Эгоистичная митохондрия. Как сохранить здоровье и отодвинуть старость

Люди с оптимально работающими митохондриями справляются с энергетическими требованиями индуцированной стрессом нейропластичности и защищены от депрессии. Если же митохондрии человека находятся в плачевном состоянии, то истощение энергетического запаса головного мозга может нарушить его нейропластичность (и, стало быть, способность к адекватной адаптации), что через какое-то время вызовет риск заболевания клинической депрессией.

Я не утверждаю, что все пациенты с дисфункцией митохондрий страдают от депрессии или что все депрессивные пациенты переживают нарушение работы митохондрий. Тем не менее в ряде определенных случаев патология митохондрий действительно может быть причиной депрессии. Если это так, то перед нами открываются великолепные возможности как понимания природы депрессии, так и ее лечения.

Синдром дефицита внимания и гиперактивности: митохондрии

Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) — это разноплановое нарушение, застрагивающее значительную и все возрастающую часть человечества. Это стойкое неврологическо-поведенческое расстройство развития, начинающееся в детском возрасте. Проявляется такими симптомами, как трудности концентрации внимания, гиперактивность и плохо управляемая импульсивность. Кроме того, при СДВГ у взрослых возможны снижение интеллекта и трудности с восприятием информации. Результаты нескольких исследований соотносят СДВГ с маркерами повышенного окислительного стресса и активности свободных радикалов. Также появляются все новые доказательства того, что данное расстройство связано с вредными атмосферными загрязнениями, которые отрицательно влияют на работу митохондрий.

Впрочем, каковы бы ни были причины (вредные выбросы, те или иные болезни, генетическая предрасположенность) необычно яростных атак свободных радикалов на митохондрии, наносимый этими атаками ущерб, возможно, является важным фактором в некоторых (не исключено, что во многих) случаях появления СДВГ. Это означает, что устранение дисфункции митохондрий может быть перспективным методом лечения некоторых больных СДВГ.

Как мы уже знаем, дисфункция митохондрий, возникающая в результате атаки свободных радикалов, приводит к энергетическому дефициту, а значит, к неэффективности и нестабильности передачи информации в нейронных сетях астроцитами (глиальными клетками мозга, которые составляют мозговое вещество, — основную не нейронную часть центральной нервной системы). Астроциты играют важную роль в обеспечении нервных клеток энергетическими ресурсами. Они получают лактат из глюкозы (запасов гликогена) и отправляют его в нейроны, которым необходима энергия для быстрой передачи информации. Кроме того, астроциты обеспечивают лактатом олигодендроцитов, использующих его для синтеза миелина[28]. Это позволяет быстро передавать нервные импульсы. Астроциты обладают рецепторами, воспринимающими основные нейротрансмиттеры, используемые при передаче информации в «матрице» головного мозга, и способны выделять сигнальные молекулы, регулирующие выделение нейромедиаторов аксонами. Это доказывает, что они прямо вовлечены в информационную работу нейронов.

Согласно одной из биоэнергетических теорий — модели энергетического дефицита, — развитие поведенческих симптомов при СДВГ прямо связано с нарушением передачи лактата от астроцитов к нейронам. В рамках астроцитарно-нейронного шаттла (цикла) лактата глюкоза попадает в астроциты и преобразуется в запасы гликогена. После этого астроциты превращают гликоген в лактат, который высвобождается в межклеточное пространство и забирается нейронами.

Это критически важный механизм, потому что, как я упоминал выше, головной мозг потребляет приблизительно 20 % энергии всего организма. Астроцитарно-нейронный шаттл запускается именно в периоды интенсивной активности нервной системы, когда потребность в энергии превышает предложение. Глюкоза может как напрямую попадать в нейроны, так и находиться в гликогене астроцитов. Нейроны используют лактат в ходе цикла Кребса, а затем окислительного фосфорилирования, ведущего, как мы помним, к синтезу АТФ.

Лактат — крайне важный источник энергии для нейронов с их способностью к быстрому возбуждению, причем источник более качественный, нежели глюкоза. Причина этого заключается в том, что лактат, будучи продуктом гликолиза, а не материалом для него, способен быстрее производить АТФ. Кроме того, в отличие от глюкозы, лактат не требует АТФ для своего метаболизма (запомните, что для превращения глюкозы в лактат необходимы две молекулы АТФ). Так как нейроны испытывают нужду в большом количестве энергии, головной мозг, эволюционируя, научился использовать самый качественный из доступных ему энергетических источников для максимально быстрой передачи информации по нейронным сетям.