Искра жизни
Аденозинтрифосфат, который отвечает за энергетический обмен в живых организмах, часто называют «искрой жизни», «молекулярной денежной единицей» или «энергетической валютой» клетки. Он обнаружен во всех известных формах жизни. Главная роль АТФ связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических и физиологических процессов. Он необходим для того, чтобы сердце эмбриона начало биться в утробе матери. АТФ является предшественником ДНК и РНК. Он нужен для движения мышц, работы всех органов и систем организма, передачи нервных импульсов, восстановления поврежденных тканей. Особенно важна его роль для здоровья сердца – мышцы, потребляющей больше всего энергии и имеющей самую высокую скорость поглощения кислорода.
В организме человека АТФ является одним из самых часто обновляемых веществ. Продолжительность жизни одной молекулы АТФ составляет менее минуты, но в течение суток она проходит в среднем 2–3 тыс. циклов ресинтеза. Человеческий организм производит около 40 кг АТФ в день. При этом в каждый конкретный момент содержит его примерно 250 г. Другими словами, запаса АТФ практически нет, и для нормальной жизнедеятельности необходим постоянный синтез новых молекул. Однако после 50 лет производство АТФ понижается, и этот процесс идет рука об руку с возрастными заболеваниями. В то же время многие эксперименты на лабораторных животных показывают, что восстановление нормальных уровней АТФ может способствовать обратному развитию некоторых болезней.
Производство АТФ происходит в основном в митохондриях, которые составляют почти 25% объема клетки. Однако с возрастом общее количество митохондрий уменьшается, их внутренняя структура нарушается, снижается общее количество митохондриальной ДНК, накапливаются различные ее повреждения. Все это ведет к падению уровня АТФ.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature в 2018 году, ученые использовали линию мышей со встроенной генной конструкцией, благодаря которой у них можно было «включать» и «выключать» истощение митохондриальной ДНК (мтДНК). При истощении мтДНК у мышей наблюдались все внешние признаки старения, включая появление морщин на коже и облысение, но при восстановлении мтДНК эти изменения полностью обращались вспять.
Митохондриальная теория старения
В ходе превращения питательных веществ в энергию митохондрии потребляют кислород и в качестве побочного продукта генерируют свободные радикалы. На их счету более 90% внутриклеточных активных форм кислорода (АФК), присутствующих в организме.
Согласно свободнорадикальной теории старения, уже успевшей стать классической, АФК вызывают окислительный стресс, который является главной причиной повреждения клеток, старения и возрастных заболеваний. В противовес этой версии митохондриальная теория старения предполагает, что в то время как высокие уровни АФК негативно влияют на организм, низкие их уровни, напротив, улучшают системные защитные механизмы, вызывая адаптивный ответ. Они действуют подобно вакцинам, «закаляя» защитные механизмы, заставляя их включаться, чтобы задерживать развитие хронических заболеваний, что увеличивает продолжительность жизни. Эта концепция двухфазного ответа на потенциально опасные вещества была названа митохондриальным гормезисом, или митогормезисом.
Свободнорадикальная теория предполагает, что использование антиоксидантов (веществ, инактивирующих АФК) способствует снижению окислительного стресса, за счет чего увеличивается продолжительность жизни. Однако, исходя из принципов митогормезиса, прием антиоксидантов оправдан только тогда, когда количество АФК слишком велико и клетки организма не могут с ними справиться самостоятельно. В остальных случаях принимаемые антиоксиданты не увеличивают, а, напротив, уменьшают продолжительность жизни, поскольку подавляют эндогенные, т.е. внутренние антиоксиданты, производимые митохондриями.
Другими словами, митохондриальная медицина за редким исключением категорически не рекомендует увлекаться антиоксидантами тем, кто хочет продлить свою молодость. Но что же она предлагает взамен?
Тренировки и питание
Самым надежным и доказанным способом улучшения митохондриальной функции организма остаются физические нагрузки. Регулярные тренировки в течение всего одного месяца увеличивают содержание митохондрий на 30–100%, а их объемную плотность — на 40%. Соответственно, возрастает и продукция АТФ.
Считается, что длительные нагрузки помогают росту количества митохондрий, тогда как кратковременные интервальные – влияют на эффективность уже существующих. Исходя из этого идеальной тренировкой для митохондрий может считаться выполнение быстрых упражнений (например спринт) в течение 1 минуты, а затем более медленных, например быстрая ходьба в течение 3 минут. Такие циклы рекомендуется чередовать примерно в течение 30 минут дважды в неделю.
В своей книге «Метаболическая кардиология» доктор медицины Стивен Синатра описывает результаты приема прекурсоров энергии, способствующих
синтезу АТФ. В некоторых случаях у пациентов фракция выброса (мера силы сердечной мышцы) увеличивалась с 10–20% до 40–50%, т.е. почти до нормы (60%). Синатра также описал то, как люди, прекращающие принимать прекурсоры энергии, быстро возвращались к исходному уровню фракции выброса в 10–20%.
Влияние режима питания на работу митохондрий также весьма значительно. Важно, например, обеспечить переключение со сжигания углеводов на сжигание жиров, что достигается, в первую очередь, за счет ночного перерыва между приемами пищи продолжительностью не менее 12 часов. Полезно так-же и общее ограничение калорийности на 10–50% (без недоедания).
Еще один очень важный момент – снабжение организма достаточным количеством энергетических прекурсоров (лат. praecursor – предшественник), выполняющих роль «строительных кирпичиков» в создании новых митохондрий и выработке достаточного количества АТФ. Теоретически эти вещества человек может получать из пищи, но в некоторых случаях необходимы и диетические добавки.
Для нормальной работы митохондрий нужно адекватное (но не избыточное) поступление цинка, магния, витаминов группы В, С и Е. На работу митохондрий также влияют и другие вещества, которые врачи уже назначают пациентам. Примером лечебного курса для людей старше 50 лет для повышения жизненной силы может быть следующая схема:
- ацетил-L-карнитин от 500 до 1000 мг два раза в день);
- альфа-липоевая кислота (от 100 до 200 мг два раза в день);
- комплекс витаминов группы B (ежедневно);
- коэнзим Q10 (от 100 до 200 мг в день);
- D-рибоза (5 г 1–2 раза в день);
- магний (от 150 до 300 мг два раза в день);
- никотинамидадениндинуклеотид (NADH) (от 5 до 10 мг в день).
Однако следует помнить, что, как и любые другие лекарства, прекурсоры энергии могут причинить вред. Так, определенные типы аритмий ухудшаются, когда уровень АТФ в сердце становится слишком высоким. Прием высоких доз витаминов группы B может быть связан с потенциально смертельными заболеваниями сердца. Альфа-липоевая кислота в больших дозах может вызвать редкие побочные эффекты со стороны щитовидной железы. Существуют опасения, что слишком высокий уровень прекурсоров энергии может привести и к раку, поскольку нарушит процесс апоптоза – естественного механизма гибели дефектных клеток с поврежденными митохондриями. Наконец, не стоит упускать из виду и сам принцип митогормезиса, который гласит, что свободные радикалы, выделяемые митохондриями, – это палка о двух концах. Если уровень активных форм кислорода станет слишком высоким, они вызовут гибель клеток. Поэтому рекомендовать прекурсоры энергии здоровым людям в качестве профилактики, пожалуй, не стоит, а те, кто действительно нуждается в них из-за дефицита АТФ, должны принимать эти добавки под наблюдением врача.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
