Čo sú to mitochondrie a prečo je dôležité ich posilniť?

Mitochondrie sú prítomné takmer vo všetkých typoch ľudských buniek a majú zásadný význam pre naše prežitie. Vytvárajú väčšinu adenosintrifosfátu (ATP), energetickej meny bunky. Mitochondrie sa podieľajú aj na ďalších úlohách, ako je signalizácia medzi bunkami a bunková smrť, inak známa ako apoptóza.

 

Čo sú mitochondrie a ako nám pomáhajú?

Mitochondrie sú špecializované štruktúry v bunkách. Podieľajú sa na mnohých bunkových procesoch, ale ich najdôležitejšou funkciou je získavať energiu, ktorá je uložená v chemických väzbách živín (vo forme elektricky nabitých častíc zvaných elektróny), a premieňať ju na formu energie, ktorú môžu bunky využiť na pohon svojej činnosti.

 

Táto forma energie je molekula zvaná ATP (adenosintrifosfát) a tento proces sa nazýva bunkové dýchanie. Pretože mitochondrie vytvárajú približne 90 % všetkého ATP produkovaného v tele, hovorí sa im "elektráreň bunky".

 

Pokiaľ mitochondrie pracujú optimálne, bunky sú efektívne zásobované palivom a biologické procesy prebiehajú hladko. Keď sú však mitochondrie nefunkčné, začnú sa v nich hromadiť poškodenia a bunkové procesy sa začnú postupne narušovať. Dysfunkcia mitochondrií spôsobená hromadením poškodenia je vlastne jedným z charakteristických znakov starnutia.

 

Zloženie mitochondrie

Mitochondrie sú malé, často s veľkosťou 0,75 až 3 mikrometre, a nie sú pod mikroskopom viditeľné, pokiaľ nie sú zafarbené. Na rozdiel od iných organel (miniatúrnych orgánov vo vnútri bunky) majú dve membrány, vonkajšie a vnútorné. Každá membrána má inú funkciu.

 

Mitochondrie sú rozdelené do rôznych oddielov alebo oblastí, z ktorých každá plní odlišné úlohy.

 

• Vonkajšia membrána - Vonkajšou membránou môžu voľne prechádzať malé molekuly. Táto vonkajšia časť obsahuje bielkoviny zvané poriny, ktoré tvoria kanály umožňujúce priechod bielkovín. Vonkajšia membrána tiež hostí rad enzýmov s najrôznejšími funkciami.
  
  
• Medzimembránový priestor - Ide o priestor medzi vnútornou a vonkajšou membránou.
  
  
• Vnútorná membrána - V tejto membráne sa nachádzajú bielkoviny, ktoré majú niekoľko funkcií. Pretože vo vnútornej membráne nie sú žiadne poriny, je pre väčšinu molekúl nepriepustná. Molekuly môžu vnútornou membránou prechádzať iba v špeciálnych membránových prenášačoch. Vnútorná membrána je miestom, kde sa vytvára väčšina ATP.
  
  
• Kristy - Sú to záhyby vnútornej membrány. Zväčšujú povrch membrány, a tým zväčšujú priestor na chemické reakcie.
  
  
• Matrix - Vnútorná membrána je tvorená z niekoľkých častí, ktoré sa nachádzajú na povrchu membrány: Je to priestor vo vnútri vnútornej membrány. Obsahuje stovky enzýmov a je dôležitá pre tvorbu ATP. Je tu umiestnená mitochondriálna DNA (pozri nižšie).

 

mitochondria

 

Rôzne typy buniek majú rôzny počet mitochondrií. Napríklad zrelé červené krvinky nemajú žiadne, zatiaľ čo pečeňové bunky ich môžu mať viac ako 2 000. Bunky s vysokou potrebou energie majú tendenciu mať väčší počet mitochondrií. V bunkách srdcového svalu zaberajú mitochondrie približne 40 % cytoplazmy.

 

Mitochondriálna DNA

Hoci väčšina našej DNA je uložená v jadre každej bunky, mitochondrie majú vlastnú sadu DNA. Zaujímavé je, že mitochondriálna DNA (mtDNA) sa viac podobá bakteriálnej DNA. V mtDNA sú uložené inštrukcie pre rad bielkovín a ďalšie podporné vybavenie buniek v 37 génoch.

 

Počas reprodukcie pochádza polovica DNA dieťaťa od otca a polovica od matky. Dieťa však vždy získava mtDNA od svojej matky. Z tohto dôvodu sa mtDNA ukázala ako veľmi užitočná na sledovanie genetických línií.

 

Funkcie mitochondrií 

Hlavnou funkciou mitochondrie je tvorba energie, ale nie je to jej jediná funkcia. Medzi ďalšie dôležité funkcie patrí bunková smrť, produkcia tepla a skladovanie vápnika.

 

Výroba energie

 

ATP, zložitá organická chemická látka, ktorá sa vyskytuje vo všetkých formách života, je často označovaná ako molekulárna menová jednotka, pretože poháňa metabolické procesy. Väčšina ATP sa vyrába v mitochondriách prostredníctvom množstva reakcií známych ako citrátový alebo Krebsov cyklus.

 

Produkcia energie prebieha väčšinou v záhyboch alebo v kristoch vnútornej membrány. Mitochondrie premieňajú chemickú energiu z prijímanej potravy na energetickú formu, ktorú môže bunka využiť. Tento proces sa nazýva oxidatívna fosforylácia.

 

V Krebsovom cykle vzniká chemická látka zvaná NADH. NADH využívajú enzýmy na výrobu ATP. V molekulách ATP je energia uložená vo forme chemických väzieb. Keď sa tieto chemické väzby prerušia, je možné energiu využiť.

 

 

Skladovanie vápnika

 

Vápnik je nevyhnutný pre množstvo bunkových procesov. Napríklad uvoľnenie vápnika späť do bunky môže iniciovať uvoľnenie neurotransmiteru z nervovej bunky alebo hormónov z endokrinných buniek. Vápnik je okrem iného nevyhnutný aj pre funkciu svalov, oplodnenia a zrážania krvi.

 

Pretože je vápnik taký dôležitý, bunka ho prísne reguluje. Mitochondrie sa na tom podieľajú tým, že rýchlo absorbujú ióny vápnika a zadržiavajú ich, kým nie sú potrebné. Medzi ďalšie úlohy vápnika v bunke patrí regulácia bunkového metabolizmu, syntéza steroidov a hormonálna signalizácia.

 

Produkcia tepla

 

Keď je nám zima, trasieme sa, aby sme sa zahriali. Telo však môže vytvárať teplo aj inými spôsobmi, jedným z nich je využitie tkaniva zvaného hnedý tuk. Tento proces je známy ako termogenéza bez chvenia. Hnedý tuk sa nachádza v najvyššej miere u detí, keď sme náchylnejší na chlad, a s vekom sa jeho hladina pomaly znižuje.

 

Bunková smrť

 

Bunková smrť, nazývaná aj apoptóza, je nevyhnutnou súčasťou života. Akonáhle bunky zostarnú alebo sa poškodia, sú odstránené a zničené. Mitochondrie pomáhajú rozhodovať o tom, ktoré bunky budú zničené.

 

Mitochondrie uvoľňujú cytochróm C, ktorý aktivuje kaspázu, jeden z hlavných enzýmov podieľajúcich sa na ničení buniek počas apoptózy. Pretože pri niektorých ochoreniach, ako je rakovina, dochádza k poruche normálnej apoptózy, predpokladá sa, že mitochondrie hrajú v tomto ochorení určitú úlohu.

 

 

Prečo je dôležité posilňovať mitochondrie?

Poruchy v mechanizmoch produkcie ATP v mitochondriách, najmä v dráhe zvanej elektrónový transportný reťazec, zvyšujú produkciu vedľajších produktov zvaných reaktívne formy kyslíka, ktoré môžu byť vo vysokých koncentráciách pre mitochondrie škodlivé. Dysfunkcia mitochondrií vytvára valiacu sa snehovú guľu poškodenie, ktorá môže postupne narastať a ovplyvniť všetky biologické procesy v našom tele.

 

K tomu prirodzene dochádza s pribúdajúcim vekom, ale zlepšenie kondície mitochondrií, ich účinnosti pri tvorbe energie a schopnosti predchádzať poškodeniu ich biochemického aparátu alebo ich opravovať môže prispieť k zdravšiemu procesu starnutia. Ako ich ale posilniť?

 

Cvičenie

 

Cvičenie vyžaduje veľké množstvo energie na pohon našich svalov. To zaťažuje svalové mitochondrie, ktoré túto energetickú potrebu signalizujú zvyšku bunky. Svalové bunky reagujú tým, že produkujú viac mitochondrií a viac mitochondriálnych enzýmov. Tým sa zvyšuje respiračná kapacita svalov, tj ich schopnosť produkovať ATP zo živín pre pohon svalovej kontrakcie.

 

Je to adaptácia našich svalových buniek na cvičenie a jeden z dôvodov, prečo sa s tréningom zlepšuje výkonnosť pri cvičení. Cvičenie je tiež jedným z najlepších spôsobov, ako zlepšiť biogenézu a funkciu mitochondrií v starnúcich svaloch, čo pomáha oddialiť s vekom súvisiace pokles mitochondriálnej aktivity a zdravia svalov.

 

Cvičenie je možné rozdeliť do 5 zón srdcovej frekvencie podľa úrovne intenzity vo vzťahu k maximálnej srdcovej frekvencii. Väčšina odborníkov sa domnieva, že na dosiahnutie mitochondriálneho prahu stačí dosiahnuť približne 70 % našej maximálnej tepovej frekvencie (čiže zóna tepovej frekvencie 2). Existujú tiež dôkazy, že vyššia úroveň intenzity po kratšiu dobu (HIIT) môže stimulovať mitochondriálne funkcie.

 

Stručne povedané, jedným z najdôležitejších spôsobov, ako zlepšiť naše metabolické zdravie, je pravidelne cvičiť v zóne 2 a využívať tréningy s vysokou intenzitou na zvýšenie účinnosti mitochondrií a prevenciu ich dysfunkcie.

 

Obmedzenie kalórií

 

Zníženie príjmu kalórií napríklad prostredníctvom pôstovej diéty je najúspešnejším prístupom k zvýšeniu dlhovekosti. Tento úspech možno aspoň čiastočne pripísať zvýšeniu bioenergetickej účinnosti mitochondrií. Obmedzenie kalórií pôsobí ako stresový signál, ktorý v mitochondriách spúšťa rad adaptácií:

 

• Zlepšuje aktivitu elektrónového transportného reťazca a reguluje produkciu reaktívnych foriem kyslíka a oxidačný stres.
• Podporuje mechanizmy kontroly kvality mitochondrií, ktoré sú zodpovedné za prevenciu a/alebo opravu poškodenia.
• Podporuje obnovu mitochondriálnej siete prostredníctvom eliminácie poškodených mitochondrií (autofágia) a produkcie nových mitochondrií (biogenéza).

 

Mitochondriálne živiny

 

Existuje mnoho živín, ktoré pomáhajú mitochondriám vykonávať ich prácu a udržiavať ich kondíciu. Mitochondriálne živiny poskytujú substráty a kofaktory, ktoré podporujú a/alebo stimulujú aktivitu mitochondriálnych enzýmov, posilňujú bunkovú antioxidačnú obranu, vychytávajú voľné radikály a chránia mitochondrie pred oxidáciou a chránia a opravujú mitochondriálne membrány.

 

Medzi mitochondriálne živiny patria vitamíny skupiny B, minerálne látky, polyfenoly a ďalšie živiny, ako je napríklad L-karnitín, kyselina alfa-lipoová, koenzým Q10, pyrrochinolinchinón a kreatín. Možno ich užívať ako doplnky stravy alebo ich možno nájsť v prirodzených, nespracovaných potravinách, tj v ovocí a zelenine, orechoch a semenách, morských plodoch a mäse.

 

Mnohí z nás majú nízky obsah horčíka. Tento špeciálny minerál je nevyhnutný na udržanie zdravia mitochondrií a optimalizáciu energie. Oplatí sa užívať doplnky stravy s horčíkom a jesť potraviny, ako je tmavo zelená zelenina, mäso a orechy.

 

Kvalitný spánok

 

Ľudský mozog potrebuje veľa energie a vzhľadom na vysokú rýchlosť metabolizmu sa v ňom hromadí veľké množstvo metabolického odpadu. Počas spánku sa mozog zbavuje produktov, ktoré môžu byť pre mitochondrie toxické.

 

Príkladom je molekula beta-amyloidu. Pri normálnych hladinách beta-amyloid chráni neuróny a podporuje ich činnosť. Pri nadmernom hromadení sa však beta-amyloid stáva pre neuróny škodlivým, najmä pre ich mitochondrie, čo môže vyvolať neurodegeneratívne procesy.

 

Pretože mitochondrie neurónov poháňajú všetky mozgové funkcie, je veľmi dôležité zabrániť tomuto hromadeniu toxického odpadu. Zlý spánok mitochondrie poškodzuje, ale kvalitný spánok pomáha mozgu udržiavať mitochondrie zdravé.

 

TIP: Pre kvalitný spánok vyskúšajte naše MAGNÉZIUM – PRE SPÁNOK, ktoré pozitívne ovplyvňuje náladu aj kvalitu spánku, po ktorom sa budete budiť naozaj vyspaní a plní energie.

 

 

Relaxačné techniky

 

Psychický stres ovplyvňuje fyzické zdravie a mitochondrie majú v tomto vplyve kľúčovú úlohu. Stres môže zmeniť štruktúru a funkciu mitochondrií prostredníctvom stresových hormónov a ďalších stresových signálov, ktoré mitochondrie vnímajú.

 

Chronický stres môže spôsobiť dysfunkciu mitochondrií a upravovať bunkové a biologické procesy. Stresom vyvolané mitochondriálne dysfunkcie môžu byť škodlivé najmä pre nervový, endokrinný a imunitný systém, z čoho sa môže vyvinúť celkový negatívny vplyv na organizmus.

 

Preto cvičenia, ktoré pomáhajú zvládať stres - napríklad meditácia, joga, tai-či alebo dychové cvičenia - môžu pomôcť predchádzať účinkom stresu. Bolo totiž dokázané, že pravidelné praktizovanie relaxačných techník zvyšuje reguláciu génov, ktoré súvisia so zdravou funkciou mitochondrií.

 

Vystavenie chladu

 

Keď je nám zima, dva typy tkanív okamžite reagujú tvorbou dodatočného tepla. Jedným z nich je kostrové svalstvo, ktoré produkuje teplo prostredníctvom chvenia. Druhou je hnedé tukové tkanivo alebo hnedý tuk, ktoré je zodpovedné za produkciu tepla bez chvenia.

 

Tras uvoľňuje teplo v procese spaľovania palív a využívania ATP na pohon svalovej kontrakcie. Chvenie teda zapája mitochondrie do nepriamej tvorby tepla. Hnedé tukové tkanivo má na rozdiel od iných tkanív molekulu, ktorá dokáže oddeliť dýchanie od produkcie ATP a namiesto toho ho využiť na aktívnu produkciu tepla.

 

Ako v kostrovom svale, tak v hnedom tuku stimuluje chlad zvýšenie mitochondriálnej aktivity a mitochondriálnej biogenézy. Vystavenie chladu v podobe studenej sprchy alebo kryoterapie preto môže podporiť činnosť mitochondrií, ktoré nás udržujú v teple. Viac o vystavení chladu alebo otužovaní tu.

 

 

Vystavenie teplu

 

Teplo môže tiež vyvolať prospešné biologické reakcie. Teplo pôsobí ako mierny stresový signál a spúšťa reakcie buniek, ktoré podporujú adaptáciu.

 

Jedným z hlavných činiteľov tejto adaptácie sú mitochondrie, pretože bolo preukázané, že tepelný stres spúšťa v mitochondriách prospešné adaptačné reakcie, ktoré zvyšujú ich funkčnú kapacitu. Tieto účinky boli preukázané napríklad v kostrovom svale a srdcovom svale. To stojí v súlade so štúdiami, ktoré ukazujú, že rutinné saunovanie môže zlepšiť vytrvalostný výkon a znížiť napríklad riziko kardiovaskulárnych ochorení.

 

Terapia červeným svetlom

 

Červené a blízke infračervené svetlo môže prenikať kožou a pôsobiť na mitochondrie prostredníctvom stimulácie molekuly zvanej cytochróm C oxidáza. Táto molekula je súčasťou mitochondriálneho elektrónového transportného reťazca, ktorý produkuje ATP. Červené a blízke infračervené svetlo zvyšuje účinnosť mitochondriálneho elektrónového transportného reťazca a produkciu energie.

 

Slnečné svetlo

 

Nadmerné nechránené slnenie môže byť veľmi škodlivé, ale napriek tomu je dôležité si uvedomiť, že správne množstvo slnečného žiarenia je pre naše zdravie zásadné. Známym účinkom slnečného žiarenia je tvorba vitamínu D. Ukazuje sa, že vitamín D je nevyhnutný pre činnosť mitochondrií a že suplementácia vitamínom D u dospelých s jeho nedostatkom zlepšuje oxidačnú kapacitu mitochondrií vo svaloch.

 

 

Mitochondriálne ochorenie

DNA v mitochondriách je náchylnejšia na poškodenie ako zvyšok genómu. Je to preto, že pri syntéze ATP vznikajú voľné radikály, ktoré môžu DNA poškodiť. Mitochondrie tiež postrádajú rovnaké ochranné mechanizmy, aké sa nachádzajú v jadre bunky. Väčšina mitochondriálnych ochorení je však spôsobená mutáciami v jadrovej DNA, ktoré ovplyvňujú produkty končiace v mitochondriách. Tieto mutácie môžu byť buď dedičné, alebo spontánne.

 

Keď mitochondrie prestanú fungovať, bunka, v ktorej sa nachádzajú, je bez energie. V závislosti od typu bunky sa teda môžu príznaky značne líšiť. Všeobecne platí, že bunky, ktoré potrebujú najväčšie množstvo energie, ako sú bunky srdcového svalu a nervy, sú chybnými mitochondriami postihnuté najviac.

 

Ľudia s mitochondriálnym ochorením sú náchylnejší na infekcie a ďalšie choroby, preto je dôležité udržiavať imunitu zdravým životným štýlom.

 

Príznaky mitochondriálneho ochorenia

Hoci sa príznaky mitochondriálnych ochorení značne líšia, môžu zahŕňať stratu svalovej koordinácie a slabosť, problémy so zrakom alebo sluchom, poruchy učenia, ochorenia srdca, pečene alebo obličiek, gastrointestinálne problémy a neurologické problémy, vrátane demencie.

 

Medzi ďalšie stavy, u ktorých sa predpokladá určitá miera mitochondriálnej dysfunkcie, patrí Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba, bipolárna porucha, schizofrénia, chronický únavový syndróm, Huntingtonova choroba, diabetes a autizmus.

 

 

Príčiny mitochondriálneho ochorenia

Mitochondriálne ochorenie je dôsledkom spontánnych mutácií v mtDNA alebo nDNA. To vedie k zmene funkcií buď bielkovín, alebo molekúl RNA, ktoré žijú v mitochondriách buniek. Vedci zatiaľ úplne nerozumejú tomu, prečo sú ľudia postihnutí mitochondriálnymi problémami tak odlišne a čo vedie k tomu, že sa u nich prejavujú príznaky v rámci rôznych orgánov/systémov.

 

Vzhľadom na to, že mitochondrie plní stovky rôznych funkcií v rôznych tkanivách v celom tele, vytvárajú mitochondriálne ochorenie široké spektrum problémov, čo lekárom a pacientom sťažuje správnu diagnózu a liečbu.

 

Aj keď sú vedci schopní pomocou genetického testovania zistiť, že u dvoch rôznych ľudí došlo k identickej mutácii mtDNA, nemusia mať obaja ľudia identické príznaky (termín pre takéto ochorenia, ktoré sú spôsobené rovnakou mutáciou, ale spôsobujú rôzne príznaky, je "genokopia"). Mutácie v rôznych mtDNA a nDNA môžu tiež spôsobovať rovnaké príznaky (tzv. "fenokopia").

 

Mitochondrie a starnutie

V posledných rokoch vedci skúmajú súvislosť medzi dysfunkciou mitochondrií a starnutím. Existuje mnoho teórií týkajúcich sa starnutia a v posledných zhruba desiatich rokoch sa stala populárna teória starnutia založená na mitochondriálnych voľných radikáloch.

 

Podľa tejto teórie vznikajú v mitochondriách reaktívne formy kyslíka ako vedľajší produkt pri výrobe energie. Tieto vysoko nabité častice poškodzujú DNA, tuky a bielkoviny. V dôsledku poškodenia spôsobeného reaktívnou formou kyslíka dochádza k poškodeniu funkčných častí mitochondrií. Keď mitochondrie už nemôžu tak dobre fungovať, vzniká viac reaktívnej formy kyslíka, ktoré poškodenie ďalej zhoršujú.

 

Napriek tomu, že bola zistená súvislosť medzi aktivitou mitochondrií a starnutím, nie všetci vedci dospeli k rovnakým záverom. Ich presná úloha v procese starnutia je stále neznáma.

 

Záver

Mitochondrie udržujú ľudský život, pretože vytvárajú energiu, ktorá poháňa naše bunky. Podporou mitochondriálnej kondície podporujeme optimálne fungovanie takmer všetkých buniek a systémov v tele. Posilnenie mitochondrií nám môže pomôcť prežiť dlhý a zdravý život.

 

 

Autor: Tereza Hoffmannová 

 

Na kvalite a správnosti informácií, ktoré s vami zdieľame v našich článkoch, nám záleží rovnako ako na našich produktoch samotných.
Pokiaľ ste našli v našom článku nejakú chybu, preklep, či nezrovnalosť, dajte nám vedieť na info@herbalus.cz alebo nám zavolajte na číslo +421 948 203 208.

 

Zdroje: 

https://draxe.com/health/mitochondria/

https://www.medicalnewstoday.com/articles/320875#aging

https://draxe.com/health/mitochondrial-disease/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9896/

 

Kto je autorom tohto článku?

 

 

 

Bc. Tereza Hoffmannová 
Narodená 5.8.2000 v Třinci 
Vyštudovala som biológiu a geografiu. Radím sa medzi milovníkov prírody, hôr a tiež sa zaujímam o účinky prírodných látok, ich využitie a prínos pre naše zdravie.