот процесс самоочистки организма. Из запускается порочный круг: нарушаются механизмы апоптоза - увеличивается количество свободных радикалов, митохондрии производят меньше энергии, их самих становится меньше. А внутри нас запускаются процессы воспаления, повреждения ДНК клеток, сил ощутимо меньше, возникают полипы, опухоли, злокачественные новообразования.
Лекарства
Некоторые лекарства негативно влияют на состояние митохондрий. Ниже в таблице приводится список препаратов, отрицательное влияние на работу митохондрий которых доказано.
Как увеличить количество энергии организма?
Способ 1. Увеличиваем количество митохондрий
Как нетрудно догадаться, чем больше митохондрий — тем больше вырабатывается энергии в виде АТФ. Поэтому сейчас активно разрабатываются вещества, стимулирующие биогенез митохондрий.
Некоторые такие вещества уже известны, например, Пиоглитазон и Росиглитазон, применяемые для лечения диабета, показали себя с новой стороны — они способны увеличивать количество митохондрий.
Некоторые растительные экстракты обладают схожим действием, например, ресвератрол. Сейчас он очень активно исследуется, но продается пока только как БАД.
Также на биогенез митохондрий влияет витамин В3, он же никотиновая кислота, од же ниацин. Вещество отвечает в организме за несколько функций: вырабатывает нейротрансмиттеры – биологические активные соединения, передающие сигналы от мышц к нервным клеткам. Физическое и нервное истощение возникает из-за нехватки В3.
Способ 2. Уменьшение количества свободных радикалов
Свободные радикалы или АФК (активные формы кислорода) можно нейтрализовать. Для этого стареющему организму необходимы в больших количествах антиоксиданты (антиокислители). Антиоксиданты в большом количестве содержатся в растительных и морских продуктах.
Бета-каротин ( предшественник витамина А) блокирует свободные радикалы, стимулирует иммунную систему. Источники β-каротина - все желтые и оранжевые овощи и фрукты. Морковь, абрикосы, курага, шиповник, шпинат, петрушка, салат, тыква, помидоры, ягоды облепихи. Каротин в организме может откладываться про запас на срок до года. Поэтому осенью создаем запас этого важного вещества в организме.
Витамин С - мощный антиокислитель, увеличивает метаболизм холестерина и нормализует свёртываемость крови. Витамином С это смородина, шиповник, сладкий перец, капуста, петрушка, апельсины, лимоны, клубника и др. Рекордное количество витамина С содержится в незрелых плодах грецких орехов. Желательно есть все это в необработанном виде, так как витамин С разрушается при тепловой обработке.
Витамин Е (ά –токоферол) тормозит образование свободных радикалов, поддерживает активность иммунной системы, укрепляет стенки капилляров, продлевает срок жизни эритроцитов, предотвращая развитие анемии, снимает мышечные судороги, предотвращает появление старческой пигментации. Одна столовая ложка подсолнечного нерафинированного масла содержит суточную потребность организма в этом витамине. Можно получать его из семян, яиц, печени, орехов.
Мощнейшие антиокислители содержаться в чесноке и луке.
---------------
Для полноты информации напишу, что существуют пищевые добавки, БАДы, и даже скомпонованные «митохондриальные коктейли». Одни наборы содержат моногидрат креатина, витамин C, витамин E, альфалипоевую кислоту, тиамин (витамина B1), рибофлавин (B2), ниацин (B3), Lкарнитин. В состав других коктейлей входят D-рибоза, пирролохинохинон (PQQ), магний и среднецепочечные жирные кислоты. НО! Необходимо проконсультироваться в лечащим врачом или нутрициологом перед их употреблением.
Способ 3. Устраните основные причины повреждения митохондрий
Исключите рафинированные продукты, которые являются митохондриальными «убийцами». Ешьте меньше и лучше. Средиземноморская диета - отличный вариант для поддержания энергии и источник сил. Меньше сахара и других "пустых" углеводов.
Способ 4. Регулярная физическая активность.
С возрастом люди, как правило, используют больше глюкозы и меньше жира во время упражнений, чем молодые. Однако упражнения на выносливость увеличивают дыхательную способность, снижают выработку глюкозы и увеличивают окисление жиров, что корректирует или компенсирует в некоторой степени возрастные изменения.
Один из лучших способов увеличить энергию и количество митохондрий — это так называемые ВИИТ-тренировки (высокоинтенсивные интервальные тренировки), которые характеризуются короткими и очень интенсивными тренировочными импульсами.
Исследование Университета Макмастера в Канаде подтвердило очевидное: если вы мало двигаетесь, количество ваших митохондрий уменьшается, если вы много занимаетесь спортом, оно увеличивается. Таким образом, люди, которые регулярно тренируются, помимо прочего, имеют больше энергии. Тренировки HIIT предъявляют самые высокие требования к телу с точки зрения производства энергии и митохондрий, что, в свою очередь, означает, что тело создает больше митохондрий.
Способ 4. Нормализуйте сон
Клетки и митохондрии восстанавливаются ночью. Исследования показывают, что у нас может быть значительно меньше энергии и работоспособности, если мы спали менее 6 часов. Независимо от того, спортсмен вы или офисный спортсмен, без хорошего сна ваши клеточные электростанции не могут нормально работать.
Способ 5. Закаливание холодом
Тренировка холодом (закаливание) подвергает наше тело новым раздражителям и тренирует его до клеточного уровня. Исследования показывают гормональные и медицинские преимущества холодовых тренировок для митохондрий. Ваши митохондрии станут размножаться быстрее, старые будут отмирать, а окисление жиров в бурой жировой ткани улучшится.
Эта жировая ткань особенно выражена у младенцев, уменьшается во взрослом возрасте. В отличие от белой жировой ткани, эта жировая ткань имеет большое количество митозов, которые непосредственно окисляют жир и тем самым выделяют тепло.
Способ 6. Интервальное голодание
Ограничение поступления калорий рассматривается исследователями как один из немногих способов прожить дольше. Дело в том, что из-за диетических ограничений старые митохондрии умирают и образуются новые. Даже интервальное голодание, то есть ограничение пищи в течении 10-14 часов в сутки, принесет положительный результат.
НО! Посоветуйтесь с врачом, чтобы выбрать оптимальный для себя вариант голодания.
Выводы:
Изменяя образ жизни, можно улучшить свои митохондрии без особых сложностей. Наиболее важными являются три аспекта образа жизни, за которыми стоит следить: 1 — питание, 2 — физическая активность, 3 — вредные привычки.
Например, интервальное голодание в течение 8–10 часов оказывает положительный эффект на состояние митохондрий. То есть, фактически, если не есть ночью, этого вполне достаточно, чтобы немного улучшить собственные митохондрии.
Источник жиров — еще один немаловажный аспект, который следует учитывать. Например, насыщенные жиры, характерные для фастфуда, и полиненасыщенные жиры из рыбы или нерафинированного оливкового масла совершенно по-разному влияют на работу митохондрий (выбор очевиден).
Неожиданный эффект дает «переключение субстратов» (с углеводов на жиры и обратно), потому что развивает так называемую метаболическую пластичность митохондрий
Да прибудет с вами сила!
Источники: здесь, здесь, и здесь.