Mitochondria – co to takiego i jakie są ich funkcje?
Mitochondria to drobne struktury w komórce, które odpowiedzialne są na wytwarzanie energii w postaci ATP. Jest to podstawowa substancja odpowiadająca za działanie każdej komórki w naszym organizmie. Mitochondria są jednymi z najbardziej istotnych elementów prawidłowego funkcjonowania organizmu. Bez prawidłowej pracy mitochondriów komórka nie byłaby w stanie samodzielnie funkcjonować. Mitochondria to swego rodzaju napędu, który wprowadza w ruch całą komórkę.
Główną funkcją mitochondriów jest proces oddychania komórkowego. W tzw. cyklu Krebsa dochodzi do szeregu reakcji biochemicznych, które finalnie prowadzą do powstawania cząsteczek ATP. Dzięki temu mitochondria sprawiają, że każda tkanka naszego organizmu jest w stanie funkcjonować.
Struktury te wpływają także na wzrost i rozwój poszczególnych komórek. Mitochondria mogą także decydować o tym, która komórka zostanie rozłożona i zniszczona w procesie apoptozy, czyli w procesie śmierci komórki.
Jak poprawić funkcję mitochondriów?
Naukowcy przypuszczają, że suplementy i zmiana stylu życia mogą poprawić zdrowie mitochondriów poprzez zwiększenie dostępności białek niezbędnych do produkcji ATP. Pełnią one także rolę przeciwutleniaczy, wspomagając mitochondria w redukcji stresu oksydacyjnego [1].
Niektóre z poniższych zmian stylu życia i suplementów mogą również zwiększyć liczbę mitochondriów obecnych w komórce.
Jednakże pamiętaj, aby skonsultować się z lekarzem przed przyjmowaniem suplementów diety lub wprowadzaniem istotnych zmian do swojego stylu życia. Jeśli Ty i Twój lekarz stwierdzicie, że mogą być one odpowiednie, możesz wypróbować poniższe strategie uzupełniające. Żadna z tych strategii nie powinna być wykonywana zamiast tego, co zaleca lub przepisuje lekarz.
Dodatkowo, suplementy te nie zostały zatwierdzone przez FDA do użytku medycznego i zazwyczaj brakuje solidnych badań klinicznych. Regulacje ustalają standardy produkcji dla suplementów, ale nie gwarantują, że są one bezpieczne ani skuteczne. Skonsultuj się z lekarzem przed suplementacją.
1) Lifestyle
Intermittent Fasting
Ograniczenie kalorii i okna żywieniowe, zmniejszają poziom energii w organizmie. W celu zrekompensowania tego poziom NAD+(to koenzym składający się z adeniny i nikotynamidu, znajdujący się we wszystkich komórkach organizmów żywych. Istnieje w dwóch formach: NAD+ i NADH) wzrasta, co zwiększa zdolność mitochondriów do produkcji ATP. Skutkuje to następującym wzrostem poziomu ATP dzięki poprawie funkcji mitochondriów. Jednakże jest to tylko hipoteza naukowa [2].
Trening
Trening poprawia funkcję mitochondriów poprzez zwiększenie dostępności cząsteczek NAD+ niezbędnych do produkcji ATP [2]. Ćwiczenia fizyczne wymagają energii mięśni do wytrwania i zapewniają tlenu w całym ciele. Ciągłe ćwiczenia zwiększają liczbę mitochondriów w komórkach mięśniowych, aby zapewnić wystarczający poziom ATP do użytku podczas ćwiczeń [3].
W rzeczywistości, jedno badanie na zdrowych starszych ochotnikach wykazało, że zaledwie 2 tygodnie treningu interwałowego o wysokiej intensywności (HIIT) znacząco zwiększyło funkcję mitochondriów w mięśniach [4].
Ekspozycja na zimno
Niskie temperatury mają głęboki wpływ na liczbę mitochondriów u zwierząt. Wystawienie szczurów na pływanie w zimnych temperaturach zwiększyło generację mitochondriów poprzez zwiększenie poziomu białka odpowiedzialnego za inicjację syntezy mitochondriów [5]. Podobne wyniki zaobserwowano w komórkach wątroby i mięśni szkieletowych szczurów po ekspozycji na zimno przez 15 dni. Jednakże te wyniki nie zostały potwierdzone u ludzi [6].
2) Suplementy
Resweratrol
Resweratrol jest potężnym przeciwutleniaczem używanym jako suplement ze względu na różnorodne przypisywane korzyści zdrowotne. Znaleziony naturalnie w skórce czerwonych winogron, badacze uważają, że może poprawić funkcję mitochondriów i zwiększyć liczbę mitochondriów w komórce.
W modelu szczurzym choroby Parkinsona resweratrol zapobiegł neurotoksyczności poprzez zwiększenie syntezy mitochondriów i poprawę funkcji mitochondrialnych [7]. Podobnie, u myszy otrzymujących resweratrol przez 15 tygodni, resweratrol zwiększył zdolność do ćwiczeń oraz zużycie tlenu przez mięśnie. Obserwowano również wzrost poziomu białek (SIRT1/PGC-1 alfa/AMPK), które są związane z syntezą mitochondriów i fosforylacją oksydacyjną [8].
PQQ
PQQ jest ważną molekułą znajdującą się w niektórych produktach spożywczych i często suplementowaną ze względu na rzekome działanie na generację mitochondriów i poziom energii.
U myszy suplementowanych PQQ przez 8 tygodni funkcja i liczba mitochondriów wzrosły znacząco. Obserwowano zwiększenie ilości DNA mitochondrialnego w komórkach tych myszy [9].
Wiele testów na komórkach badało wpływ PQQ na liczbę i funkcję mitochondriów. PQQ wydaje się zmieniać wiele białek (zwiększając SIRT1, promując produkcję PGC-1alfa i fosforylację CREB), jednocześnie zmniejszając stres oksydacyjny. Te efekty pozostają nieprzetestowane u ludzi.
Kreatyna
Kreatyna to substancja występująca naturalnie, która odgrywa istotną rolę w odzyskiwaniu ATP w komórkach mięśniowych i mózgowych.
Wiele badań na poziomie komórkowym wskazuje, że kreatyna jest skuteczna w przywracaniu funkcji mitochondrialnych, ochronie przed uszkodzeniami strukturalnymi i stresem oksydacyjnym oraz zmniejszaniu wpływu mutacji mitochondrialnego DNA [10,11,12].
Gotu kola
Gotu kola to popularna nazwa rośliny Centella Asiatica, która jest tradycyjnie wykorzystywana w medycynie ajurwedyjskiej i chińskiej.
U starych i młodych szczurów, spożywanie gotu koli przez 2 tygodnie zwiększyło liczbę mitochondriów w komórkach mózgowych oraz poprawiło funkcję mitochondrialną. Związano to z rolą w poprawie funkcji poznawczych (test labiryntu wodnego Morrisa) [13].
W modelu szczurzym choroby Parkinsona, suplementacja gotu kolą przez kilka tygodni zapobiegła uszkodzeniom mitochondrialnym związanym z neurotoksycznością [14].
Bibliografia:
- Pharmacologic Approaches to Improve Mitochondrial Function in AKI and CKD
- Exploring the therapeutic space around NAD+
- Mechanisms of exercise-induced mitochondrial biogenesis in skeletal muscle
- Effects of Exercise on Mitochondrial Content and Function in Aging Human Skeletal Muscle
- The effects of exercise and cold exposure on mitochondrial biogenesis in skeletal muscle and white adipose tissue
- Cold exposure differently influences mitochondrial energy efficiency in rat liver and skeletal muscle
- Resveratrol Regulates Mitochondrial Biogenesis and Fission/Fusion to Attenuate Rotenone-Induced Neurotoxicity
- Resveratrol Improves Mitochondrial Function and Protects against Metabolic Disease by Activating SIRT1 and PGC-1α
- Pyrroloquinoline quinone modulates mitochondrial quantity and function in mice
- Creatine Prevents the Structural and Functional Damage to Mitochondria in Myogenic, Oxidatively Stressed C2C12 Cells and Restores Their Differentiation Capacity
- Creatine protects against mitochondrial dysfunction associated with HIV-1 Tat-induced neuronal injury
- Creatine supplementation normalizes mutagenesis of mitochondrial DNA as well as functional consequences
- Centella asiatica modulates antioxidant and mitochondrial pathways and improves cognitive function in mice
- Neuroprotective effect of Centella asiatica extract (CAE) on experimentally induced parkinsonism in aged Sprague-Dawley rats