Küldje el barátjának, ismerősének!

Feliratkozás hírlevélre

Print Friendly and PDF

Szendi Gábor:
A mitokondriumokról

Javában az emberi egészségmegőrzés paradigmaváltásában vagyunk. Már nem sejtszinten gondolkodunk, hanem behatoltunk a sejtekbe és a sejtek élethosszát, egészségét és működését alapvetően befolyásoló mitokondriumok működését vizsgáljuk. Ebből a nézőpontból a vitaminok és antioxidánsok szerepe is átértékelődött: ők egytől egyig a mitokondriumokra kifejtett hatásaik miatt igazán fontosak.

 

A Google adatkezelési elvei

 

Képzeljük el egy ország elektromos energiahálózatát. Megannyi erőmű termeli az áramot, amit a felhasználók sokféle célra használnak fel. Vannak csúcsidők a fogyasztásban, ilyenkor plusz erőműveket kapcsolnak be a megnövekedett energiaigény kielégítésére, majd az extra igények lecsökkenésével ezek az erőművek lekapcsolnak. Ahogy nő a fogyasztás, szükség lehet újabb és újabb erőművek építésére. Az erőműveket nyersanyaggal kell ellátni, szén, gáz, olaj szükséges a működésükhöz. Az energiahordozók megszerzése és az erőműbe juttatása komoly logisztikai feladat. Nagy gondot okoz, ha egy erőmű meghibásodik és leáll, de az is előfordulhat, hogy az erőmű nyersanyag hiányában válik üzemképtelenné. További gondot jelent az erőmű okozta káros anyag kibocsátás és a környezetszennyezés. Ezek elhárítása ugyancsak költséges és energiaigényes feladat.


Testünk erőművei

A testünket felépítő sok milliárd sejt mindegyike egy-egy kis ország, s benne az energiát ATP (Adenozin trifoszfát) formájában termelő sok-sok erőmű a mitokondriumoknak nevezett sejtszervecskékből áll. Egy-egy sejtben, energiaigényétől függően 100-2000 mitokondrium is található. Ahogy változik a sejt energiaigénye, úgy csökken vagy növekszik a mitokondriumok száma. Akárcsak egy ország energiarendszerében, a sejtekben sincs mód arra, hogy az ATP-ből nagyobb mennyiséget tárolódjon el, a termelést mindig az aktuális szükséglet határozza meg. Ezért a mitokondriumok képesek összeolvadni, ezáltal megfogyatkoznak, vagy szükség szerint osztódni is képesek, ilyenkor növekszik a számuk. Vannak energiazabáló szerveink, ilyen a szív, az agy, a máj és az izomzat. A szívünk naponta kb. 10 tonna vért továbbít, s ehhez naponta 6 kg ATP-t állít elő. Az egész test kb. 160 kg ATP-t termel és használ fel naponta. A mitokondrium működéséhez, akárcsak az erőművekéhez, oxigénre van szükségünk. Amikor lélegzünk, valójában a mitokondriumok számára szívjuk be a levegőt, amikor táplálkozunk, annak jó részét a mitokondriumok "égetik" el, hogy energiát nyerjenek belőle. Hogy mennyire energiafüggő a testünk, azt jól mutatja, hogy oxigén nélkül alig egynéhány percet bírunk ki. Ha elfogy az oxigén, leállnak az erőművek és a test meghal. Van némi anaerob energiatermelés, amely nem a mitokondriumban, hanem a sejtfolyadékban megy végbe, de ez csak pár másodperces "termeléskiesést" képes áthidalni. Ennek részben az is az oka, hogy az anaerob energiatermelés kis hatékonyságú. Míg egy glükóz molekulából a mitokondrium 30-32 ATP-t állít elő, a glikolízisnek nevezett anaerob folyamatban egy glükóz molekulából mindössze 2 ATP keletkezik. Amúgy a ráksejtek nagymértékben hagyatkoznak erre az energianyerési eljárásra, ez viszont roppant cukorigényes. Ezért is szokták mondani, hogy a "cukor táplálja a rákot". De fontos itt rögtön leszögezni, hogy a mitokondriumok zsírokat és fehérjéket is felhasználnak energianyerésre, sőt a szívizom energiája 80%-át zsírokból nyeri, azaz teljesen téves az az elterjedt nézet, hogy a "szervezet üzemanyaga a szénhidrát". Sokan évek óta ketogén étrenden élnek, azaz zsírokon és fehérjéken kívül nem igen fogyasztanak mást, mégis élnek és virulnak és egyesek még olimpiai csúcsokat is döntenek. Nem mondok újat azzal, ha azt mondom, a szervezet valódi igénye és a szénhidrátalapú nyugati étrend köszönő viszonyban sincs egymással.


A hőtermelés

A kis erőművek nem csak energiát, hanem hőt is termelnek, ez biztosítja számunkra az állandó testhőmérsékletet. Újabban kutatók vizsgálataikból arra következtettek, hogy a mitokondriumokban 50 Celsius fok lehet a hőmérséklet (Chrétien és mtsi., 2018), ami mások szerint elég meglepő lenne, ismerve a fehérjék hőérzékenységét (Lane, 2018). A hőtermelést azonban nem úgy kell elképzelnünk, hogy az puszta melléktermék, hiszen jól tudjuk, mennyire pontosan szabályozott az állandó testhőmérsékletünk. A mitokondriumokban az un. szétkapcsoló fehérjék (uncoupling proteins) határozzák meg azt, hogy a termelődő energiából mennyi fordítódjon ATP és mennyi hőtermelésre. Természetesen az izommunka is termel hőt, de álmunkban nem sokat mozgunk, túlságosan mégsem hűlünk ki. Az elalvás idejéhez közeledve a test 1-2 fokkal lecsökkenti a hőmérsékletünket, ez a jó alvás záloga. Alvás alatt agyunk is lehűl. Ébredéshez közeledve testünk ismét felmelegszik a normál hőmérsékletre (Harding és mtsi., 2019).

A barna zsírszövet hőtermelésre specializálódott, színét az adja, hogy a benne található mitokondriumok sok vasat tartalmaznak. A barna zsírszövetből a babákban van a legtöbb, s az életkor növekedésével a barna zsírszövet mennyisége lecsökken.

A mitokondriumok hőtermelése azonban fokozott "környezetszennyezéssel" jár, azaz nagyon sok szabadgyök (un. Reactive Oxygen Species, azaz ROS) keletkezik, ami károsítja a mitokondriumot és az anyasejtet is. A szétkapcsoló fehérjék némelyike arra szakosodott, hogy hatástalanítsa a szabadgyököket, és visszaszorítsa szintjüket a már elfogadható mértékre (Mailloux és mtsi., 2011).

Itt azonban rögtön támad is egy probléma. A szabadgyökök semlegesítéséhez antioxidánsok szükségesek, és ha az nem áll megfelelő mennyiségben a rendelkezésünkre, akkor a szabadgyökök szabadon garázdálkodnak.


A mitokondriumok belső élete

Mai tudásunk szerint kb. 4 milliárd évvel ezelőtt egy baktériumfajta épült be az akkor létező egysejtűekbe, s azóta növényben-állatban egyaránt megtalálhatók a mitokondriumok, persze többféle módosult formában. A mitokondriumoknak saját DNS-ük van, ezt mtDNS-sel jelölik, megkülönböztetendő a sejtmagokban található DNS-től. Szemben a sejtmag DNS-ével, amelyet hisztonfehérjék védelmeznek a károsító hatásokkal szemben, az mtDNS ki van téve a különféle roncsoló hatásoknak, pl. a szabadgyököknek. Az mtDNS-ből sejtenként több ezer is található, ezért egy-egy sérülése nagy bajt nem okoz, pláne, hogy komolyabb sérülése esetén a mitokondriummal együtt elpusztul. Nagyobb problémát okoznak azok a sérülések, amelyekkel a mitokondrium működő- és szaporodóképes marad. Ekkor ugyanis fennáll az a veszély, hogy a hibás mitokondrium a folyamatos osztódásával ill. más mitokondriummal való összeolvadásai révén egyre gyakoribbá válik a sejtekben, lerontva ezzel a sejtek energiaellátását.

A mitokondriumok 5 komplexumot tartalmaznak, mindegyik működéséhez bizonyos anyagok szükségesek. Az első négyet Elektroncsere láncnak hívják, itt termelődnek ki azok a protonok, amelyek aztán az 5. komplexumban, a Mátrixban az ATP előállításához szükségesek.

Douglas Wallace kutató szerint a civilizációs betegségek és az öregedés a mitokondriális károsodások felhalmozódásával függnek össze (Wallace, 2005). Ezt támasztja alá, hogy ezek a betegségek 40-50 éves kor körül jelentkeznek és a fizikai romlás is 50-60 körül kezdődik el igazán.

Minden szövetünk nagy sejttartalékokkal rendelkezik, mondhatni, minden szervünkben a normál működéhez szükséges sejtnél jóval több van. Ezek, az életkor előrehaladtával felhalmozódó mitokondriális károsodások miatt fokozatosan pusztulnak, de egészen addig, amíg számuk nem csökken a normál működéshez szükséges küszöb alá, tünetet nem okoznak. Amikor az immunrendszer már nem boldogul a folyamatosan keletkező ráksejtekkel, amikor a szívizom már gyengévé válik a vérkeringés fenntartásához, amikor már annyi bétasejt pusztult el, hogy elégtelen az inzulintermelés, akkor jelentkezik a rák, a szívelégtelenség vagy az inzulinpótlás szükségessége.


A civilizációs betegségek és a nyugati ember túlzott élelmiszerbősége és mozgáshiánya nyilvánvalóan összefügg. Wallace szerint a bőség mitokondriális szinten úgy jelentkezik, hogy folyamatosan érkezik az elégetni való "nyersanyag", viszont a megtermelt ATP nem használódik el. Mivel az ATP termeléséhez ADP (Adenozin difoszfát) szükséges, ami az ATP felhasználásakor keletkezik, egy idő után ADP hiány keletkezik, és zavar támad a mitokondrium működésében, mert az már csak öncélúan dolgozik tovább, mértéktelenül termelve a szabadgyököket. A szabadgyökök pedig folyamatosan rongálják a mitokondriumot, az mtDNS-t és magát a sejtet is.

A mitokondriumok "táplálása"

A sejtek működéséhez energiára van szükség, ehhez viszont a mitokondriumok megfelelő tápanyagellátására és az oxidatív sérülések kivédésére van szükség.

A vitaminoknak és étrendkiegészítőknek nevezett anyagok kevés kivételtől eltekintve a mitokondriumok működéséhez ill. a szabad gyökökkel szembeni védelméhez szükségesek. Az emberek többsége vitaminokat és étrendkiegészítőket több okból sem szed. Most tekintsünk el azoktól, akikben egyszerűen anyagi lehetőségek híján fel sem merülhet, hogy ezreket költsenek akár csak alapvitaminokra. Van azonban sok ember, akik tájékozatlanságból, vagy téves elképzelések miatt nem foglalkoznak a mikrotápanyagok bevitelével. Gyakran kérdezik tőlem, hogy a vitaminokat kúraszerűen kell-e szedni, vagy folyamatosan. Vissza szoktam ilyenkor kérdezni: levegőt is kúraszerűen vesz, vagy folyamatosan?

Bruce Ames "triage", azaz "prioritási sorrend" teóriája szerint, ha a szervezet nem jut megfelelő mennyiségben mikrotápanyagokhoz, akkor a mindennapi túlélésre koncentrál, míg megfelelő ellátottság esetén az élethosszabbító folyamatokat is tudja működtetni (Ames, 2018). Egyszerű példával élve, ha valaki nem szed D-vitamint, akkor az immunrendszere alulműködik és a fertőző betegségekkel és a rákkal szembeni védettsége jelentősen lecsökken. D-vitamin nélkül is viszonylag sokáig lehet élni, de az ilyen emberek jelentős részével valamilyen rák fog végezni. Nyilván az ellenkezője nem állítható; aki szed D-vitamint, az még megbetegedhet rákban, hiszen a rák elég sok tényező függvénye. A D-vitamin közvetlenül hat a mitokondriumok működésére, védi őket a szabadgyökök kóros túltermelődésétől (Ricca és mtsi., 2018). Ha már rák, vegyük példának még a szelént. Mivel szelénhiányos a hazai föld - az emberek általában szelénhiányosak. A legmagasabb szelénszintűek 31%-kal kisebb valószínűséggel betegednek meg rákban, mint a legalacsonyabb szintűek és 17%-kal kisebb a kockázatuk a bármilyen okból bekövetkező halálra (Bleys és mtsi., 2008). A szelén fontos szerepet tölt be a mitokondriumok antioxidáns védelmében, súlyos hiánya okozza a Keshan-betegséget, ami szívmegnagyobbodást, majd szívelégtelenségből fakadó halált okoz (Ge és mtsi., 1983).


A betegséget Kínában írták le, ott Keshan megyében az emberek súlyos szelénhiányban szenvedtek, mivel a talaj szelénben szegény. Természetesen, mint a rákstatisztika is mutatja, a szubklinikus, látványos tüneteket nem okozó szelénhiány a mindennapi életet nem zavarja, de hosszú életet nem ígér. A K2-vitamin másik jó példája a prioritási sorrend teóriának. A nyugati civilizáció súlyos K2-vitaminhiányban szenved, ám ettől még fantasztikus eredményekre volt képes az elmúlt száz évben is, csak éppen az emberekben már harminc évesen kimutathatók az érelmeszesedés kezdeti jelei, és többségük az 50-es évei után már magas vérnyomásban és érszűkületben szenved. A K2-vitamin tipikusan az egészséges, hosszú élet vitaminja (McCann és Ames, 2009).

Természetesen az összes vitamin, ásványi anyag és egyéb mikrotápanyagok hiánya folyamatosan károsítja a szervezet működését, míg a megfelelő ellátottság biztosítja a mitokondriumok s ezen keresztül a szervezet normál működését. Soha nem késő tehát megállítani az alattomos romlást. A mitokondriumok számát és aktivitását lehet serkenti. A rendszeres mozgás igazoltan megnöveli a mitokondriumok számát, s az egyik nagy jövőnek elébe néző, a mitokondriális működést serkentő anyag a Nikotinamid ribozid, ami az ATP előállításához közvetlenül szükséges NAD+ (Nikotinamid adenin dinukleotid) szintjét növeli meg a sejtekben.

Csak idézzük fel a bevezető példát: ha az ország erőművei egyre kisebb kapacitással termelnek áramot, az ország energiahiányos lesz, s fokozatosan leállnak a gépek, lekapcsolják a világítást, órákra áramszünet lesz. Ez valójában az öregedés.


Ajánlott Cikkek:

Gene Richmond: Hosszabb élet NAD+ pótlással

Susan Goldschein: A NAD+ elősegíti az őssejtek megújulását és regenerálja a mitokondriumokat

Szendi Gábor: Az öregedés lassítása és az egészség megőrzése

Szendi Gábor: A hosszú, egészséges élet titka: B3-vitamin, a hiányzó láncszem

 

A Google adatkezelési elvei

 

Tetszett a cikk? Még nem regisztrált? Iratkozzon fel hírlevelemre!

Feliratkozás hírlevélre

 

 

Hivatkozások:

Ames BN. Prolonging healthy aging: Longevity vitamins and proteins. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Oct 23;115(43):10836-10844.

Bleys J, Navas-Acien A, Guallar E. Serum selenium levels and all-cause, cancer, and cardiovascular mortality among US adults. Arch Intern Med. 2008 Feb 25;168(4):404-10.

Chrétien D, Bénit P, Ha HH, Keipert S, El-Khoury R, Chang YT, Jastroch M, Jacobs HT, Rustin P, Rak M. Mitochondria are physiologically maintained at close to 50 °C. PLoS Biol. 2018 Jan 25;16(1):e2003992.

Ge K, Xue A, Bai J, Wang S. Keshan disease-an endemic cardiomyopathy in China. Virchows Arch A Pathol Anat Histopathol. 1983;401(1):1-15.

Harding EC, Franks NP, Wisden W. The Temperature Dependence of Sleep. Front Neurosci. 2019 Apr 24;13:336.

Lane N. Hot mitochondria? PLoS Biol. 2018 Jan 25;16(1):e2005113.

Mailloux RJ, Harper ME. Uncoupling proteins and the control of mitochondrial reactive oxygen species production. Free Radic Biol Med. 2011 Sep 15;51(6):1106-15.

McCann JC, Ames BN. Vitamin K, an example of triage theory: is micronutrient inadequacy linked to diseases of aging? Am J Clin Nutr. 2009 Oct;90(4):889-907.

Ricca C, Aillon A, Bergandi L, Alotto D, Castagnoli C, Silvagno F. Vitamin D Receptor Is Necessary for Mitochondrial Function and Cell Health. Int J Mol Sci. 2018 Jun 5;19(6). pii: E1672.

Wallace DC. A mitochondrial paradigm of metabolic and degenerative diseases, aging, and cancer: a dawn for evolutionary medicine. Annu Rev Genet. 2005;39:359-407.