Актуальные вопросы митохондриальной медицины. Часть 1
Содержание:
На наших глазах происходят глобальные изменения: «классическая» фармакологическая медицинская школа постепенно уступает свои позиции под напором предупредительной или превентивной медицины. Эти дисциплины используют диаметрально противоположные подходы. Так, врач «старой» школы лечит отдельные органы и системы и использует для этого препараты, обладающие побочными эффектами. Специалист превентивной медицины, напротив, рассматривает организм как единую систему, где все взаимосвязано. Он оценивает и состояние кишечника, и митохондрий, и иммунитета, а затем использует щадящие и безопасные методы включения собственных резервов организма для запуска процессов самовосстановления (гипокситерапия, криотерапия, водородотерапия, гелиокс-терапия). Результаты у этих подходов тоже разные: если фармакологическое лечение в большинстве своем сводится к уменьшению уже возникших симптомов, то превентивной медицине под силу остановить болезнь в зачатке – еще до ее первых проявлений.
Митохондриальная медицина – одно из последних достижений превентивного лечебного подхода. Эта молодая и перспективная дисциплина «работает» на клеточном и субклеточном уровне, используя для омоложения, оздоровления организма и лечения различных заболеваний методы активации митохондрий и увеличения их общего числа. Еще несколько лет назад этот термин применялся только в связи с наследственными митохондриальными заболеваниями; сегодня он также распространяется на любые дисфункции этих клеточных элементов, в том числе на их возрастные изменения. Пристальное изучение митохондрий показало, что накопление в клетках этих «дефектных» органелл связано с развитием многих заболеваний, плохо поддающихся стандартному лечению — эндокринных сдвигов, болезней сердечно-сосудистой и нервной системы и сердца, онкологии.
В этой статье мы подробно остановимся на самих митохондриях – главном объекте воздействия митохондриальной медицины, а также группах патологий, которые они провоцируют.
Что такое митохондрии и для чего они нужны?
Митохондрии – это внутриклеточные органеллы сферической формы, которые снабжают весь организм человека энергией и участвуют во всех видах обмена веществ. В каждой клетке встречается нескольких сотен, а порою даже тысяч этих элементов. В среднем органелла занимает 10—20 % клеточного объёма. Больше всего их обнаруживают в тех органах, которые особенно нуждаются в энергии: это сердце, мышцы, мозг и бурая жировая ткань.
Здоровые митохондрии обладают уникальными способностями. Они могут перемещаться в пределах клетки, быстро охватывая энергозатратные зоны. Когда всему организму требуется больше энергии, они способны увеличиваться в размерах и сливаться друг с другом, чтобы работать интенсивнее.
Митохондрии достаточно автономны. Они содержат собственную ДНК, которая наследуется по материнской линии. Чтобы клетка поддерживала свою жизнедеятельность, митохондрии должны постоянно обновляться: новые органеллы образуются путем простого деления предыдущих клеточных элементов, а «старые» подвергаются аутофагии – разрушению посредством клеточных лизосомальных ферментов. Если кругооборот митохондрий в клетке по каким-то причинам замедляется, то в клетке накапливаются «старые» митохондрии, которые не образуют достаточно энергии. В результате она деградирует и перестает справляться со своей работой.
6 основных функций митохондрий
1. Образование энергии
Энергообразование методом тканевого дыхания – одна из главных задач митохондрий, которая была открыла раньше всех и всесторонне изучена. Этот процесс протекает на внутренней мембране митохондрий с участием большого количества ферментов и кислорода. С их помощью питательные вещества (углеводы, жиры, белки), поступающие в клетку, окисляются до углекислого газа и воды, образуя необходимую энергию в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Это вещество организм активно использует в ходе множества энергозатратных биохимических и физиологических процессов: проведения нервного сигнала, мышечных сокращений, образования тепла, синтеза нужных клеточных компонентов, уничтожения ненужных веществ и пр. Так как молекулы АТФ не накапливаются в организме, для энерго- и жизнеобеспечения клеток митохондрии должны работать интенсивно и непрерывно.
2. Участие в апоптозе – разрушении «больных» и «старых» клеток
Управляемая гибель клеток, которые не выполняют свои функции – необходимое условие нормального существования организма. Ученые установили, что митохондрии являются основным активирующим и подавляющим фактором гибели клеток. Эти органеллы распознают поврежденные, стареющие и раковые клетки и запускают процессы разрушения их внутриклеточных структур с участием активных форм кислорода (они образуются в процессе клеточного дыхания) и дальнейшее поглощение фагоцитами. Главное преимущество управляемой гибели клетки – отсутствие воспалительных процессов, так как мембрана клетки в этом случае не разрушается, а ее содержимое не попадает в межклеточное пространство.
3. Выделение тепла и поддержание нормальной температуры тела
Энергия, которая высвобождается при окислении веществ в ходе тканевого дыхания в митохондриях, может превращаться в АТФ, а может выделяться в виде тепла, которое нужно для поддержания оптимальной температуры тела и проведения всех обменных процессов.
4. Пластическая функция – образование важных биоактивных веществ
Митохондрии являются источником важных молекул-предшественников, из которых синтезируются различные аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и антиокисданты. Как и молекулы АТФ, они образуются в процессе тканевого дыхания на внутренней мембране митохондрий.
5. Депо ионов кальция
Митохондрии участвуют в поддержании оптимального уровня кальция внутри клетки.
6. Участие в иммунном ответе
Последние научные работы подтверждают связь между митохондриями и иммунитетом человека. Оказалось, что клеточные органеллы также регулируют образование интерлейкина и других белков-цитокинов, направляющих иммунный ответ организма, а также регулирующих воспалительные процессы.
Таким образом, митохондрии выполняют большое число важных задач в организме, однако справляться с ними полностью они могут только в том случае, если в клетках содержится достаточное количество «молодых» и полноценных органелл.
Какие факторы нарушают работу митохондрий?
- Возраст
С возрастом функции митохондрий прогрессивно ухудшаются. Они теряют свою дыхательную активность, а в ДНК органелл накапливаются повреждения. В результате образуется чрезмерное количество активных форм кислорода (свободные радикалы), которые приводят к неконтролируемому разрушению различных клеточных органелл и гибели клеток. Ученые считают, что между 30 и 70 годами функция митохондрий снижается в среднем на 25-30%.
- Внешние и внутренние отрицательные факторы
Наследственность, солнечная активность, загрязненный воздух больших городов, неправильное и несбалансированное питание, вредные привычки, гиподинамия, стресс – все это в совокупности и по отдельности приводит к тому, что подавляющее число митохондрий начинает работать плохо.
Снижение количества активных митохондрий, замедление процессов их обновления, накопление в клетке «дефектных» органелл нарушает работу организма, ускоряет его старение, способствует развитию серьезных нарушений, а также хронических заболеваний. И чем выраженнее будут митохондриальные нарушения, тем хуже протекает патология.
Какие патологии развиваются при митохондриальных дисфункциях?
Умеренные митохондриальные дисфункции (относительно небольшое число «дефектных» митохондрий) проявляются в виде общих расстройств: это слабость, низкая устойчивость к психическим и физическим нагрузкам, проблемы со сном. Нарушения иммунитета на фоне низкой активности митохондрий приводит к частым простудам, вирусным и инфекционным заболеваниям, развитию аутоиммунных патологий.
Выраженные дисфункции митохнондрий опасны развитием серьезных заболеваний, связанных с нарушением обменных процессов. Среди них гликогенозы, болезни соединительной ткани, гипопаратиреоз, печеночная недостаточность, рахит.
В последние годы было доказана прямая связь митохондрий и возраст-ассоциированных заболеваний, лечением которых также занимается антиэйдж-медицина:
1. Нейродегенеративные заболевания
Исследователи клиники Майо, используя генетические мышиные модели, обнаружили, что митохондрии в клетках головного мозга перестают нормально функционировать уже на ранних стадиях заболевания Альцгеймера. Недавние результаты генетических исследований также показывают, что дефекты митохондрий играют важную роль в развитии болезни Паркинсона.
Замечено, что мутации в ДНК митохондрий и нарушение регуляции митохондриального метаболизма часто встречаются в тканях различных опухолей.
Многочисленные исследования доказали, что у пациентов, страдающих синдромом хронической усталости, наблюдается очевидная митохондриальная недостаточность.
Развитие диабета включает повреждение бета-клеток поджелудочной железы и нарушение выработки ими инсулина. Предполагается, что многие из этих патологических процессов связаны с избыточной продукцией активных форм кислорода (АФК) в митохондриях. Косвенным подтверждением связи митохондриальных дисфункций и сахарного диабета является снижение содержания этих органелл в скелетных мышцах у пациентов в преддиабетическом состоянии и с диабетом II типа.
5. Болезни сердца и сосудистой системы
Механизмы сердечной недостаточности являются сложными и множественными, но одним из критических факторов развития этого заболевания является митохондриальная дисфункция. Так, недавние исследования российских ученых показали, что инфаркт миокарда сопровождается уменьшением общего объема митохондрий в кардиомиоцитах и изменением их нормальной структуры. Как следствие, способность к тканевому дыханию и образованию АТФ в клетках сердца снижалась, а их сократительная способность значительно уменьшалась.
Методы лечения и диагностики митохондриальной медицины
Несмотря на то, что митохондриальная медицина – сравнительно новая дисциплина, алгоритм ведения больных с дисфункциями митохондрий уже полностью сформирован, а его эффективность подтверждена на практике.
Прежде чем назначить лечение, врач превентивной медицины проводит комплекс исследований. Диагностика может включать стандартные обследования (общие анализы крови и мочи, биохимический анализ крови, гормональные профиль, тест микробиоты кишечника, ЭКГ, ЭЭГ, УЗИ), а также специфические генетические анализы (митохондриальный геном), позволяющие обнаружить мутации в ДНК митохондрий.
После постановки диагноза врач составляет индивидуальную схему лечения, которая включает методы, способствующие обновлению митохондрий и увеличению их числа. К ним относятся специальная диета, режим сна и физической активности, прием биоактивных веществ, а также митохондриальные тренировки с применением специальных аппаратов для гипокситерапии, общей криотерапии, водородотерапии и гелиокс-терапии.
Более подробную информацию о методах лечения митохондриальных дисфункций вы найдете в статье «Актуальные вопросы митохондриальной медицины. Часть 2» Читать статью.
Дата актуализации
|
13.08.2024 |