Ли Ноу - Эгоистичная митохондрия. Как сохранить здоровье и отодвинуть старость

Несмотря на сохранение относительно нормальной систолической функции, диастолическая дисфункция — это ранний признак серьезных нарушений работы сердца: застойной сердечной недостаточности. Все кардиологи стремятся сохранить диастолическую функцию своих пациентов, и залогом этому являются обширные запасы АТФ.

Еще один энергозатратный процесс, связанный с сердечной деятельностью, представляет собой поддержание ионного баланса. Между входящим в клетки сердца и исходящим из него потоками должно сохраняться динамическое равновесие, необходимое для сохранения нормального электрохимического градиента, определяющего направление движения ионов через мембрану. Именно электрохимический градиент отвечает за сохранение нормального (регулярного) сердечного ритма. При анормальном электрохимическом градиенте в клетках сердца сердцебиение становится нерегулярным, возникают нарушения частоты, ритмичности и последовательности сокращений отделов сердца ( аритмия ).

Повышенные энергетические потребности сердца удовлетворяются малыми дозами АТФ. В результате запас АТФ должен постоянно снова и снова пополняться, и в этом заключается функция наших митохондрий. Надеюсь, теперь вы можете оценить, насколько важную роль митохондрии играют в «сердечных» вопросах, в том числе жизни и смерти. Впрочем, вскоре вы увидите, что их значимость выходит далеко за пределы сердечно-сосудистой системы: митохондрии представляют собой ключевой фактор, определяющий состояние практически любой функциональной системы организма.

Нуждающиеся в больших объемах энергии ткани особенно сильно зависят от работы митохондрий, и, соответственно, в них наиболее быстро проявляются симптомы митохондриальной дисфункции. Неудивительно, что центральная нервная система одна из первых начинает демонстрировать признаки нарушений биоэнергетических процессов. Нервные клетки (нейроны) поглощают огромное количество энергии, без которых они не могут выполнять свои сложнейшие функции.

Несмотря на то что головной мозг составляет только 2 % от общего веса организма, даже в состоянии покоя он потребляет примерно 20 % от общей энергии организма. Мозг — это клубок бесчисленных нервных сплетений, поэтому нарушение работы митохондрий оказывает на него особенно сильное отрицательное воздействие. И, наоборот, он чутко и положительно реагирует в тех случаях, когда его митохондрии получают нужные питательные вещества.

Круговорот крови по сердечно-сосудистой системе позволяет каждой клетке постоянно обновлять запасы кислорода, глюкозы и других питательных веществ. В мозг поступает непропорционально много циркулирующих по организму крови (14 %) и кислорода (20 %). Испытывая чрезвычайно сильную потребность в энергии, мозг обладает очень маленькими энергетическими резервами. Метаболические процессы в нем выстроены так, что без притока новых источников энергии мозг может нормально функционировать только в течение одной минуты. Отсюда следует, что нейроны головного мозга крайне чувствительны к ишемии (нарушению кровообращения) и к гипоксии (кислородному голоданию). В случае прерывания устойчивого потока крови через ту или иную ткань головного мозга (это может быть вызвано тромбом в кровеносном сосуде или кровоизлиянием) в клетках этой ткани быстро прекращается обмен веществ. Лишенные кислорода, клетки сначала переходят к анаэробному метаболизму, однако этот маневр позволяет выиграть совсем немного времени. Всего несколько минут без крови, и нейронам наносится невосполнимый ущерб.

Во время инсульта прерывание кровотока происходит неравномерно. Нарушение циркуляции крови тем более выражено, чем ближе оно к очагу поражения, где дефицит крови может быть практически абсолютным. Находящиеся в нем клетки быстро погибают в процессе некроза . Мы помним, что, в отличие от апоптоза , некроз представляет собой неконтролируемый и неупорядоченный процесс, при котором клетки распадаются, а их содержимое попадает на близлежащую ткань, что вызывает воспаление.

Клетки, примыкающие к очагу поражения головного мозга, отмирают спустя часы или сутки после начала инсульта. Как и почему это происходит, пока остается загадкой, однако вторичный ущерб головному мозгу при ишемическом инсульте, по мнению врачей, можно предотвратить. Результаты все новых и новых исследований говорят о том, что как первичный, так и вторичный урон, наносимый нейронам в процессе инсульта, непосредственно связан с митохондриями, равно как связано с ними и врачебное вмешательство (оперативное или терапевтическое).

Интересен тот факт, что митохондрии в большей степени страдают при частичной блокировке кровообращения, чем при полной его остановке. Полное прекращение доступа крови одновременно означает и полное отсутствие кислорода, что, в свою очередь, уберегает митохондрию от окислительного стресса (напомню, речь идет о физиологическом стрессе или повреждении клеток живого организма в результате протекания нехарактерных для собственного метаболизма окислительных реакций) и образования свободных радикалов. Если же кровоток перекрывается лишь частично , то в клетку продолжает поступать небольшое количество кислорода, и, соответственно, к свободным радикалам, образовавшимся вследствие нарушения процесса клеточного дыхания, добавляются новые внутриклеточные агрессоры. Кстати, этот механизм позволяет объяснить и вторичные повреждения головного мозга, о которых говорилось выше.

Результаты проведенного в 1992 году исследования говорят о том, что грань между обратимыми и необратимыми последствиями ишемии заключается в функциональном состоянии митохондрий. Другими словами, все зависит от способности митохондрий восстановить процесс окислительного фосфорилирования.

Будучи особенно чувствительными к сокращению притока артериальной крови, митохондрии клеток головного мозга демонстрируют признаки дисфункции даже при умеренном нарушении мозгового кровотока. Повреждение митохондрий после инсульта имеет много последствий, среди которых нарушение биоэнергетических процессов, нашествие свободных радикалов, блокировка вывода кальция, повышение эксайтотоксичности [22] Эксайтотоксичность (от англ. to excite — возбуждать, активировать) — патологический процесс, ведущий к повреждению и гибели нервных клеток под воздействием ряда нейромедиаторов. и запуск запрограммированной смерти клеток. Отмечу, что нарушение работы одних митохондрий при инсульте запускает цепную реакцию деградации других митохондрий в тех областях мозга, которые хотя бы частично ограничены в поступлении крови. В результате возникает порочный круг клеточного разрушения в постинсультный период.