Эгоистичная митохондрия. Как сохранить здоровье и отодвинуть старость

Итак, до сих пор только ограничение калорий практически у всех исследованных видов (включая беспозвоночных, рыб и теплокровных позвоночных, таких как млекопитающие) может увеличить максимум продолжительности жизни. Этот факт добавляет веса митохондриальной теории старения. Почему это так? Вернемся к одному из приведенных выше примеров: во время голода в странах третьего мира их обитатели испытывают недостаток в клеточном топливе, что приводит к блокированию переноса электронов по дыхательной электротранспортной цепи. Напомним, что в этом случае, несмотря на избыток кислорода, из ЭТЦ выходит очень мало свободных радикалов (ввиду фактического отсутствия электронов). Однако голод — это еще и недостаточность питательных веществ. Низкокалорийная диета отличается от голода тем, что сидящий на ней человек, уменьшая количество калорий в своей пище, тем не менее следит за тем, чтобы плотность питательных веществ в его рационе оставалась достаточно высокой для активной жизнедеятельности. В результате в его организме все равно выделяется очень мало свободных радикалов, так как в ЭТЦ передается оптимальное число электронов.

Другими словами, избыточное употребление калорий означает, что в организме находится слишком много топлива, а следовательно, дыхательные электротранспортные цепи митохондрий оказываются переполнены электронами. Чрезмерное количество электронов вызывает их массовую и слишком быструю утечку. Возможно, именно поэтому ожирение (возникающее тогда, когда человек потребляет гораздо больше калорий, нежели использует) связано с бесконечным числом дегенеративных болезней.

Несмотря на то что повышение максимальной продолжительности жизни для людей — пока еще не решенная задача, приведенные мной только что данные дают весомую надежду на то, что это вскоре произойдет. Способность нашего организма воспроизводить наиболее здоровые митохондрии с лучшей мтДНК, факт того, что митохондрии лучше, чем считалось раньше, восстанавливают свою поврежденную ДНК, а также постоянная ликвидация дефектных митохондрий означают (по крайней мере, теоретически), что клетка способна делать все это неограниченно долго.

Дегенеративные болезни и последующий конец

Нам до сих пор точно не известно, какой именно сигнал запускает процесс апоптоза, но к этому сигналу, вероятно, имеют отношение два фактора: процент дисфункциональных митохондрий и общий уровень АТФ в клетке в соотношении с ее энергетическими потребностями. После поступления сигнала о необходимости начать апоптоз судьба соответствующей ткани или целого органа зависит от специфики составляющих его клеток. Если речь идет о таком типе клеток, которые регулярно заменяются стволовыми клетками с их сохранившимися в первозданном состоянии митохондриями, то проблем не возникнет. Но если апоптоз начинается среди незаменимых (как правило) клеток, ткань начинает атрофироваться, а оставшимся клеткам приходится выполнять все более тяжелую нагрузку, удовлетворяя потребности органа. По мере того как выживающие клетки приближаются к собственному «порогу смерти», они становятся все более уязвимыми к бесчисленному количеству внешних факторов, накладывающих на них дополнительное бремя. Чем старше становится человек, тем меньшее число клеток вынуждено выполнять работу, предназначенную для многих. Следует подчеркнуть: это объясняет только факт того, что исследователи не могут зафиксировать выход митохондриальных мутацией из-под контроля. Дефектные митохондрии и клетки, в которых они находятся, постоянно уничтожаются жизнью. К несчастью, при этом число функциональных клеток в каждом из специфических органов все равно уменьшается, а атрофия нарастает.

Именно так развиваются дегенеративные болезни. Понижение качества бета-клеток в поджелудочной железе ведет к падению уровня инсулина в организме; атрофия сердечных мышц делает их сокращения менее эффективными, а отмирание нейронов головного мозга означает развитие деменции. В каждом случае происходит пересечение некоего порога, за которым начинается разрушение. Потеря нескольких клеток в сердце вряд ли приведет к сердечной недостаточности, но потеря достаточного их числа вызовет нарушения в работе сердца.

Если вы думаете, что тема дегенеративных болезней сильно напоминает тему старения, то совершенно правы. По сути, речь идет о похожих и взаимосвязанных процессах. Отсюда следует важный вывод: если мы найдем способ воздействовать на вызывающий дегенеративные заболевания процесс старения, то (по крайней мере, теоретически) сможем выйти за предел существующего максимума продолжительности жизни и отсрочить все связанные с увяданием болезни.