Стареене, възстановяване: как да съживите вашите митохондрии

С напредване на възрастта или след сериозно заболяване, енергийните растения на клетките се представят по-малко ефективно. Днес изглежда възможно да се подобри тяхното функциониране.

Защо това е важно

Митохондриите са малки структури, чиято функция е да снабдяват клетките с енергия, като произвеждат АТФ (аденозин трифосфат). АТФ се използва като енергиен източник от почти всички видове, които живеят на Земята. Митохондриите също играят съществена роля в клетъчната сигнализация, диференциация, растеж и смърт.

Все повече изследвания показват това митохондриите вече не изпълняват функцията си правилно с напредването на възрастта. Тази загуба на функция буквално се превръща в намаляване на енергията, което засяга всички компоненти на тялото: клетки, тъкани, органи. Последиците са многобройни: задух, загуба на сила и мускулна маса, когнитивни нарушения, разстройства на настроението ... Загубата на митохондриална функция също допринася за инсулиновата резистентност и диабет тип 2.

Същите явления, с изтичане на времето, също са на работа по време и след сериозно заболяване, например сепсис или инфаркт на миокарда, където по-голямата част от пациентите имат намалена способност да произвеждат АТФ. Няколко години след престой в реанимация, много пациенти не са възстановили първоначалната си функция на белите дробове, страдат от мускулна слабост и не могат да тренират на предишното си ниво. Те също се оплакват от когнитивни проблеми, тревожност, депресия, сексуална дисфункция ...

Следователно науката се интересува от начини за запазване на функцията на митохондриите. Изследвания, проведени повече от 30 години, установяват, че няколко естествени молекули могат да възстановят тези функции. Въпреки че липсват проучвания при хора, има множество доказателства, които предполагат, че целенасочената диета и добавките могат да подобрят функцията на митохондриите и да осигурят клинични ползи за качеството на живот.

Защо митохондриите губят своята ефективност

Загубата на функция в митохондриите се причинява от натрупване в тях увреждане: постепенно с възрастта или по-внезапно при тежко заболяване. За да разберете това, трябва да запомните, че кислородът се използва от митохондриите за получаване на АТФ. При консумацията му се отделят токсични странични продукти, наречени свободни радикали и реактивни кислородни видове (ROS). Тези много нестабилни молекули обикновено се неутрализират от антиоксиданти, като витамини С и Е или дори ензими: супероксиддисмутаза, каталаза, глутатион пероксидаза и др.

Антиоксидантите и антиоксидантните ензими намаляват оксидативния стрес чрез четири механизма, като по този начин ограничават увреждането на митохондриите:

почистване на свободни радикали,
секвестиране на метални йони,
възстановяване на повредени молекули,
разкъсване на верижни реакции, инициирани от свободните радикали, като при липидно пероксидиране.

Свободните радикали и ROS обаче могат да избягат от тези защитни механизми и да повишат нивата на оксидативен стрес.

Оксидативният стрес възниква, когато производството на ROS в митохондриите надвишава антиоксидантните способности на клетката. Оксидативният стрес в митохондриите вероятно намалява производството на АТФ. Но също така може да причини необратимо увреждане на мембраните, ензимите и ДНК в митохондриите, което може да доведе до увреждане на клетките и смърт.

По време на стареенето или по време на сериозно заболяване, някои от системите за отстраняване на свободните радикали намаляват, така че повече свободни радикали и ROS избягват, увеличавайки нивото на оксидативен стрес в митохондриите, който натрупва увреждания в тяхната ДНК и са все по-малко ефективни. По този начин, според "Митохондриалната теория за стареенето", разработена от Денъм Харман, увеличеното производство на реактивни кислородни видове допринася за нарушения на стареенето.

Алфа-липоева киселина и ацетил-L-карнитин

Изследвания, проведени от професор Брус Еймс, професор по молекулярна и клетъчна биология в Калифорнийския университет в Бъркли, демонстрират интереса на две природни вещества за противодействие на загубата на активност на митохондриите: ацетилираната форма на L-карнитин и алфа-липоевата киселина.

L-карнитинът е условно важно хранително вещество, синтезирано от аминокиселините лизин и метионин в черния дроб, мозъка и бъбреците; той участва в транспорта на мастни киселини до митохондриите. Следователно е от съществено значение за производството на АТФ чрез окисляване на мазнините. L-карнитинът подобрява транскрипцията на митохондриалната ДНК при стари плъхове, вероятно чрез увеличаване на поглъщането на кислород и следователно на синтеза на АТФ.

Алфа липоевата киселина присъства във всички клетки, тъй като играе важна роля в няколко метаболитни пътища. Намира се естествено в митохондриите, където действа като коензим на два ключови ензима: пируват дехидрогеназа и α-кетоглутарат дехидрогеназа, които катализират метаболизма на въглехидратите и аминокиселините (съставни части на протеините). Освен това липоевата киселина има антиоксидантни свойства.

Нивата на тези две вещества намаляват с остаряването. Това наблюдение накара лабораторията, водена от Брус Еймс, да тества комбинация от тези две вещества, за да се насочи към митохондриите. Идеята е да се съдържат свободни радикали с алфа-липоева киселина и да се стимулира активността на ензим с увредено стареене, карнитин ацетилтрансфераза, който играе ключова роля в изгарянето на гориво в митохондриите.

Изследвания, проведени от екипа на Брус Еймс върху възрастни плъхове, показват, че добавките с алфа-липоева киселина и ацетил-L-карнитин подобряват паметта и общите енергийни нива.

Комбинацията от ацетил-L-карнитин и алфа-липоева киселина позволява биогенезата на митохондриите според проучване, проведено върху клетки на мастната тъкан.

Малко, рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо контролирано проучване с продължителност 17 седмици включва 18 здрави, заседнали мъже на възраст от 60 до 71 години. Те получиха или таблетка, съдържаща ацетил-L-карнитин и алфа-липоева киселина, или плацебо. Участниците бяха помолени да изпълнят поредица от упражнения, предназначени да предизвикат оксидативен стрес.

Проучването оценява 9 биомаркери за клетъчно здраве и оксидативен стрес: амоняк, бета-каротин, глутамин, глутатион, малондиалдехид, общ антиоксидантен статус (TAS), витамин С, витамин Е (алфа- и гама-токоферол). За 8 от 9-те биомаркери, с изключение на алфа-токоферол, по-голямата част от пациентите отбелязват положителни резултати, когато приемат активния продукт, в сравнение с плацебо. Учените стигнаха до заключението, че добавките едновременно увеличават антиоксидантния капацитет на плазмата и облекчават индуцирания от упражнения оксидативен стрес.

Изследването измерва и общия индекс на психологическото благосъстояние (PGWBI). Този резултат дава индикация за възприятията за здраве и благополучие. Резултатите на мнозинството от участниците са по-високи с добавката, отколкото с плацебо. Повечето също съобщават за подобрение на жизнеността и общото здравословно състояние. Резултатите бяха публикувани на конференция на Американския колеж по спортна медицина.

Добавките с L-карнитин също имат интерес при сериозни заболявания. Те подобряват пациентите, страдащи от сепсис и остра сърдечна недостатъчност. В животински модел добавката с алфа липоева киселина удължава преживяемостта и предотвратява остро увреждане на бъбреците. Друго проучване установи, че алфа липоевата киселина намалява оксидативния стрес в органите на тежко болни животни.

Витамини и микроелементи

Няколко витамини и микроелементи са от съществено значение за функционирането на митохондриите, защото те действат като кофактори в енергийния метаболизъм и/или като антиоксиданти. Тези две функции са свързани, тъй като антиоксидантната функция може да предотврати увреждане на ензимите, участващи в енергийния метаболизъм, което ограничава намаляването на производството на енергия.

Недостигът на желязо причинява отделянето на оксиданти и засяга митохондриите, вероятно поради липса на хем. Дефицитът на биотин (витамин В8) също причинява дефекти в митохондриите и изтичане на оксиданти. Недостигът на цинк причинява подчертан оксидативен стрес и може да допринесе за разпадане на митохондриите.

Когато липсват други микроелементи, митохондриалната функция намалява. Това са: тиамин (витамин В1), рибофлавин (витамин В2), кобаламин (витамин В12), витамин Е, селен.

Тези различни недостатъци могат да доведат до ускорено стареене и деградация на клетките.

Мелатонин

Мелатонинът е хормон, секретиран от епифизата и участващ в циркадния ритъм. Той също така е универсален антиоксидант, както хидрофилен като витамин С, така и липофилен като витамин Е.

Изследване на мишки показа, че мелатонинът предотвратява увреждането на митохондриите от оксидативен стрес и че може да предотврати смъртта на мускулните клетки, което следва.

Няколко проучвания in vitro и in vivo показват, че мелатонинът стимулира митохондриалната функция и производството на АТФ. Нивата на мелатонин намаляват с възрастта и са много ниски при хора с тежки заболявания.

На практика

Асоциацията алфа-липоева киселина и ацетил-L-карнитин може да бъде важен елемент в борбата срещу стареенето и неговите последици, но също така и да помогне за възстановяване от сериозни заболявания. По-добре е даприлагайте двете вещества заедно. Всъщност ацетил-L-карнитинът, като стимулира митохондриалната функция и производството на енергия, увеличава консумацията на кислород и може да увеличи оксидативния стрес (това води експериментално до намаляване на нивата на витамин С и глутатион в клетките, когато се добавят). Наличието на липоева киселина, ефективен митохондриален антиоксидант, помага да се противодейства на този страничен ефект на CLA.

Добре разработена диета на теория може да покрие повечето нужди от витамини и минерали (с изключение на витамин D). На практика дефицитите са широко разпространени, особено след 60 години, което може да оправдае приемането на добавки.

Мелатонин обикновено се предлага при определени нарушения на съня и за борба със закъснението. Обикновено дозите са от 0,5 до 1 mg преди лягане.

Вземете съвета на медицински специалист, преди да приемате каквито и да било хранителни добавки.

Aliev G, Liu J, Shenk JC, et al. Невронално митохондриално подобрение чрез хранене на ацетил-L-карнитин и липоева киселина на възрастни плъхове. J Cell Mol Med. 2009; 13 (2): 320-333.

Petronilho F, Florentino D, Danielski LG, et al. Алфа-липоевата киселина отслабва окислителните щети в органи след сепсис. Възпаление. 2016; 39 (1): 357-365.

na-Castroviejo D, Sainz RM, Mayo JC, Tan D-X, Reiter RJ. Мелатонин и митохондриална функция. Life Sci 2004; 75: 765e90.

Sethumadhavan S, Chinnakannu P. Карнитинът и липоевата киселина облекчават окисляването на протеините в митохондриите на сърцето по време на процеса на стареене. Биогеронтология. 2006; 7 (2): 101-109.