Как сделать модель митохондрии

Обновлено: 04.07.2024

Откуда ты взялась?

Митохондрия когда-то была бактерией, но примерно 2 500 миллионов лет назад ее проглотил предок эукариотической (то есть содержащей ядро) клетки, и с тех пор они живут с нами. Точнее — в нас. Так гласит теория симбиогенеза, которой в прошлом году исполнилось 50 лет. Ее подтверждают многие особенности строения митохондрий — например, у них две мембраны разного состава (снаружи — клеточная, а под ней еще одна — бактериальная). А если забраться под них, то внутри можно найти характерные для бактерий рибосомы (они меньше, чем эукариотические) и свернутую в кольцо ДНК. Впрочем, никто не знает точно, как именно и зачем бактерия — будущая митохондрия — оказалась внутри клетки. Возможно, такое сожительство было чем-то выгодно для обеих.

Недавно ученые взяли дрожжи (эукариот) и кишечную палочку (прокариот) и заставили первых проглотить вторую. Правда, для этого пришлось сделать так, чтобы они не могли выжить друг без друга. Бактерий лишили гена, отвечающего за производство витаминов, а дрожжам удалили митохондрии, чтобы они не могли получать энергию. Гибридные клетки, образовавшиеся после поглощения бактерий, были вполне жизнеспособны. Однако это лишь модель, и мы все еще не знаем, каким путем двигалась эволюция на самом деле.

Куда ты подевала гены?

За то время, что эукариотическая клетка и митохондрия живут вместе, они окончательно лишились своей автономности. И если без энергии, поставляемой митохондриями, клетка существовать может (хотя полностью безмитохондриальных эукариот все равно мало), то бывшая бактерия превратилась в полностью зависимое от хозяина существо. В геноме наших, человеческих, митохондрий, осталось всего 37 генов, остальные же либо потерялись за ненадобностью, либо перекочевали в ядро. Как именно гены перемещались по клетке, точно никто не знает — мы можем только догадываться.

Не ты ли меня старишь?

Теорий старения люди успели придумать несколько сотен, из них множество так или иначе связаны с митохондриями. Одни полагают, что митохондрии изнашиваются с годами, поэтому клетки получают все меньше и меньше энергии. Другие, напротив, утверждают, что митохондрии в течение жизни работают слишком активно. При этом они потребляют слишком много кислорода, а он уже, в свою очередь, вызывает образование свободных радикалов и повреждения внутриклеточных молекул. Третьи же винят во всем апоптоз — программу клеточной гибели: мол, ее запускают белки из внутренней мембраны митохондрий. Этот способ умереть в нашу жизнь тоже привнесла предковая симбиотическая бактерия. У них есть собственные программы апоптоза и белки, похожие на наши. Со временем гены апоптоза переселились в наше ядро, а программа стала работать на уровне целой клетки. Правда, подробности этого перехода все еще неизвестны.

Зачем тебе теломераза?

Теломераза — еще один белок, популярный среди исследователей старения. Ее основная функция — достраивать концы ДНК, которые укорачиваются при каждом делении клетки. У человека теломераза активна только в стволовых клетках, поэтому многие винят именно ее в том, что с возрастом ткани обновляются хуже. Однако не так давно теломеразу обнаружили и в митохондриях, причем не отдельные молекулы, а 20% всей теломеразы клетки. Что она там делает — большая загадка, ведь митохондриальная ДНК свернута в кольцо, концов не имеет и потому теломеразе там заняться, казалось бы, нечем. Тем не менее под действием теломеразы митохондрии расходуют кислород экономнее и меньше повреждаются. А мыши, у которых теломеразы в митохондриях много, лучше восстанавливаются после инфаркта.

Кому ты достанешься?

До этого дня официально считалось, что митохондрии наследуются только по материнской линии. Это связано с тем, что при оплодотворении яйцеклетка превращается в зародыш целиком, вместе со всеми органеллами, а сперматозоид привносит только генетический материал и одну из центриолей (часть клеточного скелета, образующую полюс делящейся клетки). Вместе с митохондриями зародыш наследует и мутации в их ДНК — отсюда ряд генетических заболеваний, передающихся только от матери, например синдром Лея (проявляющийся в основном в нервной системе) или диабет и глухота. Но в свежей статье, появившейся в журнале PNAS, описаны несколько случаев наследования митохондрий от отца.

Все началось с ребенка, который попал в генетическую клинику с подозрением на митохондриальное заболевание. Он страдал хронической усталостью, слабостью и мышечными болями. Эти симптомы нередко указывают на то, что митохондрии в мышцах не производят достаточно энергии. Однако его мать ничего подобным не болела. В процессе секвенирования митохондриальной ДНК выяснилось, что в клетках ребенка одновременно живут два типа митохондрий, материнские и отцовские. Это явление называют гетероплазмией, и его удалось обнаружить еще в нескольких семьях.

Вас много — как вы уживаетесь вместе?

В каждой клетке человека митохондрий очень много. Их могут быть сотни и тысячи. Если они все генетически идентичны, то никакой конкуренции между ними нет. Но при оплодотворении какая-то часть из этих тысяч митохондрий сперматозоида все же оказывается внутри яйцеклетки. И здесь начинается настоящая битва. К сожалению, мы до сих пор не знаем, как именно материнским митохондриям человека удается одержать верх над отцовскими. У большинства живых организмов это тоже так, но победы куются разными способами. В одних клетках отцовские митохондрии поглощаются пищеварительными вакуолями, в других — разрушаются путем аутофагии.

Тем не менее можно предположить, что ядерные гены, ответственные за этот процесс, могут мутировать, и тогда в зародыше отцовские митохондрии будут выживать. Правда, одной мутацией здесь, скорее всего, не обойтись. Отцовских митохондрий, даже если они избегают уничтожения, в оплодотворенной яйцеклетке все равно очень мало (около 0,1% от всего количества). Но раз их повреждения проявляются у ребенка и оказывают серьезное влияние на здоровье, значит, они должны были как-то размножиться. То есть в самой митохондриальной ДНК отца должны быть еще какие-то мутации, которые позволяют этим органеллам избирательно размножаться и захватывать все больше клеточного пространства.

Можно ли от тебя избавиться?

Молекулярный биолог — о том, что такое митохондрии, как они влияют на процессы старения и чем питаться, чтобы жить долго.

Валерий Полуновский,
руководитель отдела разработки ДНК-тестов в компании MyGenetics

Старение — процесс сложный, запутанный и до сих пор изученный не до конца. Он запускается еще до того, как мы замечаем на лице первые морщины: один из его основных механизмов — старение клеток, из которых, собственно, и состоит весь наш организм, от кожи, ногтей и волос до внутренних органов. Со временем клетки перестают делиться, отмирают и больше не работают, как положено.

Спорт и, в особенности, тренировки на выносливость увеличивают количество митохондрий в клетках человека.
Митохондрии играют ключевую роль в работе самых энергоемких клеток нашего мозга — пирамидальных нейронов.
После 30 лет митохондрии начинают снижать свою продуктивность примерно на 50%.
С нарушением функции митохондрий ассоциируют как некоторые онкологические заболевания, так и процессы старения в организме.

Как связаны митохондрии, Альцгеймер и диабет

Производство энергии в митохондриях возможно только при участии кислорода, а это значит, что оно неразрывно связано с процессами окисления. Когда-то очень давно для многих организмов кислород был токсичным веществом. До сих пор он может приводить и к разрушению самих органелл. Из-за него их количество в организме начинает постепенно сокращаться: митохондрии повреждаются, работают хуже, а в митохондриальной ДНК появляются мутации, которые способствуют развитию дисфункции, систематическому нарушению выработки энергии и синтеза биологических веществ.

Митохондриальная дисфункция — одна из причин метаболических и нейродегенеративных заболеваний. В случае нейродегенеративных заболеваний мембраны клеток, содержащих митохондрии, начинают повреждаться, образуя сложные агломераты белков, сахаров и жирных кислот. Рано или поздно клетка перестает справляться с утилизацией этих веществ и запускается процесс запрограммированной клеточной гибели — апоптоза. А это одна из причин развития болезни Альцгеймера.

Старение, кожа и свободные радикалы

Молодая здоровая кожа быстро справляется со свободными радикалами. Но с возрастом кожа начинает подвергаться окислительному стрессу и происходит быстрое разрушение структур кожи.

С возрастом митохондрии повреждаются и количество свободных радикалов увеличивается. Реактивные формы кислорода атакуют клеточные структуры и повреждают ДНК, что приводит к старению кожи, потере эластичности и тусклому цвету лица. Они становятся причиной артрита, катаракты, опухолей многих заболеваний сердца. Существует множество способов бороться с ними, и один из действенных — употреблять в пищу антиоксиданты, действие которых направлено на то, чтобы нейтрализовать негативные частицы. Необходимо добавить в рацион больше продуктов питания, богатых витаминами С и Е, флавоноидами, N-ацетилцистеином. Эти вещества связывают свободные радикалы, не позволяя повреждениям распространяться в клетках. Больше всего этих соединений содержится в свежих ягодах и овощах: в чернике, капусте, черносливе, гранате, смородине и грейпфруте. Также защиту организма от окислительного стресса поддерживают селен и коэнзим Q10. Первое вещество чаще встречается в морепродуктах: креветках и мидиях. Второе — в говядине.

В случае высокого риска окислительного стресса рекомендуется избегать контакта с загрязнителями, бытовой химией, выбирать отдых на природе и отказаться от курения, в том числе пассивного. Следует всегда защищать волосы от воздействия прямого солнечного света, а при уходе за волосами избегать использования веществ, содержащих перекиси.

Узнать больше о своих митохондриях и создать персонализированную программу для поддержания молодости и долголетия можно через данные, полученные в ходе ДНК-тестирования. Генетический анализ поможет определить наиболее частые причины повреждений в генах, участвующих в работе митохондрий, и подобрать персональную программу профилактики. Но есть некоторые общие рекомендации, которые советуют придерживаться многие врачи-специалисты по антивозрастной медицине.

Совет № 1. Сократить потребление сахара

Чтобы эффективность работы митохондрий не снижалась, необходимо поддерживать нормальный уровень сахара в крови, не допуская его резких колебаний. Да, на короткий срок митохондрии начинают работать быстрее из-за переизбытка глюкозы. Но, как ни странно, именно это играет с нами злую шутку. При переизбытке глюкозы образуется много свободных радикалов, которые повреждают митохондрии и нарушают работу всей клетки. Также страдают клетки, синтезирующие инсулин, в ходе чего запускается самоактивирующийся процесс развития сахарного диабета. Рацион питания, поддерживающий стабильный уровень глюкозы, благотворно сказывается на функции митохондрий.

Повышенный уровень сахара в крови не только опасен для здоровья в целом, но и отрицательно влияет на красоту и молодость нашей кожи. Гликирование — это модификация белков организма при взаимодействии их с сахарами. Постепенное накопление продуктов взаимодействия сахара и структурных компонентов нашей кожи приводит к старению. Чем их больше, тем более дряблой становится кожа, на ней появляются очаги воспаления. Образующиеся продукты гликирования не только теряют функциональность, но и медленно разрушаются.

Чтобы замедлить процессы гликирования, необходимо придерживаться в рационе продуктов с низким гликемическим индексом (это цельнозерновые крупы, бобовые культуры), а также избегать крахмалистых продуктов, содержащих скрытый сахар (газированные напитки, йогурты с сахаром, печенье).

Совет № 2. Придерживаться протокола ММТ

Митохондриальная метаболическая терапия или ММТ — это специализированный принцип питания, который основан на увеличении количества потребления жиров. Он разработан врачом Джозефом Мерколой. В основе этой системы лежит рацион с добавлением омега-3 жиров и умеренным количеством углеводов и белков, а также клетчатки. Правильные жиры не только благотворно влияют на работу митохондрий, защищают их от повреждений и возможной дисфункции, но и останавливают воспалительные процессы и высыхание кожи, увеличивая активность ее клеток.

Продукты, которые входят в протокол ММТ:

дикая рыба;
фермерское мясо;
авокадо;
натуральные растительные и животные масла;
семена льна и чиа;
орехи макадамии и кедра;
насыщенные жирами молочные продукты (сливки, молоко, сметана, сыры).

Особенность этого подхода заключается в смене основного источника энергии клетки. Вместо глюкозы клетка начинает более активно поглощать жирные кислоты с меньшей продукцией свободных радикалов. В силу избытка жиров такой рацион не подходит некоторым людям, также его нельзя использовать при сахарном диабете 1 типа из-за большого риска кетоацидоза.

Совет № 3. Запустить процесс аутофагии

Один из способов напрямую запустить процесс аутофагии — это голодание. Так организм начинает перерабатывать наименее важные структуры, потеря которых не является биологически важной. Процесс запускается примерно через 16 часов после последнего приема пищи и останавливается после скачка инсулина. Кроме того, есть несколько веществ, активирующих аутофагию. Например, физалин (физалис), ресвератрол (красный виноград), куркумин (куркума).

Совет № 4. Активизировать цикл Кребса

Цикл Кребса — ключевой биохимический цикл в наших клетках, в результате которого клетка получает большую часть энергии и вырабатывает необходимые для работы организма вещества. Для его активной работы нужны добавки, вовлеченные в этот процесс. Улучшить процесс производства энергии могут янтарная кислота, инозин, витамин B2 и B3, никотинамид. Для улучшения утилизации митохондриями жиров помогает L-карнитин. Достаточное потребление их в продуктах питания может сократить количество повреждений в митохондриях.

Совет № 5. Уделять внимание тренировкам и сну

Физические нагрузки способствуют увеличению объема и количества митохондрий. Тренировки повышают максимальное потребление кислорода, тем самым разгоняя обмен веществ. Именно они становятся главным стимулом для роста новых органелл. Однако важно соблюдать баланс в физических нагрузках, так как перетренированность может привести к повреждению клеток и необратимым изменениям в организме.

Для того чтобы увеличить количество митохондрий в своих мышцах, вам нужно будет понять для чего вы это делаете и с какой целью.

В противном же случае, все ваши усилия будут напрасными.

Обычно это мышцы рук или ног. Именно в них вам и нужно увеличивать количество митохондрий.

Потому что именно от этих самых мышц и будут зависеть все ваши результаты практически во всех ваших упражнениях. Я не знаю не одного упражнения, в котором не участвовали бы руки или ноги.

Поэтому это те мышцы, в которых вам следует работать над тем, чтобы увеличить в них общее количество митохондрий.

Сперва вам нужно понять, что же вообще вам даёт большое количество митохондрий в мышцах или как они образуются, для этого загляните в эту статью…

Ну, а если же вкратце, то большое количество митохондрий в мышцах дают как собственно силу, так и их выносливость и даже более быстрое восстановление после очень тяжёлых тренировок.

Своего рода это естественный стимулятор в наших мышцах, который активизируется при частой и интенсивной работе в зале.

Большое количество митохондрий в мышцах способствуют работе с большими рабочими весами, а также достижению новых силовых результатов.

Казалось бы, мелочь, но большое количество митохондрий, легко вам дадут +5 и даже +10 кг к вашим рабочим весам.

Неплохо, не так ли…

Вопрос в том, что же способствует увеличению этих самых митохондрий в мышцах?

Ответом на этот вопрос будет, очень тяжёлая, интенсивная, а также очень объёмная работа.

Чем чаще и объёмнее вы будете тренировать какую-то одну группу мышц, тем больше в ней будут образовываться этих самых митохондрий.

Поэтому, для того чтобы увеличить митохондрии в мышцах такая схема как 3х10 или 3х12 вообще никуда не годиться.

Когда вы выполняете большое количество повторений в (1) подходе, вам после этого приходиться отдыхать почти 3- 4 минуты между каждым подходом.

Наша цель это сократить время отдыха до 30-60 секунд. Всё что выше работает плохо.

В идеале отдых должен быть ещё меньше, но этого добиться очень трудно.

Поэтому нам нужно создать в мышцах как бы непрерывную и постоянную работу с (минимальным отдыхом) между каждым подходом.

Лучше всего работать в рамках 1 минуты и менее.

Где первое число, это время под нагрузкой, а вот второе это отдых до следующего подхода.

А вот что касается объёма, то я работаю по схеме 10 подх. х 5 повт. в тяжёлых базовых упражнениях или же 5 подх. х 10 повт. в изолированных упражнениях.

Отдых я корректирую по одной из вышеуказанной схеме, это может быть 20/10, если это не тяжёлое базовое упражнение, а также 30/30 или 40/20, если это какое-то тяжёлое-базовое упражнение.

Хотя в принципе, и то и другое одинаковое, и выполняется в рамках 1 минуты.

Можно работать также по другим схемам например 20/40 или как-то ещё. Главное делать это в рамках всего (1) минуты не более.

Стоит понимать что с таким отдыхом вы не сможете работать с большими весами, но нам этого и не нужно. Наша цель это нагнать кислород в мышцы.

Скажем так, дать нашим мышцам продышаться.

Для этого нужна средняя нагрузка, а также (короткий отдых) между вашими подходами и довольно-таки продолжительная работа в таком режиме.

Именно такая (схема тренировок), лучше всего способствует быстрому увеличению митохондрий в мышцах.

Хотя если продолжительное время заниматься по программе (по любой из программ), то (количество митохондрий) также будет постепенно у вас увеличиваться.

Вопрос только в том, насколько быстро вы хотите увеличить их количество в ваших мышцах. По обычным программам за 3 — 4 месяца или по интервальной программе за 2-3 недели.

И также вам нужно учитывать, что продолжительный отдых между тренировками очень быстро снижает их количество в ваших мышцах.

Одна-две недели бездействия или отдыха ведёт за собою их полное вымирание. И вам снова придётся начинать все свои тренировки сначала.

Зачем же говорить о митохондриях на электронных страницах портала о косметологии? Дело в том, что тема старения в последние годы упирается прямиком в митохондрии 1 .

Пролог в 2 млрд лет

Считается, что изначально митохондрии были бактериями-захватчиками. Они оккупировали другие клетки и сделали из них своеобразный гостевой дом. Случилось это примерно 1,5–2 млрд лет назад. Но это не был рейдерский захват. Митохондрии-прародители сохранили в захваченных ими клетках важный фрагмент собственного генома – митохондриальный (его организм наследует только от матери), и такой тесный контакт между двумя простыми клетками привел к возникновению на Земле сложных форм жизни.

Современных же митохондрий ученые открыли в 50-х годах XIX века. Тогда же стало считаться, что эти крошечные клеточные органеллы дают клеткам энергию. В одной клетке содержится около 300–400 митохондрий. В пересчете на человека их десять миллионов миллиардов.

Непростые отношения между митохондриями и клетками-хозяевами затрагивают разные аспекты жизни организма – производство энергии, размножение, клеточный апоптоз, заболевания, старение etc.

Недавно французские ученые представили исследование о влиянии митохондрий на метаболизм 2 . Они измерили температуру митохондрий, и оказалось, что она достигает 50 градусов по Цельсию. Хотя некоторые ученые открытие оспорили, общий вывод таков, что митохондрии горячее, чем считалось раньше. Какая здесь связь с метаболизмом? Чем больше митохондрий, тем выше выносливость организма и его активное состояние.

Токсичность кислорода и антиоксиданты

Что ученые не оспаривают (вроде как), так это влияние реактивных форм кислорода, или свободных радикалов, на продолжительность жизни и общее состояние здоровья. Предлагаемый щит – антиоксиданты, однако с ними не все однозначно, и как было не так давно показано, митохондрии и здесь сыграли свою роль.

Известный британский биохимик и специалист по митохондриям Ник Лейн считает, что антиоксиданты не могут увеличить продолжительность жизни, и могут даже оказать обратный эффект 3 .

В 2016 году гарвардский биолог Вамси Мутха с коллегами – еще одна группа увлеченных митохондриями – сообщили о некоторых необычных открытиях 4 . Они провели эксперименты на мышах с митохондриальной болезнью, похожей на синдром Ли. Оказалось, что за три месяца животные погибли от тяжелой нервно-мышечной дистрофии, аналогичной той, что есть у младенцев с таким заболеванием 5 .

Проблема у мышей была связана с тем, как они поглощали кислород. Если их помещали в гипоксическую камеру с малым количеством кислорода (аналогично высокогорьям Непала или Перу), то мыши чувствовали себя вполне нормально. Но когда их помещали в камеру, уровень кислорода в которой доходил до 55 процентов, они мучились и проживали едва месяц.

Вывод ученых был жесток: виноваты митохондрии. С ними что-то было не так. Но антиоксиданты ситуацию улучшить не помогли.

Упоминавшийся выше Ник Лейн с коллегами из Университетского колледжа Лондона изучала митохондрии у плодовых мушек с легкими несовместимостями в митохондриальных и ядерных генах. Некоторые из этих мушек едва могли летать, даже если им давали антиоксиданты. И такая проблема касалась только самок – им антиоксиданты не помогли, а некоторых даже убили. В случае же самцов с такой же несовместимостью генов антиоксиданты сработали – они повысили их фертильность 6 . Ученые пришли к выводу, что реакция на лекарственное средство могла зависеть от митохондриальных взаимодействий.

Из всех этих неожиданных взаимосвязей можно, подобно известному футурологу Ювалю Харари, сделать вывод о том, что митохондриальные открытия в будущем могут послужить во благо персонализированной медицины – БАДы строго по показаниям и согласно половому диморфизму вместе с персонализированными гентестами. Тема сегодня на пике популярности, и мы про нее скоро напишем.

Митохондрии и кожа

Обычно митохондриальные заболевания затрагивают метаболически активные ткани, такие как мышцы и мозг. Но примерно в середине 1990-х гг. исследователи обнаружили, что апоптоз регулируется не ядерными генами, как считалось раньше, а генами митохондрий. Выводы из этого открытия имели большую медицинскую значимость, так как неспособность клеток к своевременному апоптозу – главная причина рака. Теперь в фокусе исследований в области канцерогенеза находится не ядерный геном, а митохондриальный.

С появлением новых данных также выяснилось, что митохондрии являются жизненно важными регуляторами физиологии кожи. Митохондриальный метаболизм регулирует дифференцировку кератиноцитов, продуцируя митохондриальные активные формы кислорода (АФК), которые необходимы для распространения сигналов Notch и β-катенина, которые способствуют дифференцировке эпидермиса и развитию волосяных фолликулов 7 .

Митохондрии также играют роль в функции меланоцитов и пигментации. Проксибитин и комплекс V были идентифицированы как модуляторы пигментации, функционально их связали со многими важными клеточными процессами, включая старение и митохондриальный биогенез 8 .

Митохондриальные заболевания с поражением кожи

В исследованиях описано множество заболеваний с вовлечением митохондрий, многие из них очень редки, и мы не будем их затрагивать 12 . Поговорим о том, что может иметь актуальность для широких масс.

Как приручить митохондрии (и можно ли?)

Исследователи склонны к оптимизму. Уже есть примеры лечения тяжелых митохондриальных заболеваний при помощи переноса ооплазмы и пронуклеуса.

Были открыты и фармакологические агенты, защищающие митохондрии (например, миноциклин, никотинамид и циклоспорин А) и способные сдержать, например, вульгарную пузырчатку 17 .

Глюкокортикоиды тоже оказывали дозозависимое воздействие на функцию митохондрий. Длительное введение низких доз кортикостерона усилило окисление митохондрий и увеличило митохондриальный мембранный потенциал, тогда как высокие дозы ослабили их функцию и снизили уровни митохондриальных антиапоптотических белков 19 .

Ретиноиды также были способны индуцировать экспрессию митохондриальных генов. Сообщается, что помимо ядерных генов, гены, кодируемые митохондриями, регулируются ретиноевой кислотой. В клетках, лишенных ретинола, дыхание и синтез АТФ по умолчанию достигал базальных уровней 20 .

Биогенез и функцию митохондрий также можно регулировать с помощью эндогенных веществ, таких как гормоны и пептиды 21 . Некоторые из наиболее мощных соединений, участвующих в контроле энергетического метаболизма, – это гормоны тироидной оси, такие как ТРГ, ТТГ, тироксин Т3 и трийодтиронин Т4. И ТТГ, и ТРГ экспрессируются в коже человека и являются мощными регуляторами митохондриального биогенеза и, следовательно, проявляют активность в культивированном на органах нормальном эпидермисе человека.

Включение биоактивных молекул в продукты по уходу за кожей для запуска митохондриального биогенеза и повышения аэробного энергетического метаболизма в клетках дермы, может показаться привлекательной идеей, особенно для стареющей кожи со сниженной митохондриальной функцией. Однако этот подход может иметь и обратный эффект: увеличение доли дефектных митохондрий – богатого источника АФК – с более высокой массой может усугубить окислительный стресс и свести на нет проводимую коррекцию.

Тем не менее, некоторые соединения, используемые в наружных препаратах, такие как коэнзим Q10 (CoQ10) и никотинамид, действительно продемонстрировали благотворное влияние на митохондрии 22 , даже после УФ-облучения.

Были отмечены и приемы некоторых добавок. Интересно, что добавка креатина защищала от связанных со старением мутаций мтДНК в клетках кожи человека 23 . Креатин часто используется для терапии мышечных заболеваний.

Митохондрии являются основным показанием для назначения лабильного железа, что делает эти органеллы особенно чувствительными к окислительному повреждению при воздействии ультрафиолета A (UVA, 320–400 нм). В одной работе разработали гексадентатный хелатор железа, который воздействует на SS-подобные пептиды и, перемещаясь по митохондриям, защищает кожу от UVA-излучения 24 . Фотозащитный потенциал этого соединения против УФА-индуцированного окислительного повреждения и гибели клеток оценивали на культивируемых первичных фибробластах кожи. Результаты показали, что это соединение обеспечивает защиту от повреждения митохондрий, вызванного УФА, истощения аденозинтрифосфата и последующей некротической гибели клеток в фибробластах кожи. Открытие может стать прорывом в части фотопротекции.

Несколько исследований прямо или косвенно связали митохондриальную дисфункцию как с хронологическим, так и с фотостарением кожи.

Kaneko et al. сравнили образцы кожи шеи немецких и японских женщин и обнаружили общее увеличение частоты распространенных делеций с возрастом, а также на коже, подвергнутой воздействию солнца, по сравнению с защищенной кожей. Кроме того, наблюдалась сильная положительная корреляция между плотностью распространенных делеций и морщинами у японских женщин, в то время как более высокая частота общих делеций коррелировала с меньшим количеством пигментных поражений у немецких женщин 26 .

В недавнем исследовании Singh et al. доказали, что истощение митохондриальной ДНК является основной причиной старения кожи и что восстановление митохондриальных функций может вернуть коже молодость (правда, исследование проводилось на мышиных моделях) 27 .

Все мы знаем, что движение — жизнь. И многие из нас знают, что процесс эволюции создал нас идеальными бегунами на длинные дистанции. Как и за счет чего у нас получается двигаться и делать это долго, а зачастую еще и быстро? Всё устроено примерно так: для движения нужна энергия, а для получения энергии нужны кислород и пища. Но как из воды, еды и кислорода получается энергия, используемая для различных нужд организма? Здесь в дело вступает наш самый главный, но невидимый союзник — митохондрия.

Что такое митохондрии?

Митохондрии — это маленькие (размером с 1/2000–1/4000-ю часть кончика иголки) внутриклеточные органеллы, наши миниатюрные энергетические станции, которых в теле человека содержится огромное количество — примерно 2000 митохондрий на одну клетку. Это самый трудолюбивый и, наверно, самый прожорливый компонент клетки.

Каким образом митохондрии вырабатывают энергию?

Как работает валюта под названием АТФ?

Продукция энергии в мышцах — сложный и комплексный процесс, но для него требуются простые ингредиенты, а именно сахар, кислород и кальций.

Зачем нам кислород?

Каждый раз, проводя такую жесткую тренировку, мы залезаем в кислородный долг у организма, который нужно будет отдавать.

Можем ли мы влиять на митохондрии?

Давайте перейдем от теоретических рассуждений к практике. Можем ли мы в реальной жизни влиять на работу митохондрий и, если да, как это сделать?

Самое интересное, что мы довольно легко можем увеличить количество митохондрий в нашем организме и даже улучшить качество их работы. И сделать это нам помогают регулярные аэробные тренировки.

В июльском номере журнала Sports Medicine авторы проследили связь между регулярными тренировками и количеством митохондрий. Оказалось, что аэробные нагрузки влияют на процесс образования митохондрий довольно предсказуемым образом: чем больше вы тренируетесь, тем больше митохондрий образуется. В течение нескольких месяцев количество митохондрий может увеличиться на 50%, но верно и обратное — как только регулярные тренировки прекращаются, количество митохондрий уменьшается, возвращаясь к исходным базовым значениям в течение нескольких месяцев.

Больше тренировок — больше митохондрий?

Важно соблюдать баланс в тренировках, так как перетренированность и регулярные тренировки без должного восстановления приводят к повреждению мышечных клеток, включая и митохондрии. Вовремя заметить и не допустить перетренированности, а также оценить качество восстановления можно также с помощью пульсометра, путем наблюдения за пульсом покоя или вариабельностью пульса.

Объем или интенсивность?

Как стало понятно, регулярные тренировки — наилучший способ повлиять на митохондрии. Но что выбрать — объем или интенсивность? Правильный ответ — и то и другое. Давайте разберемся, как влияют на митохондрии повышение тренировочного объема и увеличение интенсивности.

Вода и еда?

Оптимальная функция клеток и внутриклеточных структур невозможна без поддержания оптимального водно-электролитного баланса, а также регулярного поступления питательных веществ, в частности углеводов. Внимательно следите за тем, чтобы пить достаточное количество воды, а также соблюдайте сбалансированную диету, чтобы обеспечить организм необходимыми строительными материалами.

Много митохондрий не бывает (вместо вывода)

Митохондрии — наш верный спутник и помощник в повышении выносливости и спортивном долголетии. Используя нехитрые принципы тренировок, мы можем влиять как на количество, так и на качество работы наших энергетических станций. Однако самым важным аспектом в погоне за митохондрией является ежедневное наблюдение за своим состоянием, постепенное повышение как объема, так и интенсивности тренировок, а также соблюдение баланса нагрузки и качественного восстановления. Ваши мышцы и митохондрии скажут вам спасибо новым личным рекордом!

Читайте также: