Marzeniem każdego człowieka jest pozostanie młodym jak najdłużej. Nie chcemy starzeć się ani chorować, boimy się wszystkiego — raka, choroby Alzheimera, zawałów serca, udarów... Czas zrozumieć, skąd bierze się rak, czy istnieje związek między niewydolnością serca a chorobą Alzheimera, niepłodnością i utratą słuchu. Dlaczego suplementy antyoksydacyjne czasami szkodzą bardziej, niż przynoszą korzyści? I najważniejsze: czy możemy żyć długo i zdrowo, a jeśli tak, to jak?
W naszym organizmie działają maleńkie "stacje energetyczne" — mitochondria. To one odpowiadają za nasze zdrowie i dobre samopoczucie. Kiedy działają dobrze, nie odczuwamy braku energii. A kiedy źle — cierpimy na choroby. Dr Lee Know odkrywa tajemnicę: choroby, które na pierwszy rzut oka wydają się niezwiązane, takie jak cukrzyca, rak, schizofrenia, przewlekłe zmęczenie, choroba Parkinsona i inne — mają wspólną naturę.
Dziś wiemy, jak poprawić funkcjonowanie mitochondriów, które zapewniają organizmowi 90% energii. W tej książce znajdziesz aktualne informacje na temat odżywiania, stylu życia, diety ketogenicznej oraz suplementów, które przywracają zdrowie mitochondriom, a co za tym idzie, także nam.
Fragment. Zespół mitochondrialny
Czuję się w tym źle, ale muszę to przyznać: byłem widzem reality show "Single na lodzie". Bardzo zafascynował mnie trzeci odcinek 17 sezonu (styczeń 2013 roku), w którym Sin (singiel) i Ashley (uczestniczka) spotkali się z dwiema dziewczynami cierpiącymi na choroby mitochondriów. Dla wielu z was, jeśli oglądaliście ten odcinek, to było pierwsze zetknięcie z zespołem mitochondrialnym (zespół mitochondrialny to zespół chorób związanych z wrodzonymi uszkodzeniami mitochondriów). Ta grupa chorób jest jednak badana coraz dokładniej, gdy technologie testowania genetycznego i sekwencjonowania stają się prostsze, tańsze i bardziej dostępne.
Do początku lat 80-tych XX wieku, kiedy genom mitochondriów człowieka został w pełni zsekwencjonowany, informacje na temat chorób mitochondrialnych były rzadkie. Sytuacja zmieniła się wraz z możliwością dekodowania mtDNA wielu chorych. Doprowadziło to do gwałtownego wzrostu liczby zarejestrowanych pacjentów cierpiących na dziedziczne choroby mitochondrialne. Ich liczba obejmuje około jednego na pięć (a czasem dwa i pół) tysięcy ludzi. Nie uwzględniamy tutaj osób z niewyraźnymi formami chorób mitochondrialnych. Ponadto znacznie wzrósł także wykaz objawów syndromu mitochondrialnego, co świadczy o chaotycznej naturze tych chorób.
Choroby mitochondrialne charakteryzują się niezwykle skomplikowanymi wzorcami genetycznymi i klinicznymi, stanowiąc mieszankę bardzo szerokiego zakresu istniejących kategorii diagnostycznych. Wzorce dziedziczenia czasami podporządkowują się, a czasami nie podporządkowują prawom Mendla. Mendel opisał prawidłowości dziedziczenia cech za pośrednictwem normalnych genów jądrowego DNA. Prawdopodobieństwo wystąpienia cechy genetycznej lub choroby dziedzicznej można łatwo obliczyć na podstawie ilościowego przewidywania wyników podziału potomstwa pod względem różnych cech jakościowych poprzez losowe dziedziczenie jednej z dwóch kopii tego samego genu od każdego z rodziców (w wyniku każdy potomek otrzymuje dwie kopie każdego genu). W przypadkach, gdy syndrom mitochondrialny spowodowany jest defektem genów jądrowych, odpowiednie wzorce dziedziczenia rzeczywiście podlegają zasadom Mendla. Istnieją jednak dwa rodzaje genomów, które zapewniają funkcjonowanie mitochondriów: DNA mitochondrialne (przekazywane tylko w linii matczynej) i DNA jądrowe (dziedziczone od obojga rodziców). W związku z tym typy dziedziczenia wahają się od autosomalnie dominującego do autosomalnie recesywnego, a także do przekazywania materiału genetycznego w linii matczynej.
Sytuację jeszcze bardziej komplikuje fakt, że w komórce dochodzi do złożonych interakcji między mtDNA a jądrowym DNA. W wyniku tego te same mutacje mtDNA mogą powodować znacząco różniące się objawy u rodzeństwa mieszkającego w tej samej rodzinie (mogą mieć różne jądrowe DNA przy identycznym mtDNA), podczas gdy mutacje mogą powodować identyczne objawy. Nawet w przypadku bliźniaków z identyczną diagnozą mogą występować radykalnie różniące się obrazy kliniczne choroby (konkretne objawy zależą od tego, które tkanki są dotknięte patologicznym procesem), podczas gdy osoby z mutacjami mogą cierpieć na podobne objawy, tworzące ten sam obraz choroby.
Niemniej jednak w macierzystej komórce jajowej istnieje wiele wariantów mtDNA, co unieważnia wszelkie prognozy dotyczące wyników dziedziczenia genetycznego. Natura tej grupy chorób jest tak chaotyczna, że zestaw objawów odpowiadających tym chorobom może zmieniać się z dekady na dekadę i różnić się nawet u rodzeństwa z identycznymi mutacjami DNA mitochondriów. Co więcej, czasami zespół mitochondrialny może po prostu zniknąć, mimo że był (lub miał być) dziedziczony. Jednak takie szczęśliwe przypadki to rzadkość, a najczęściej choroby mitochondrialne postępują. W tabelach 2.2 i 2.3 przedstawione są choroby i objawy związane z dysfunkcją mitochondriów, jak również czynniki genetyczne tych chorób. Obecnie nauka zna ponad 200 typów mutacji mitochondriów. Wyniki badań wskazują, że wiele chorób degeneracyjnych jest spowodowanych mutacjami tego rodzaju (co oznacza, że musimy przeklasyfikować ogromną liczbę chorób, przenosząc je do kategorii chorób mitochondrialnych).
Jak wiadomo, te mutacje mogą prowadzić do tego, że mitochondria przestają pełnić funkcję produkcji energii, w wyniku czego komórki mogą przerwać swoją pracę lub umrzeć. Wszystkie komórki (z wyjątkiem czerwonych krwinek) zawierają mitochondria, a więc zespół mitochondrialny wpływa na wieloskładnikowe oraz różnorodne systemy organizmu (jednocześnie lub po kolei).
Tabela 2.2. Cechy, objawy i choroby wywołane dysfunkcją mitochondrialną
Tabela 2.3. Wrodzone choroby wywołane dysfunkcją mitochondrialną
Oczywiście niektóre narządy lub tkanki potrzebują energii więcej niż inne. Kiedy energie potrzebne dla danego narządu nie mogą być zaspokojone w pełni, zaczynają pojawiać się objawy zespołu mitochondrialnego. Przede wszystkim dotyczą one funkcji mózgu, układu nerwowego, mięśni, serca, nerek oraz układu hormonalnego, czyli wszystkich narządów, które do prawidłowego funkcjonowania potrzebują dużej ilości energii.
Nabyte choroby wywołane dysfunkcją mitochondrialną
W miarę jak rośnie nasze zrozumienie funkcji i dysfunkcji mitochondrialnej, zaczynamy sporządzać długą listę chorób, które mają swoje podłoże w dysfunkcji mitochondrialnej, oraz wyjaśniać mechanizmy powstawania i rozwoju tych dolegliwości. Dane niektórych ostatnich badań wskazują, że z zespołem mitochondrialnym boryka się jeden na 2500 ludzi. Jeśli jednak dokładnie przeanalizujesz poniższą listę, zgodzisz się, że z dużym prawdopodobieństwem choroby mitochondrialne (wrodzone lub nabyte) wkrótce będą stwierdzane u każdego dwudziestego piątego czy nawet każdego dziesiątego mieszkańca krajów Zachodu.
- Cukrzyca typu II
- Choroby nowotworowe
- Choroba Alzheimera
- Choroba Parkinsona
- Bipolarne zaburzenie afektywne
- Schizofrenia
- Starzenie się i sędziwienie
- Zaburzenia lękowe
- Niealkoholowe stłuszczenie wątroby
- Choroby układu krążenia
- Sarkopenia (utrata masy i siły mięśniowej)
- Nietolerancja wysiłku fizycznego
- Zmęczenie, w tym zespół przewlekłego zmęczenia, fibromialgia i bóle miofascialne
Na poziomie genetycznym z tym wszystkim wiąże się bardzo skomplikowany proces. Energetyczną siłę konkretnej osoby można określić, badając wrodzone nieprawidłowości jej mitochondrialnego DNA. Ale to tylko punkt wyjścia. Z czasem w organizmie gromadzą się nabyte defekty mtDNA, a po przekroczeniu określonego progu przez dany organ zaczyna on szwankować lub staje się podatny na degenerację (każdy organ ma swój próg tolerancji, o czym opowiemy bardziej szczegółowo).
Innym wyzwaniem jest to, że każda mitochondria zawiera do dziesięciu kopii mtDNA, a każda komórka, każda tkanka i każdy organ mają wiele mitochondriów. Stąd w naszym organizmie występuje niepoliczalna ilość defektów w kopiach mtDNA. Dysfunkcja konkretnego organu zaczyna się, gdy procent defektywnych mitochondriów w nim przekracza określoną wartość. To zjawisko nazywa się efektem progowym. Każdy organ i każda tkanka są podatne na specyficzne mutacje i charakteryzują się własnym progiem mutacyjnym, potrzebami energetycznymi i odpornością na działanie wolnych rodników. Kombinacja tych czynników determinuje, jaka będzie reakcja żywego systemu na genetyczne zaburzenia.
Jeśli tylko 10 % mitochondriów jest defektywnych, 90 % pozostałych normalnych generatorów energii komórkowej może zrekompensować dysfunkcję swoich „koleżanek”. Lub, na przykład, jeśli mutacja nie jest zbyt poważna, ale dotknęła dużą liczbę mitochondriów, komórka i tak może działać normalnie.
Istnieje również koncepcja segregacji uszkodzonych mitochondriów: podczas podziału komórki mitochondria są losowo rozdzielane między dwie komórki potomne. Jedna z tych komórek może otrzymać wszystkie zmutowane mitochondria, podczas gdy druga - pełnowartościowe „elektrownie” (oczywiście bardziej prawdopodobne są różne pośrednie przypadki). Komórki z dysfunkcjonalnymi mitochondriami umrą w procesie apoptozy, a zdrowe będą kontynuować swoją pracę (jedno z wyjaśnień nagłego i niespodziewanego zniknięcia zespołu mitochondrialnego). Zjawisko różnic w sekwencji DNA mitochondriów (lub plastydów) w tym samym organizmie, często nawet w jednej komórce, gdy niektóre mitochondria mogą zawierać jakąkolwiek patologiczną mutację, a inne nie, nazywane jest heteroplazmią. Stopień heteroplazmii różni się nawet między członkami tej samej rodziny. Co więcej, poziom heteroplazmii może się zmieniać nawet w obrębie jednego organizmu w zależności od konkretnego narządu lub konkretnej komórki, co prowadzi do bardzo szerokiego zakresu manifestacji i objawów różnego rodzaju chorób mitochondrialnych.
W organizmie rosnącego embrionu, w miarę podziału komórek, mitochondria z mutacjami zapełniają organy i tkanki, które różnią się od siebie pod względem potrzeb energetycznych. I jeśli zmutowane mitochondria zasiedlają komórki w dużych ilościach, które z czasem przemieniają się w metabolizujące struktury (jak mózg czy serce), to dany organizm ma potem problemy z jakością życia (o ile w ogóle jest zdolny do życia). Z drugiej strony, jeśli masa dysfunkcjonalnych mitochondriów gromadzi się przede wszystkim w komórkach o niskiej intensywności metabolizmu (powiedzmy, w komórkach skóry, które regularnie się wymieniają), to nosiciel takich mitochondriów może nigdy nie dowiedzieć się o swoim genetycznym predyspozycjach do zespołu mitochondrialnego. W wspomnianym wcześniej odcinku „Randki w ciemno”, jedna z dziewczyn z chorobą mitochondrialną wydawała się całkiem normalna, podczas gdy druga z całą pewnością cierpiała na poważny niedomaganie.
Niektóre mutacje mitochondrialne rozwijają się spontanicznie z wiekiem w wyniku powstawania wolnych rodników podczas zwykłego metabolizmu. To, co dzieje się później, zależy od wielu czynników. Na przykład, jeśli komórka wypełniona dysfunkcyjnymi mitochondriami dzieli się w szybkim tempie, jak mają to w zwyczaju komórki macierzyste, które pełnią funkcje regeneracyjne, wadliwe generatory energii będą aktywnie rozprzestrzeniać się. Jeśli jednak osłabiona komórka przestaje się dzielić (załóżmy, że mówimy o neuronie), to mutacje pozostaną tylko w tej komórce, co jednak nie wyklucza możliwości przypadkowej udanej mutacji. Tak więc, złożoność genetycznych podstaw zespołu mitochondrialnego wyjaśnia fakt, że wyczerpanie bioenergetycznych zasobów organizmu spowodowane mutacjami mitochondriów objawia się w ramach szerokiego zakresu różnorodnych i złożonych chorób i objawów.
Musimy również pamiętać, że istnieje wiele genów poza mtDNA, które odpowiadają za prawidłowe funkcjonowanie mitochondriów. Jeśli mutacja dotyka genów kodujących RNA, konsekwencje są zazwyczaj bardzo poważne. W przypadkach, gdy dziecko otrzymuje przy poczęciu od któregokolwiek z rodziców zmutowany czynnik transkrypcyjny mitochondriów (przypomnijmy, że czynniki transkrypcyjne to białka kontrolujące proces syntezy mRNA na matrycy DNA poprzez wiązanie się z określonymi miejscami DNA), wszystkie mitochondria w jego organizmie zostaną narażone na działanie patogenne. Jednak jeśli mutacja dotyczy wyłącznie specyficznych czynników transkrypcyjnych, które aktywują się tylko w określonych narządach lub tkankach lub w odpowiedzi na wydzielanie konkretnego hormonu, to odpowiedni efekt patogenny będzie wyłącznie lokalny.
Szeroki zakres chorób mitochondrialnych i ich objawów stanowi poważny problem dla lekarzy (zarówno teoretyków, jak i praktyków), w tym rzeczywistą niemożliwość przewidzenia rozwoju zespołu mitochondrialnego. Istnieje tak wiele chorób mitochondrialnych, że trudno im wszystkim nadać nazwy, a wiele z nich nie zostało jeszcze odkrytych. Nawet szereg znanych chorób degeneracyjnych (choroby układu sercowo-naczyniowego, choroby nowotworowe, różne formy demencji itp.) współczesna nauka odnosi do dysfunkcji mitochondriów.
Ważne jest, aby uświadomić sobie, że chociaż nie ma pełnowartościowego leczenia chorób mitochondrialnych, wiele osób z tymi schorzeniami (szczególnie w przypadku łagodnej lub umiarkowanej formy choroby) może żyć długo i pełnią życia. Jednak w tym celu należy systematycznie pracować, wykorzystując wiedzę, która jest obecnie w naszym zasięgu.
O autorze
Lee Know — licencjonowany lekarz naturopata z Kanady, zdobywca wielu nagród. Koledzy znają go jako przewidującego przedsiębiorcę, stratega i lekarza. Lee zajmował stanowiska konsultanta medycznego, eksperta naukowego oraz dyrektora ds. badań i rozwoju w dużych organizacjach. Oprócz działalności naukowej w swojej firmie, jest również konsultantem w dziedzinie naturalnych produktów zdrowotnych i suplementów diety oraz członkiem redakcyjno-konsultacyjnej rady czasopisma Alive – najchętniej czytanego magazynu o zdrowiu w Kanadzie. Na stałe mieszka w rejonie Wielkiego Toronto z żoną i dwoma synami, szczególnie interesując się wzmacnianiem naturalnego zdrowia i ochroną środowiska.
» Więcej szczegółów o książce można znaleźć na
»
»
Dla użytkowników Habr zniżka 25% przy użyciu kuponu — Mitochondria
Po dokonaniu płatności za wersję papierową książki, na e-mail zostanie wysłana elektroniczna wersja książki.
Źródło: habr.com
