Pēteris Apinis: Stāsts allaž nogurušam cilvēkam par mitohondrijiem un enerģiju
0
Škiet, ka visbiežākā sūdzība, par ko pacients stāsta ārstam, ir nogurums. Cilvēks nekādi nespēj savu nogurumu kliedēt, trūkst enerģijas, trūkst uzņēmības. Arī šo rindu autors pārlieku bieži jūtas gauži noguris.
Hronisks nogurums mūsdienās valda ne tikai cilvēka sūdzībās, bet arī sabiedrībā, valstī un Eiropā kopumā. Te nav nekā politiska, bet dažkārt man šķiet, ka esam nogurusi valsts un tauta.
Kas tad izraisa manu nogurumu, man prasa pacients. Un uz šo jautājumu nudien nav viegli atbildēt. Pirms pievērsties hroniskam nogurumam, būtiski būtu izslēgt jebkādas nopietnas slimības, sindromus un traucējumus, kas agri vai vēlu rada nogurumu, piemēram, vēzi, anēmiju, hipotireozi, diabētu, hronisku plaušu slimību vai citas patoloģijas. Mūsdienu gēnu izpēte mums ļauj diagnosticēt arī ģenētiskus mitohondriālos defektus, bet par tiem šoreiz nerakstīšu.
Nogurumam ir dažādas smaguma pakāpes un neskaitāmi cēloņi. Ja aiziesiet pie infektologa, saņemsiet nosūtījumu uz laboratoriju, un labs infektologs atradīs vīrusu vai baktēriju, kas lielā mērā ir vainojama pie jūsu noguruma.
Es savukārt par nogurumu interesējos un stāstu nedaudz citā līmenī – mitohondriju – mūsu “enerģijas rūpnīcu” vai “šūnu spēkstaciju” līmenī.
Katrā cilvēka šūnā darbojas vairāki šādi organoīdi (mikroskopiskas struktūras), kas darbojas kā uzlādējamas baterijas, pārvēršot pārtiku un skābekli enerģijā.
To galvenais uzdevums ir ražot enerģiju, kas nepieciešama visiem šūnas un organisma dzīvības procesiem. Jo vairāk enerģijas konkrētai šūnai nepieciešams (piemēram, sirds muskuļa šķērssvītrotajiem miocītiem vai aknu šūnām), jo vairāk mitohondriju tajā atrodas.
Stāstu par to – kā mitohondriji ražo enerģiju, medicīnas studentiem māca pirmajā kursā, viņi tad spēj uzzīmēt Krebsa ciklu, skaidrot visas formulas un struktūras, pēc tam lēnām piemirst. Ja man šodien būtu jāizskaidro, kā mitohondriji glikozi pārvērš adenozīntrifosfātā (ATF) un enerģiju ražo, man nāktos aizpildīt varākas lapaspuses. Katrā ziņā ATF tiek izmantota muskuļos lai tie sarautos, smadzenēs – lai tās domātu, sirdī – lai tā pukstētu, bet katrā cilvēka šūnā – lai tā atjaunotos. Es pieļauju, ka par visai virspusējo mitohondriju bioķīmijas un fizioloģijas skaidrojumu, ko šodien rakstu, es nesaņemtu labu vērtējumu no Morfoloģijas katedras vadītājas, profesores Māras Pilmanes.
Mitohondrijiem ir vēl viena ļoti nozīmīga funkcija – tie piedalās šūnu dzīvības ciklā un signalizē, kad bojātai vai vecai šūnai ir jāiet bojā (to sauc par apoptozi), tādējādi pasargājot organismu no ļaundabīgu šūnu veidošanās. Ja mitohondriji funkcionē efektīvi, cilvēks jūtas enerģisks un vesels. Savukārt to darbības traucējumi vai bojājumi ir saistīti ar pastāvīgu nogurumu, novecošanās procesiem un dažādām hroniskām slimībām (tai skaitā neirodeģeneratīvām kaitēm, piemēram, Alcheimera slimību). Vēl par mitohondrijiem vēlos pastāstīt, ka tiem ir divas membrānas – gluda ārējā un stipri krokota iekšējā membrāna, kas nodrošina milzīgu virsmas laukumu enerģijas ražošanas ķīmiskajām reakcijām.
Mitohondriji ir unikāli ar to, ka tiem ir pašiem sava dezoksiribonukleīnskābe (DNS), kas atšķiras no kodola DNS. Turklāt bērns mitohondriju DNS manto tikai un vienīgi no savas mātes (tas gan ir tāds vienkāršots skaidrojums).
Mitohondriji ir ārkārtīgi dinamiski un nepārtraukti reaģē uz izmaiņām mūsu organismā, ko izraisa pārtika, gaiss, ūdens, fiziskās aktivitātes, stress, hormonu līmenis, iekaisums, traumas, infekcijas, toksīni utt. Dažkārt tie reaģē uz dažādiem dzīves stresoriem, saplūstot un veidojot supermitohondrijus, kas palielina enerģiju un izturību.
Mitohondriji ir neaizsargāti pret industrializētās dzīves sekām. Pētījumi liecina, ka vairāki mūsdienu faktori – īpaši sadzīves ķīmija, medikamenti, toksīni, vīrusi veicina mitohondriju bojāšanos un dalīšanos. Rezultāts ir cilvēka nogurums, zema motivācija, depresija un grūtības atgūties pēc fiziskām aktivitātēm, slimībām vai citiem stresa faktoriem. Vēl strakāk – slikta mitohondriju veselība palielina risku saslimt ar autoimūnām slimībām, neirodeģeneratī√ām slimībām (kā piemēram Alcheimera un Parkinsona slimību), vēzi. Vienkāršoti – novājinot mitohondrijus, mazinām imunitāti pret vīrusiem, radam zarnu veselības problēmas, palēninām atveseļošanos no slimībām, un – to esmu aizguvis no profesora Andreja Ērgļa – neefektīvāk darbojas cilmes šūnas.
Vīrusi bojā mitohondrijus
Mēs visi laiku pa laikam saslimstam ar vīrusu vai baktēriju infekcijām, taču dažiem cilvēkiem ir arī hroniskas infekcijas, kas bojā viņu mitohondrijus, piemēram, Epšteina-Barra vīrusa infekcija, Laima slimība, pelējuma sēnītes toksīni, sēnīšu infekcijas vai dažu nelabvēlīgu baktēriju pārmērīga vairošanos gremošanas traktā.
Vīrusi un mitohondriji atrodas pastāvīgā cīniņā šūnas iekšienē. Vīrusi ir parazīti, kam nav pašiem savas enerģijas, tāpēc tiem nepieciešami saimniekšūnas resursi un enerģija, proti – ATF, lai tie varētu vairoties un izplatīties.
Savukārt mitohondriji nav tikai šūnas spēkstacijas – mitohondriji ir arī viena no galvenajām organisma imūnsistēmas signalizācijas sistēmām.
Kā tad vīrusam saņemt šūnas enerģiju un citus šūnas resursus? Daudzi vīrusi (piemēram, gripas vīruss, hepatīta vīrusi vai koronavīrusi) maina mitohondriju darbību. Tie cenšas palielināt mitohondriju aktivitāti sākotnējā fāzē, lai iegūtu vairāk ATF savu proteīnu un ģenētiskā materiāla sintēzei. Vīrusi stimulē mitohondriju saplūšanu vai sašķelšanos, lai pielāgotu tos savām vajadzībām un bloķētu šūnas normālo metabolismu.
Kad mitohondriji inficētajā šūnā tiek bojāti vai vīruss mēģina tajos iebrukt, mitohondriji atbrīvo noteiktas signālvielas (piemēram, speciālas molekulas), kas darbojas kā trauksmes signāls vai trauksmes zvans. Un šis zvans brīdina šūnu un apkārtējos audus par briesmām, aktivizējot antivīrusu imūnreakciju, piemēram, stimulējot interferonu veidošanos, kas palīdz cīnīties ar infekciju.
Sarežģītāk ir izskaidrot, kā vīrusi bloķē šūnas pašnāvību (apoptozi) lai pagarinātu savu dzīvi. Normālā situācijā, kad šūna saprot, ka tā ir smagi inficēta ar vīrusu, tā dod signālu mitohondrijiem iedarbināt pašnāvības mehānismu (apoptozi), lai šūna ietu bojā kopā ar visiem tajā esošajiem vīrusiem, tādējādi pasargājot pārējo organismu. Daudzi vīrusi evolūcijas gaitā ir iemācījušies šo procesu bloķēt – tie aizsargā mitohondriju membrānas no sabrukšanas, neļaujot šūnai nomirt, un līdz ar to – paši var netraucēti vairoties tālāk.
Pēc Covid–19 pandēmijas zinātnieki visā pasaulē sāka pētīt garo kovidu vai kovida infekcijas izraisīto hroniskā noguruma sindromu. Covid–19 vīrusu infekcijas laikā vai ilgstoša iekaisuma dēļ mitohondriji tika masīvi bojāti, mitohondriji pēc slimošanas nevarēja efektīvi ražot enerģiju (ATP), cilvēkam pēc izslimošanas vēl ilgi saglabājās smags, pastāvīgs fizisks un garīgs nogurums, muskuļu vājums un smadzeņu migla – šūnām fiziski pietrūka enerģija normālai funkcionēšanai. Katrā ziņā Covid–19 pandēmija deva zinātnei ļoti daudz jaunas informācijas par nogurumu, bezspēku un vājumu kā vīrusa infekcijas sekām.
Ikdienas faktori, kas bojā mitohondrijus
Lai cik tas dīvaini nešķiet – mazkustīgs dzīvesveids ļoti sekmē nogurumu. Ikdienas fiziskā aktivitāte ir veselīgs stresa faktors, kas motivē cilvēka mitohondrijus attīstīt spēcīgāku saplūšanu un funkcionēšanu. Tāpat kā muskuļiem, arī mitohondrijiem ir nepieciešami regulāri treniņi, lai izvairītos no atrofijas.
Katram, kas ir ļoti noguris, kam šķiet neiespējami sportot, būtu jāsāk ar jebkādu fizisko aktivitāti, ko var veikt, un tad – pakāpeniski jāpalielina slodzi.
Mitohondriji iegūst enerģiju no pārtikas, ko mēs ēdam. Ja cilvēks regulāri lieto neveselīgu pārtiku – cukuru, saldinātājus un augsti apstrādātus ogļhidrātus (makaronus, maizi, baltos rīsus), mitohondrijiem trūkst substrāta, kas nepieciešami efektīvai enerģijas ražošanai. Cukurots, ogļhidrātiem bagāts uzturs izraisa insulīna rezistenci – pirmo soli ceļā uz diabētu, kas atņem šūnām glikozes pieejamību. Tas liedz mitohondrijiem degvielu, kas vajadzīga tā spēkstacijas funkcijas darbībai.
Mēs dzīvojam laikmetā, kad toksīnu un smago metālu iedarbība ir bezprecedenta līmenī, un tūkstošiem pētījumu liecina, ka tie bojā mitohondrijus un veicina virkni slimību, piemēram, diabētu un vēzi.
Daudzas bezrecepšu un recepšu zāles bojā trauslos mitohondrijus, un daudzu zāļu vienlaicīga lietošana (polipragmāzija) rada mitohondrijiem pārslodzi.
Mūsu kultūra cildina aizņemtību, čaklu darbu un karjeras izaugsmi, parasti uz veselības rēķina. Strādāšana līdz vēlai naktij vai Netflix sēriju maratoni izraisa mitohondriju darbības traucējumus. Arī hronisks stresa stāvoklis, slikta zarnu mikrobioma veselība, zems antioksidantu līmenis, jutība pret ķīmiskām vielām, nepareizs uzturs negatīvi ietekmē mitohondrijus un izraisa hronisku nogurumu, sāpes, depresiju, prāta neskaidrību un citus simptomus.
Uzturvielas, kas atbalsta mitohondriju darbību, ietver B grupas vitamīnus, K vitamīnu un C vitamīnu. Tomēr ar uztura bagātinātājiem nevar (autora, nevis farmācijas industrijas viedoklis) panākt mitohondriju atjaunošanau. Latvijā ražots, saknēm, dārzeņiem, zaļumiem, augļiem bagāts uzturs ir labākais avots pietiekamam vitamīnu daudzumam.
Sarežģīts aspekts mitohondriju veselības uzlabošanā ir tas, ka mitohondriji paši enerģijas ražošanas cikla ietvaros rada iekaisumu izraisošus brīvos radikāļus.
Brīvie radikāļi ir nestabili atomi ar nepāra elektroniem, kas nozog elektronus no veselām šūnām. Veselam cilvēkam organisma antioksidantu sistēma to kompensē, aizsargājot šūnas, lai mitohondriji varētu veikt savu darbu bez bojājumiem. Iespējams, ka ļoti labs antioksidants mitohondriju veselībai it glutations, ko organisms ražo pats. To dēvē par organisma galveno antioksidantu, jo tas atrodas katrā ķermeņa šūnā un ir kritiski nepieciešams šūnu aizsardzībai, imūnsistēmai un detoksikācijai.
Glutations ir neliels tripeptīds, kas sastāv no trim aminoskābēm: glutamīnskābes, cisteīna un glicīna. Cisteīnā ir sēra atoms, kas darbojas kā magnēts brīvajiem radikāļiem un toksīniem. Glutations ir galvenais vairogs, kas aizsargā mitohondrijus vairākos līmeņos. Tas pirmais piesaista sev bīstamos oksidantus un brīvos radikāļus, neitralizējot tos, pirms tie paspēj sagraut mitohondriju smalko struktūru un membrānu. Mitohondriju aizsardzībā piedalās arī citi antioksidanti (piemēram, C un E vitamīni). Kad šie vitamīni iznīcina brīvos radikāļus, tie paši kļūst par bīstamiem oksidētiem elementiem. Glutations ir tas, kas atgriež tos dzīvē jeb atjauno, lai tie varētu turpināt strādāt. Pēc tam īpašs enzīms – glutationa reduktāze atjauno arī pašu glutationu, lai cikls varētu turpināties.
Atšķirībā no šūnas kodola DNS, mitohondriju DNS nav tik labi aizsargāta ar aizsargproteīniem, tāpēc tā ir ārkārtīgi jutīga pret oksidatīvo stresu. Glutations koncentrējas tieši mitohondriju iekšienē, lai nodrošinātu, ka mitohondriju DNS netiek bojāta, tādējādi saglabājot šūnas spēju ražot enerģiju.
Glutations palīdz mazināt šo šūnu bojājumu vīrusu infekcijas gadījumā, neļauj vīrusiem nekontrolēti iznīcināt šūnas un paātrina atveseļošanos, mazinot risku iedzīvoties hroniskā nogurumā.
Ar gadiem – un tas notiek jau pēc 40–50 gadu vecuma, kā arī hroniska stresa, slikta uztura, slimību vai vides toksīnu ietekmē mazinās organisma spēja ražot pašam savu glutationu.
Ja mitohondrijiem pietrūkst glutationa aizsardzības, tie sāk masveidā sabrukt, cilvēks jūt hronisku nogurumu, paātrinās novecošanās procesi un palielinās risks saslimt ar neirodeģeneratīvām un sirds slimībām.
Glutationa deficīts ir plaši izplatīts, jo mūsdienu dzīvesveida daudzi faktori izsūc šo vitāli svarīgo antioksidantu: toksīni, hronisks iekaisums, daudzu zāļu vienlaicīga lietošana, uzturs, kas bagāts ar pārstrādātiem produktiem un nabadzīgs ar uzturvielām, miega trūkums un hronisks stresa stāvoklis. Literatūrā arvien vairāk atrodami pārliecinoši pierādījumi, ka mitohondriju veselībai un hroniska noguruma mazināšanai glutations ir jāsaņem papildus kā perorālo liposomālo glutationu vai S-acetilglutationu. Iespējams, ka vēl labāk darbojas glutationa intravenozās injekcijas.
Kā rūpēties par veselīgiem mitohondrijiem, lai nodrošinātu enerģiju arī vecumdienās?
Mitohondriji vislabāk darbojas, ja cilvēks ievēro regulāru miega, ēšanas, vingrošanas un citu ikdienas paradumu režīmu. Mūsu miega un nomoda cikls, jeb cirkadiānais ritms, ietver dažādu hormonu precīzi saskaņotu darbību. Mitohondriju darbība un jaunu mitohondriju veidošanās ir ļoti atkarīga no stabila cirkadiāna ritma. Cilvēki ar neregulāru dienas režīmu ir vairāk pakļauti slimībām.
Hormoni ievērojami ietekmē mitohondrijas – un otrādi. Tas attiecas ne tikai uz reproduktīvajiem hormoniem, piemēram, estrogēnu, progesteronu un testosteronu, bet arī uz vairogdziedzera, virsnieru, aizkuņģa dziedzera hormoniem un augšanas faktoru hormoniem.
Testosteronam vīriešiem un progesteronam sievietēm ir pati nozīmīgākā aizsargājošā antioksidanta iedarbība uz mitohondrijiem, savukārt testosterons un vairogdziedzera hormons aktivizē mitohondriju enerģijas ražošanu.
Organismam ir grūtības sintēzēt hormonus, ja mitohondriju funkcija ir vāja (un otrādi). Tas var palīdzēt izskaidrot, kāpēc dažas sievietes perimenopauzes laikā cīnās ar smagiem simptomiem, piemēram, iekaisumu, sāpēm, depresiju, trauksmi, atmiņas zudumu un hronisku veselības traucējumu parādīšanos. Arī vīrieši, kuru testosterona līmenis ar vecumu strauji samazinās, cieš no šiem simptomiem.
Lai gan dažiem cilvēkiem vidējā vecumā var būt nepieciešama hormonu aizstājterapija, to nevajadzētu uzskatīt par universālu līdzekli pret mitohondriālajām problēmām. Tā vietā ir jārisina visu faktoru kopums.
Man ļoti patīk modernās teorijas, ka zarnu mikrobioma veselība ir nozīmīgākais faktors hormonālās sistēmas stabilizēšanai, tātad – arī mitohondriju veselībai. Pētījumi liecina, ka mitohondriji un zarnu baktērijas savstarpēji mijiedarbojas. Veselīgas zarnu baktērijas ražo blakusproduktus, piemēram, īsķēžu taukskābes, kurām organismā ir daudzas svarīgas funkcijas, tostarp efektīvas mitohondriju darbības atbalstīšana.
Un pretēji – neveselīgu zarnu baktēriju blakusprodukti traucē mitohondriju darbību. Pacientiem ar iekaisīgām zarnu slimībām ir liels mitohondriju bojājums.
Jo daudzveidīgākas ir augu šķiedrvielas cilvēka uzturā, jo veselīgākas ir viņa zarnu baktērijas.
Kā padarīt mitohondriju veselības veicināšanu par savas veselības veicināšanu mūža garumā?
Galvenais faktors, kas ietekmē mitohondriju veselību un funkcijas, ir novecošanās, un vecums ievērojami samazina mitohondriju darbības spējas. Bet tieši mūsu mitohondriji palīdz mums saglabāt homeostāzi jeb līdzsvaru, ļaujot mums justies un funkcionēt stabili un labi. Labākā metode kā attālināt novecošanos, ir rūpes par saviem mitohondrijiem.
Labu mitohondriju veselību nav tik viegli panākt, vienkārši uzņemot dažus uztura bagātinātājus, kā to reklamē interneta reklāmas.
Ja esat noguris no noguruma sajūtas, pāreja uz pretiekaisuma diētu, dzīvesveida uzlabošana un fiziskās aktivitātes palīdz mitohondriju veselībai. Ieguvums ir ne tikai lielāka enerģija, bet arī paaugstināta izturība pret vīrusiem un ātrāka atveseļošanās no tiem, labāka smadzeņu darbība, uzlabots garastāvoklis, samazināts saslimstības risks, labāka hormonu darbība un attālināta Alcheimera slimība.
