Глубоко внутри клеток вашего тела находятся крошечные электростанции – митохондрии. Эти «станции» находятся почти в каждой клетке тела и отвечают за производство энергии, которая поддерживает нас.
С виду шуточное название митохондрий дали им ученые благодаря их способности создавать аденозинтрифосфат (АТФ), универсальный носитель энергии для всех клеток, от которого мы все зависим. Он вырабатывается в ходе сложного метаболического процесса — так называемого клеточного дыхания. Без АТФ невозможны ни дальнейший обмен веществ, ни обновление клеток, ни пищеварение, ни даже концентрация внимания.
Как все начиналось
История митохондрий увлекательна. Миллиард лет назад они были независимыми микроорганизмами. Но в процессе эволюции они нашли приют внутри других клеток, взяв на себя жизненно важную задачу производства энергии с помощью кислорода. Только благодаря этому симбиозу та жизнь на Земле, какой мы ее знаем, вообще стала возможной.
Митохондрии имеют размер всего 2-8 микрометров, размер бактерии, но они сохраняют собственную ДНК, это позволяет им размножаться независимо от клетки. У них также есть собственный генетический материал, который содержит информацию, необходимую для контроля производства энергии. Так митохондрии стали самыми важными производителями энергии в организме.
Митохондрии: взгляд изнутри
Эти крошечные клеточные органеллы были обнаружены в середине XIX века. В 1897 году впервые появился термин «митохондрия», составленный из греческих слов mitos — «нить» и chondrion — «гранула». В начале 1950-х годов, когда появились первые электронные микроскопы, ученым удалось изучить микроструктуру митохондрий. Они узнали, что митохондрии имеют овальную форму и окружены двойной мембраной, внутри которой находится сеть из трубочек, которые называются кристами.
Внутренняя мембрана расположена в виде складок и окружает так называемый матрикс — внутреннюю часть митохондрии. Складки служат для увеличения площади поверхности, что обеспечивает более быстрое протекание реакций в матриксе. Между внутренней и внешней мембранами находится межмембранное пространство, в котором содержится широкий спектр веществ и ферментов. Ими митохондрии могут обмениваться с окружающей средой через внешнюю мембрану.
В то же время структура митохондрий напоминает тюремную камеру со строгими условиями. Ни в одних других клетках нет столь тщательно продуманных мер защиты. Это понятно, ведь от их качества и производительности зависит выработка энергии в организме.
Больше митохондрий — больше пользы
Молодые и здоровые митохондрии работают лучше, чем старые и слабые, но все они размножаются. Митохондрии находятся в постоянном контакте друг с другом и образуют своего рода сеть органелл, которая проходит через всю материнскую клетку. Эта сеть постоянно меняет свою форму, чтобы приспосабливаться к различным условиям.
Отдельные митохондрии могут сливаться друг с другом и снова разделяться, поэтому молодые митохондрии на самом деле не совсем новые: они возникают в результате деления материнской органеллы. Впрочем, митохондриальный генетический материал в целом остается более или менее неповрежденным, и, к сожалению, иногда распределяется неравномерно среди возникающих митохондрий.
Количество этих крохотных «электростанций» также определяет, сколько энергии будет у организма: у человека митохондрий нет только в эритроцитах. В метаболически активных клетках печени их может быть до 6000 на одну клетку, в нервной клетке — около 10 000, в яйцеклетке — до 100 000, а митохондрии в сердечной мышце составляют примерно 36 % от ее общего веса. Таким образом, чем активнее клетка, тем больше в ней митохондрий и тем лучше ее метаболизм.
У митохондрий тоже есть «враги»
При производстве энергии с участием кислорода образуются нежелательные продукты распада — свободные радикалы. Именно поэтому существует двойная защитная мембрана маленьких «электростанций»: свободные радикалы необходимо сдерживать. Сложная многослойная структура защищает митохондриальную ДНК и тем самым поддерживает производство энергии.
Для защиты (и не только) жизненно важных митохондрий организм также использует антиоксиданты. Это вещества, которые подавляют свободные радикалы. Они поступают в организм с пищей: например, витамины А, С и Е, различные каротиноиды и множество вторичных растительных соединений. Помимо этого, в организме есть многочисленные защитные ферменты. Например, фермент супероксиддисмутаза, защищающий от свободных радикалов, доступен нам с первого вдоха, но для его выработки организму нужны медь, марганец и цинк.
У нашего организма есть еще одно чудо-оружие: глутатион, антиоксидант, который состоит из трех аминокислот: глутамина, цистеина и глицина. В основном он содержится во фруктах и овощах. Если его достаточно в организме, он может нивелировать вред, наносимый свободными радикалами. Есть предположение, что работа митохондрий в значительной степени зависит от метаболизма глутатиона,
Фактор здоровья
Зачем прилагать усилия по защите митохондрий? Дело в том, что наше физическое благополучие напрямую зависит от их количества и состояния. Более 90 % клеточной энергии производится митохондриями, поэтому медики уделяют им все больше внимания. С их неправильным функционированием связывают множество хронических заболеваний. И действительно: сбои в работе митохондрий (из-за их повреждения или старения) приводят к нежелательным последствиям. К ним относится целый ряд состояний: от хронической усталости до рака.
Больше митохондрий в условиях гипоксии
Есть еще один способ улучшить качество митохондрий в организме – гипокси-гипероксические тренировки, они омолаживают митохондрии. Как только к митохондриям перестает поступать достаточное количество кислорода, они в течение очень короткого периода меняют форму. Это первый признак того, что они хотят увеличить производство энергии. Если ситуация с дефицитом кислорода сохраняется, как во время длительного пребывания в горах, или если она повторяется, как при регулярных тренировках в условиях гипоксии, митохондрии размножаются, чтобы иметь возможность производить больше топлива в виде АТФ.
В следующий раз, когда вы сделаете глубокий вдох и почувствуете прилив энергии, вспомните крошечные «электростанции», усердно работающие в ваших клетках, чтобы поддерживать вас. Эти «маленькие, но смелые» органеллы играют решающую роль в поддержании нашей жизни и здоровья, и в наших силах помочь им в этом нелегком деле.
Если у Вас возникли вопросы, заполните форму ниже и наши менеджеры свяжуться с Вами в ближайшее время
