Энергия мозга. Теория развития всех психических заболеваний, объясняющая их общую причину

Как это ни парадоксально, энергия и митохондрии необходимы и для включения, и для выключения клеток. Можно сравнить выключатель с электронными тормозами автомобиля, для работы которых требуется энергия. При недостатке энергии для полного и быстрого торможения в нужный момент автомобиль может стать неуправляемым и спровоцировать серьезные нарушения дорожного движения. Эти двоякие последствия метаболической и митохондриальной дисфункции важно понимать. Одни клетки при недостатке энергии будут работать дольше, чем нужно, в то время как другие, наоборот, не смогут работать. Я еще вернусь к этому вопросу позже.

Включение и выключение клеток имеет критическое значение. Понимание этой функции поможет нам объяснить многие симптомы психических заболеваний. Между тем митохондрии делают гораздо большее. В настоящее время проводятся активные исследования роли этих органелл в здоровье человека, которая охватывает почти все области медицины.

Давайте рассмотрим некоторые другие функции митохондрий, связывающие их с психическим здоровьем.

Митохондрии оказывают широкое влияние на регулирование обмена веществ

В 2001 году впервые было сообщено, что пептид под названием «гуманин» оказывает широкое влияние на обмен веществ и здоровье (10). Ген, отвечающий за этот пептид, находится как в митохондриальной, так и в ядерной ДНК. Впервые он был обнаружен в ходе исследований болезни Альцгеймера. После его открытия были выявлены два других пептида, MOTS-c и SHLP1-6, которые включили в новый класс молекул под названием «митохондриальные пептиды». Гены для этих пептидов находятся в митохондриальной ДНК, и эти пептиды производятся митохондриями. В настоящее время они представляют большой интерес для исследователей. Было доказано, что они оказывают благоприятное воздействие на такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, инсульты, диабет, инфаркты и некоторые виды рака, а также влияют на обмен веществ, выживание клеток и воспаление (11). Существование этих пептидов позволяет предположить, что митохондрии способны общаться друг с другом посредством пептидных сигналов, тем самым регулируя обмен веществ по всему организму.

Митохондрии помогают вырабатывать и регулировать нейромедиаторы

В психиатрии медиаторам уделяется огромное внимание. Как оказалось, митохондрии играют важнейшую роль в их производстве, выделении и общей регуляции.

Отдельные нейроны зачастую специализируются на производстве какого-то одного конкретного нейромедиатора. Одни вырабатывают серотонин. Другие производят дофамин. Для производства нейромедиаторов требуется энергия и строительные блоки. Митохондрии обеспечивают и то и другое. Они играют непосредственную роль в производстве ацетилхолина, глутамата, норадреналина, дофамина, ГАМК и серотонина (12). После производства нейромедиаторы хранятся в везикулах, или маленьких пузырьках, пока не будут готовы к использованию. Везикулы, наполненные нейромедиаторами, движутся по аксону, чтобы добраться до места их конечного высвобождения. Для этого требуется энергия. Сигнал к высвобождению нейромедиаторов зависит от потенциала покоя мембраны и уровня кальция, о которых я уже говорил ранее. Как только этот сигнал поступает, фактический выброс нейромедиаторов также требует энергии. Удивительно, но после высвобождения нейромедиаторов в одном месте митохондрии перемещаются в другое место клеточной мембраны для высвобождения новой порции нейромедиаторов (13). После этого нейромедиаторы оказывают свое действие на клетку-мишень, будь то другая нервная, мышечная или железистая клетка, а затем всасываются обратно в терминалы аксона (этот процесс называется повторным поглощением), и, как вы догадались, на это тоже требуется энергия. Далее они снова упаковываются в везикулы для следующего цикла – и снова никуда без энергии.

Обычно в синапсах митохондрии содержатся в большом количестве. Когда они не могут по какой-то причине добраться до синапсов, нейромедиаторы не высвобождаются, даже при наличии АТФ (14).

Нарушение нормальной работы митохондрий может привести к дисбалансу нейромедиаторов, а так как нейромедиаторы обеспечивают важную связь между нервными клетками, то этот дисбаланс может нарушить нормальную работу мозга.