Эгоистичная митохондрия. Как сохранить здоровье и отодвинуть старость

Вред, наносимый мышцам выматывающими физическими нагрузками, связан со слишком активным потреблением кислорода и жестокими атаками свободных радикалов, а также активацией провоспалительных медиаторов. Симптомами такого вреда являются болезненные ощущения в мышцах, их распухание, длительная потеря ими способности выполнять свои функции. Кроме того, при тяжелых физических нагрузках может преобладать распад белков и нуклеотидов (влекущий за собой потерю энергии). Наконец, в случае перенапряжения организма активное формирование свободных радикалов происходит в сердце, легких и даже крови.

Нам следует учиться проходить между Сциллой изматывающих нагрузок и Харибдой сидячего образа жизни к живительному пространству умеренных физических упражнений.

Умеренность — это ключ ко многим, если не ко всем, вещам, связанным со здоровьем, и физкультурная сторона вопроса не является исключением. Чрезмерное рвение в области физических нагрузок лишает их всякой ценности. А если у организма нет времени на восстановление, то они могут причинить вред (некоторые механизмы истощения энергетических запасов клетки рассмотрены в разделе «D-рибоза»).

Положительные эффекты регулярных, не изматывающих физических упражнений известны на протяжении долгого времени. Такая физическая активность ассоциируется с разнообразными плюсами для здоровья, такими как снижение риска сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, диабета и в целом повышение жизнестойкости организма. Данные исследования, проведенного в 2014 году, свидетельствуют о том, что умеренная физическая нагрузка защищает от возрастной дегенерации мышц. Результаты другого, не зависимого от него исследования, доказывают, что сидячий образ жизни в большей степени, нежели курение, ожирение и высокое кровяное давление, способствует развитию сердечной недостаточности. Физически активный курильщик оказывается более здоровым, нежели некурящий лежебока. Да, физическая активность — это главный источник нашего здоровья.

Однако проблема существует даже в случае умеренных физических нагрузок, когда происходит увеличение скорости формирования свободных радикалов в митохондриях. В рамках соответствующей логики любая физическая активность должна быть сведена к минимуму. К сожалению для обломовых, любящих часами смотреть телевизор, реальность далеко не такая радужная. Физкультура укрепляет здоровье и повышает продолжительность жизни, несмотря на все свободные радикалы.

Но почему свободные радикалы, образующиеся при физической активности, не могут разрушить митохондрии? Во-первых, умеренная нагрузка приводит к умеренному увеличению скорости формирования свободных радикалов. Во-вторых, физические упражнения повышают потребности в энергии, что вызывает деление и биогенезис митохондрий (запускаемые сигналами о преобладании АМФ над АТФ и с помощью других механизмов, таких как PGC-1-α и PPAR-γ). В-третьих, образующиеся свободные радикалы посылают клетке сигнал о необходимости производить больше комплексов для дыхательной цепи переноса электронов. Как я уже отмечал, свободные радикалы иногда играют ключевую роль в клеточном сигналинге.

Подвергающаяся окислению клетка понимает, что ей нужно больше митохондрий и больше ЭТЦ внутри каждой митохондрии для того, чтобы соответствовать повышенным физическим нагрузкам. При регулярном выполнении физических упражнений средней интенсивности число митохондрий в каждой клетке организма увеличивается, а в каждой митохондрии растет число ЭТЦ.

В состоянии покоя каждая митохондрия и каждая клетка физически подготовленного организма обладает повышенным запасом энергии. И так люди уподобляются птицам! В митохондриях физически активных и крепких людей образуется гораздо меньше свободных радикалов, чем в митохондриях людей, ведущих сидячий образ жизни. Кроме того, первые производят больше энергии (благодаря которой совершенствуется тело) и меньше свободных радикалов во время своей активности, нежели вторые. В реальной жизни мы видим, как на клеточном уровне шаг назад (окисление) необходим для того, чтобы сделать два шага вперед (повышение функциональности и энергетического потенциала митохондрий).

Итак, мы нашли способ уподобиться птицам (вспомним раздел «Как птицы это делают?»). Полет требует невероятного количества энергии, и со временем птицы научились генерировать ее. Находясь в состоянии покоя, они обладают огромным энергетическим потенциалом, и поэтому на протяжении большей части жизни птичьего организма в нем формируется гораздо меньше свободных радикалов, чем у млекопитающих.