Как испортилась хорошая митохондрия
Прежде чем научиться, как улучшить работу митохондрий, давайте разберемся, что вызывает их дисфункцию. В конце концов, самый простой способ стать лучше — это перестать делать то, что не идет на пользу.
Самая очевидная причина ухудшения работы митохондрий — это старение. С тридцати до семидесяти лет митохондрии снижают свою продуктивность примерно на 50 процентов. Это означает, что семидесятилетний человек в среднем получает примерно половину клеточной энергии по сравнению с тридцатилетним.
Хорошо, что я не собираюсь становиться средним семидесятилетним стариком! Снижение продуктивности митохондрий служит причиной почти всех тех симптомов и болячек, из-за которых старение — это полный отстой.
Возможно, вы не вникли в статистику, которую я только что вам привел. Пятидесятипроцентное снижение вашего энергетического уровня считается «нормальным». Но что если и в семьдесят лет вы бы сохранили уровень митохондриальной функции, как у тридцатилетнего? О, вы бы были самым крутым семидесятилетним чуваком на планете.
Что касается митохондриального спада: сегодня он считается неизбежным. Это уже происходит с вами, потихоньку, со скоростью, зависящей от вашей генетики, образа жизни и того, как вы будете жить дальше, начиная с этого момента. Но скорость угасания не предопределена заранее. Теоретически можно сохранить продуктивность митохондрий и в старости, так что в семьдесят лет вы будете получать столько же энергии (или даже больше), как и в тридцать.
Вся хитрость в том, чтобы избежать ранней митохондриальной дисфункции (РМД), зарядив митохондрии на полную прямо сейчас. РМД была обнаружена и описана Фрэнком Шелленбергером, доктором медицинских наук, который определял ее как ухудшение функции митохондрий у людей моложе 40 лет. По оценкам Шелленбергера, около 46 процентов людей имеют РМД.
Интересно, что у большинства людей РМД протекает незаметно. Они не отмечают какие-либо серьезные симптомы, и у них не диагностируются заболевания. У них случаются перепады настроения, они часто испытывают упадок сил, но они не болеют. Однако со временем РМД становится причиной ускоренной гибели клеток и снижения их общего количества, уменьшения гидратации клеток, увеличения числа свободных радикалов, снижения умственных способностей, уменьшения способности тела избавляться от токсинов и митохондриального спада. РМД обратима, но митохондриальный спад — нет, поэтому чем раньше вы сумеете осознать и обратить эту дисфункцию вспять, тем лучше.
Я хочу донести до вас, что в любом возрасте — вы слышите, в любом! — митохондриальная дисфункция представляет серьезную опасность. Неважно, вам меньше тридцати или больше пятидесяти. Если вы хотите жить и наслаждаться жизнью — а не просто провести ее с относительным комфортом, — вам лучше озаботиться здоровьем своих митохондрий, как если бы от этого зависела ваша жизнь. Потому что в буквальном смысле так оно и есть.
Ранняя митохондриальная дисфункция проявляет себя четырьмя основными способами.
Митохондриальный сбой № 1: неудачная связь
Нет, это не новый эвфемизм для обозначения разрыва в романтических отношениях (хотя сам термин неплохо описывает мои попытки наладить личную жизнь в старших классах). Заранее предупреждаю: дальше пойдет довольно заумный материал, так что если я вас уже убедил, что митохондрии очень важны, и вы готовы узнать, что вам нужно сделать, чтобы они работали более эффективно, можете сразу пролистать до второй части этой книги. Но если вы прочитаете то, что я буду рассказывать на следующих нескольких страницах, то узнаете прежде всего, отчего случается митохондриальная дисфункция и какой энергетический потенциал заключен в вашем организме.
Главный процесс в клетках, который служит для производства АТФ, называется цитратным циклом, или циклом Кребса (назван в честь ученого Ганса Кребса, который открыл его в 1937 году). Цикл Кребса — очень сложный, многоступенчатый процесс, но я не буду описывать его полную схему, поскольку нам не нужно знать его настолько детально, чтобы понять, как изменить митохондрии. Так что ограничимся упрощенным представлением.
Прежде всего тело превращает сахар (или иногда белок) в глюкозу или преобразует жир в кетоновые тела (водорастворимые молекулы, которые печень производит из жирных кислот) под названием бета-гидроксимасляная кислота (БОМК). Как глюкоза, так и БОМК могут обеспечить углерод и электроны — сырье, из которого создается энергия. Эти исходные материалы образуют молекулу, называемую ацетилкоферментом A (ацетил-КоА), и именно с этого момента начинается цикл Кребса.
В каждом из проходов по циклу Кребса митохондрии окисляют ацетил-КоА, получая углекислый газ и электроны. Электроны «заряжают» молекулу NAD (никотинамидадениндинуклеотид), превращая его в восстановленный никотинамидадениндинуклеотид (NADH). NADH — это одна из тех супермолекул для вашей энергии. Внимание, спойлер: существуют «чит-коды», которые позволяют получить больше молекул NADH!
Молекулы NADH полностью заряжены электронами. В свою очередь, они передают электроны для следующего шага в процессе, который управляет всей нашей биологией, электронно-транспортной цепи (ЭТЦ). В ней молекулы перемещают электроны (отрицательно заряженные частицы) и протоны (положительно заряженные частицы) через внутреннюю мембрану митохондрии, создавая энергию для синтеза АТФ.
Протоны и электроны должны работать совместно или в паре. Тело использует их взаимное притяжение как источник энергии, помещая по разные стороны мембраны. Если протон исчезает, связанный с ним электрон становится бесполезен — прямо как я в колледже.
Шаг 1: поступающая еда превращается в электроны
Шаг 2:
Шаг 3:
Затем тело использует кислород, чтобы связать одинокие электроны, но если все протоны и электроны остаются на своих местах по разные стороны мембраны, то не приходится тратить кислород, чтобы поймать этих одиночек.
Таким образом, по тому, сколько кислорода расходуется на синтез АТФ, можно измерить, насколько эффективен процесс связывания. Чем больше кислорода расходует тело, тем больше утечка протонов и тем менее эффективен синтез АТФ в митохондриях. Что, в свою очередь, снижает вашу эффективность.
Хуже того, использование кислорода для связывания одиноких электронов вызывает образование свободных радикалов, повреждающих митохондрии, замедляющих ваши реакции и приводящих к появлению жировых складок. Свободный радикал, или активная форма кислорода, представляет собой молекулу с лишним неспаренным электроном во внешней оболочке. Этот дополнительный электрон делает свободные радикалы высокоактивными по отношению к другим веществам и провоцирует нежелательные химические реакции, повреждающие клетки. Именно такие реакции вносят вклад в развитие многих болезней, включая рак, инсульт, диабет, болезни Паркинсона и Альцгеймера и шизофрению. Свободные радикалы еще и виновники преждевременного старения организма.
Неэффективная связь — это одна из причин, почему диабет второго типа коррелирует с увеличением риска развития болезней сердца. Диабет второго типа означает, что у человека меньше митохондрий и они мельче, поскольку повреждаются свободными радикалами, образующимися как результат неэффективной связи в мембранах. Вы помните, что нашему сердцу для работы полагается использовать множество митохондрий? Но их будет не хватать, если у вас диабет.
Наличие недостаточно эффективной связи означает, что митохондрии расходуют больше кислорода для синтеза АТФ. Это нестабильная практика. Практически весь кислород, который мы вдыхаем, используется, чтобы производить энергию в наших клетках, сжигая жир или глюкозу. Если кислорода для синтеза АТФ недостаточно, то клетки могут производить энергию анаэробно (без кислорода), но это не так эффективно.
Если митохондриям не хватает кислорода, они не могут перезарядить NAD, превратив его в NADH во время цикла Кребса, а значит, образуется избыток молекул NAD. Когда в организме больше NAD и меньше NADH, ускоряются процессы старения клеток. Транспортировка электронов замедляется до черепашьей скорости, и у вас появляется все больше свободных радикалов и остается все меньше энергии. Свободные радикалы вызывают разбухание клетки, а оно делает систему транспортировки электронов еще менее эффективной. Таким образом, АТФ, а значит и энергии, становится еще меньше, и именно мозг страдает первым.
Но есть и хорошие новости. Существуют способы предотвратить и починить неэффективную связь протонно-электронных пар. Я расскажу вам, как заставить митохондрии «формировать связи» так эффективно, как вы могли бы только мечтать.
Митохондриальный сбой № 2: проблемы с переработкой
Помните, я рассказывал, как гениально тело снова использует АДФ (разряженную АТФ), добавляя еще одну фосфатную группу? Что ж, если митохондрии не работают идеально, они используют АТФ быстрее, чем те успевают восстановиться из АДФ. В этом случае довольно быстро накапливается избыток АДФ, создавая узкое место в производстве энергии. Когда это происходит, клетка лишается энергии и должна отдохнуть, чтобы восстановить запасы АТФ из АДФ.
Не забывайте, что клетки не способны хранить энергию дольше нескольких секунд, энергия должна производиться постоянно по первому требованию. К счастью, существует запасной план для ситуаций, когда клетке нужна энергия, а избыток АДФ мешает ее воспроизводству. Когда это случается, клетки преобразуют доступную АДФ в монофосфат аденозина (AMФ). Проблема с AMФ в том, что обычно он не может быть переработан организмом, и именно поэтому ваше тело обычно его не производит. Использование АМФ можно назвать одноразовой энергией — неэффективным и расточительным процессом. Большая часть АМФ выводится вместе с мочой, а вы возвращаетесь на круги своя, без энергии и без достаточного количества АТФ для ее воспроизводства.
Поэтому вашему телу предстоит создать больше АТФ, переработав АДФ или заново создав ее, проведя через сложный цикл Кребса. Если дела совсем плохи, ваше тело способно произвести небольшое количество АДФ непосредственно из сахара, превратив его в молочную кислоту. Одна из проблем этого в том, что молочная кислота накапливается в мышцах, что вызывает болезненные ощущения. Кроме того, этот процесс лишает организм глюкозы, а значит, у него не остается сырья для синтеза новой АТФ. Преобразование глюкозы в молочную кислоту создает две молекулы АТФ, а обратный процесс получения глюкозы потребует уже шесть молекул. Эта ситуация в клетке аналогична тому, как если бы фермер съел семенное зерно вместо того, чтобы посадить его в следующем году.
Короче говоря, неэффективно перерабатывающие АДФ митохондрии способны организовать полный бардак в метаболизме, и даже небольшие сбои не замедлят сказаться на вашей производительности. Не надо ждать Дня Земли, чтобы уделить внимание переработке внутри себя!
Митохондриальный сбой № 3: избыточное производство свободных радикалов
Когда ваши митохондрии работают как потрясающие, высокопроизводительные полупроводники, которыми они и являются, они создают АТФ эффективно и с минимальным высвобождением свободных радикалов. Но если митохондриальная функция не так хорошо справляется со своей задачей, как хотелось бы, митохондрии производят избыток свободных радикалов, которые проникают в клетки и устраивают в них хаос. Ущерб от воздействия свободных радикалов закладывает основу множества дегенеративных заболеваний.
Эффективно работающие митохондрии не только высвобождают меньше свободных радикалов, они продуцируют антиоксидантные буферные ферменты, которые нейтрализуют свободные радикалы, прежде чем те успевают причинить какой-либо вред. Проблема в том, что эти ферменты также производятся из АТФ. Если митохондриальная функция снижена, свободных радикалов становится больше, а ферментов, необходимых для их нейтрализации, меньше. Проще говоря, наше тело создает слишком много плохих парней и недостаточно хороших парней, чтобы их нейтрализовать. Это двойной удар, который в конечном счете вызывает митохондриальный спад, еще больше снижая производство энергии. Но, разумеется, у меня и на этот случай есть несколько приемов!
Митохондриальный сбой № 4: плохое метилирование
Метилированием называется один из митохондриальных процессов, происходящий примерно миллиард раз каждую секунду. (Если вы не восхищались возможностями своего тела до того, как начали читать эту книгу, пора это сделать!) При метилировании один углерод и три атома водорода (известные как метильная группа) присоединяются к другой молекуле. Этот относительно простой процесс контролирует нашу реакцию «бей или беги», уровень гормона сна, процесс детоксикации, воспалительные реакции, экспрессию генов, нейротрансмиттеры, иммунный ответ и производство энергии. Кроме того, он формирует клеточные мембраны, включая драгоценную митохондриальную мембрану, на которой держится система транспортировки электронов.
Процесс метилирования также служит для синтезирования аминокислот, важнейших элементов производства энергии в клетках, — так же как АДФ, которую наш организм преобразует в АТФ. Если процесс метилирования нарушен, то страдает и производство энергии. Более того, нашему организму для метилирования необходима АТФ. Вот вам и еще один порочный круг: нам требуется АТФ для метилирования и метилирование — чтобы создать АТФ.
Во время метилирования тело синтезирует аминокислоту карнитин, которая необходима для переработки жирных кислот, чтобы использовать их в качестве источника энергии. При плохом метилировании и способность создавать энергию из жиров падает, и организм начинает производить большую часть энергии из глюкозы. Поскольку жир сжигается неэффективно, тело начинает его накапливать, что ведет к увеличению веса. В свою очередь, получение энергии из глюкозы дестабилизирует уровень сахара в крови, что в итоге провоцирует инсулинорезистентность, и ваш внутренний лабрадор начинает паниковать, умоляя вас есть больше сахара. Многие люди замечают, что они начинают набирать вес, когда переходят в средний возраст. Отчасти это происходит потому, что митохондрии менее эффективно сжигают жиры.
