Старіння, відновлення, як оживити свої мітохондрії
З віком або після серйозних захворювань енергетичні рослини клітин працюють менш ефективно. Сьогодні представляється можливим покращити їх функціонування.
Чому це важливо
Мітохондрії - це невеликі структури, функція яких полягає в забезпеченні клітин енергією, виробляючи АТФ (аденозинтрифосфат). АТФ використовується як джерело енергії практично всіма видами, що мешкають на Землі. Мітохондрії також відіграють важливу роль у передачі клітин сигналів, диференціації, зростанні та смерті.
Все більше досліджень показують це мітохондрії більше не виконують свою функцію належним чином у міру старіння. Ця втрата функції буквально обертається зменшенням енергії, що впливає на всі компоненти організму: клітини, тканини, органи. Наслідки множинні: задишка, занепад сили та м’язової маси, когнітивні розлади, розлади настрою ... Втрата функції мітохондрій також сприяє резистентності до інсуліну та діабету 2 типу.
Ті самі явища, з часом, також працюють під час та після важкої хвороби, наприклад, сепсис або інфаркт міокарда, де більшість пацієнтів мають знижену здатність виробляти АТФ. Через кілька років після перебування в реанімації багато пацієнтів не відновили свою початкову функцію легенів, страждають від м’язової слабкості і не можуть займатися спортом на своєму попередньому рівні. Вони також скаржаться на когнітивні проблеми, тривогу, депресію, статеву дисфункцію ...
Тому науку цікавлять способи збереження функції мітохондрій. Дослідження, проведені більше 30 років, встановили, що кілька природних молекул можуть відновити ці функції. Хоча досліджень на людях бракує, є сукупність доказів, що цілеспрямована дієта та добавки можуть покращити функцію мітохондрій та забезпечити клінічні переваги для якості життя.
Чому мітохондрії втрачають свою ефективність
Втрата функції в мітохондріях спричинена накопиченням у них пошкоджень: поступово з віком або, раптом, при важкій хворобі. Щоб це зрозуміти, потрібно пам’ятати, що мітохондрії використовують кисень для утворення АТФ. При його споживанні виділяються токсичні побічні продукти, які називаються вільні радикали і активні форми кисню (АФК). Ці дуже нестабільні молекули зазвичай нейтралізуються антиоксидантами, такими як вітаміни С і Е або навіть ферменти: супероксиддисмутаза, каталаза, глутатіонпероксидаза тощо.
Антиоксиданти та антиоксидантні ферменти зменшують окислювальний стрес за допомогою чотирьох механізмів, тим самим обмежуючи пошкодження мітохондрій:
- поглинання вільних радикалів,
- секвестрація іонів металів,
- відновлення пошкоджених молекул,
- ланцюгові реакції розриву, ініційовані вільними радикалами, як при перекисному окисленні ліпідів.
Однак вільні радикали та АФК можуть уникнути цих захисних механізмів та підвищити рівень окисного стресу.
Окислювальний стрес виникає тоді, коли продукція АФК у мітохондріях перевищує антиоксидантну здатність клітини. Окислювальний стрес у мітохондріях, ймовірно, зменшує продукцію АТФ. Але це також може спричинити незворотні пошкодження мембран, ферментів та ДНК у мітохондріях, що може призвести до пошкодження клітин та загибелі.
Під час старіння або під час серйозних захворювань деякі системи поглинання вільних радикалів зменшуються, так що більше вільних радикалів і АФК виходить, збільшуючи рівень окисного стресу в мітохондріях, який накопичує пошкодження в їх ДНК і є менш ефективними. Таким чином, згідно з "Мітохондріальною теорією старіння", розробленою Денхемом Гарманом, збільшення виробництва активних форм кисню сприяє порушенням старіння.
Альфа-ліпоєва кислота та ацетил-L-карнітин
Дослідження, проведені професором Брюсом Еймсом, професором молекулярної та клітинної біології в Університеті Каліфорнії в Берклі, продемонстрували зацікавленість двох природних речовин у протидії втраті активності мітохондрій: ацетильованої форми L-карнітину та альфа-ліпоєвої кислоти.
L-карнітин - умовно необхідна поживна речовина, синтезована з амінокислот лізину та метіоніну в печінці, мозку та нирках; він бере участь у транспорті жирних кислот до мітохондрій. Тому це дуже важливо для виробництва АТФ шляхом окислення жирів. L-карнітин покращує транскрипцію ДНК мітохондрій у старих щурів, можливо, збільшуючи поглинання кисню і, отже, синтез АТФ.
Альфа-ліпоєва кислота присутня у всіх клітинах, оскільки вона відіграє важливу роль у кількох метаболічних шляхах. Він зустрічається природним чином у мітохондріях, де діє як кофермент двох ключових ферментів: піруватдегідрогенази та α-кетоглутаратдегідрогенази, які каталізують метаболізм вуглеводів та амінокислот (складових білків). Крім того, ліпоєва кислота має антиоксидантні властивості.
Рівень цих двох речовин зменшується зі старінням. Це спостереження змусило лабораторію під керівництвом Брюса Еймса перевірити комбінацію цих двох речовин для націлювання на мітохондрії. Ідея полягає в тому, щоб містити вільні радикали з альфа-ліпоєвою кислотою та стимулювати активність ферменту із порушенням старіння, карнітину ацетилтрансферази, який відіграє ключову роль у згорянні палива в мітохондріях.
Дослідження, проведені командою Брюса Еймса на літніх щурах, показують, що добавки альфа-ліпоєвої кислоти та ацетил-L-карнітину покращують пам'ять та загальний рівень енергії.
Поєднання ацетил-L-карнітину та альфа-ліпоєвої кислоти дозволяє біогенез мітохондрій згідно з дослідженням, проведеним на клітинах жирової тканини.
У невеликому рандомізованому подвійному сліпому плацебо-контрольованому дослідженні, яке тривало 17 тижнів, брали участь 18 здорових сидячих чоловіків у віці від 60 до 71 року. Вони отримували або таблетку, що містить ацетил-L-карнітин та альфа-ліпоєву кислоту, або плацебо. Учасникам було запропоновано виконати серію вправ, призначених для створення окисного стресу.
У ході дослідження було оцінено 9 біомаркерів клітинного здоров’я та окисного стресу: аміак, бета-каротин, глутамін, глутатіон, малоновий диальдегід, загальний антиоксидантний статус (ТАС), вітамін С, вітамін Е (альфа- та гамма-токоферол). Для 8 з 9 біомаркерів, крім альфа-токоферолу, більшість випробовуваних зареєстрували позитивні результати при прийомі активного препарату порівняно з плацебо. Вчені дійшли висновку, що добавки одночасно збільшують антиоксидантну здатність плазми і пом'якшують окислювальний стрес, викликаний фізичними вправами.
Дослідження також вимірювало загальний індекс психологічного благополуччя (PGWBI). Цей бал дає вказівку на уявлення про здоров'я та самопочуття. Оцінки більшості учасників були вищими з добавкою, ніж з плацебо. Більшість також повідомили про покращення життєвого тонусу та загального самопочуття. Результати були опубліковані на конференції Американського коледжу спортивної медицини.
L-карнітин також має інтерес до серйозних захворювань. Вони покращують пацієнтів, які страждають на сепсис та гостру серцеву недостатність. На тваринній моделі добавки з альфа-ліпоєвою кислотою продовжували виживання та запобігали гострим ураженням нирок. Інше дослідження показало, що альфа-ліпоєва кислота зменшує окислювальний стрес в органах важкохворих тварин.
Вітаміни та мікроелементи
Кілька вітамінів та мікроелементів мають важливе значення для функціонування мітохондрій, оскільки вони діють як кофактори в енергетичному обміні та/або як антиоксиданти. Ці дві функції пов’язані між собою, оскільки антиоксидантна функція може запобігти пошкодженню ферментів, що беруть участь в енергетичному обміні, що обмежує зменшення виробництва енергії.
Дефіцит заліза спричиняє вивільнення окисників та впливає на мітохондрії, можливо через відсутність гему. Дефіцит біотину (вітаміну В8) також спричиняє дефекти мітохондрій та витік окисників. Дефіцит цинку викликає помітний окислювальний стрес і може сприяти розпаду мітохондрій.
Інші мікроелементи, коли відсутні, викликають зниження функції мітохондрій. Це: тіамін (вітамін В1), рибофлавін (вітамін В2), кобаламін (вітамін В12), вітамін Е, селен.
Ці різні недоліки можуть призвести до прискореного старіння та деградації клітин.
Мелатонін
Мелатонін - гормон, який виділяється епіфізом і бере участь у циркадному ритмі. Це також універсальний антиоксидант, як гідрофільний, як вітамін С, так і ліпофільний, як вітамін Е.
Дослідження на мишах показало, що мелатонін запобігає пошкодженню мітохондрій окислювальним стресом і що він може запобігти загибелі м'язових клітин, що настає.
Кілька досліджень in vitro та in vivo показують, що мелатонін сприяє функції мітохондрій та виробленню АТФ. Рівень мелатоніну падає з віком і дуже низький у людей з важкими захворюваннями.
На практиці
Асоціація альфа-ліпоєва кислота та ацетил-L-карнітин може бути важливим елементом у боротьбі зі старінням та його наслідками, а також у допомозі відновити важкі захворювання. Кращевводити дві речовини разом. Насправді, ацетил-L-карнітин, стимулюючи мітохондріальну функцію та вироблення енергії, збільшує споживання кисню та може збільшити окислювальний стрес (це експериментально призводить до зниження рівня вітаміну С та глутатіону в клітинах при надходженні). Наявність ліпоєвої кислоти, ефективного мітохондріального антиоксиданту, допомагає протидіяти цьому побічному ефекту CLA.
Добре продумана дієта теоретично може забезпечити більшість потреб у вітамінах та мінералах (крім вітаміну D). На практиці дефіцит широко поширений, особливо після 60 років, що може виправдати прийом добавок.
Мелатонін зазвичай пропонується при певних порушеннях сну та для боротьби з відставанням струменя. Зазвичай дози становлять 0,5-1 мг перед сном.
Послухайтеся поради медичного працівника, перш ніж приймати будь-які дієтичні добавки.
Aliev G, Liu J, Shenk JC та ін. Поліпшення нейрональних мітохондрій шляхом годування ацетил-L-карнітином та ліпоєвою кислотою літніх щурів. J Cell Mol Med. 2009; 13 (2): 320-333.
Петронільо Ф, Флорентіно Д, Данієльський Л.Г. та ін. Альфа-ліпоєва кислота пом’якшує окислювальну шкоду в органах після сепсису. Запалення. 2016; 39 (1): 357-365.
na-Castroviejo D, Sainz RM, Mayo JC, Tan D-X, Reiter RJ. Мелатонін та мітохондріальна функція. Life Sci 2004; 75: 765e90.