Väsyttääkö ? Energia loppu ?

Autossa on yksi moottori. Onko sydän ihmisen moottori ?

Sydän on oikeastaan polttoainepumppu, joka kuljettaa polttoainetta miljardeille mitokondrioille. Ne ovat moottoreita.

Mitokondrioita on jokaisessa solussa muutamista kymmenistä, tuhansiin riippuen solun energian tarpeesta. Kaikki energia tuotetaan näissä.

Elimistömme tarvitsee energiaa sekä lihaksissa että aivoissa ja hermostossa.

Mitokondrioissa on sensori, joka suuntaa energiaa sinne, missä kulloinkin eniten tarvitaan.

Jos siis tunnet itsesi väsyneeksi on ongelma mitokondrioiden energian ehtyminen joko lihaksista tai stressin takia hermostosta. 

Artikkelin sisältö:

• Biokemiaa.
• Ikääntyminen.
• Vapaat radikaalit.
• Mitokondrioiden terveys.
• Syöpä.
• Mitokondrioiden vahvistaminen.
• Mitofagia.
• Hormeesi.
• NAD entsyymi.
• SIRT pitkäikäisyysgeenit.
• Mitokondrioiden kapasiteetti

Biokemiaa

Mitokondriot ovat alunperin olleet erillisiä bakteereita, jotka ovat ottaneet toisen solun kodikseen. Tämä tiedetään varmasti, koska mitokondrioilla on oma erillinen DNA. Näin tapahtui ehkä jo pari miljardia vuotta sitten. Sen jälkeen useimmat elolliset olennot ovat tuottaneet energiansa mitokondrioiden avulla hapetusprosessissa.

Mitkondriot tuottavat solujemme energian ja ilman niitä kaikki solumme menehtyvät. Mitokondriot tuottavat solujemme energian (ATP, Adenosine TriPhosphate)) hapetusprosessissa, jossa polttoaineena toimivat sokeri (glukoosi) tai rasva. Lisäksi prosessi tarvitsee happea .

Krebs kierroksi nimetty prosessi kerää hyvin energiapitoisia fosfaatteja ATP molekyyleiksi ja samalla vapautuu ylimääräisiä ns. parittomia happiatomeja (vapaita radikaaleja), jotka reagoivat muiden molekyylien kanssa samalla vahingoittaen niitä. Tämä prosessi tapahtuu mitokondrioissa, jolloin myös valtaosa vahingoista tapahtuu mitokondrioissa. Prosessi kulkee myös nimellä Citric Acid Cycle = sitruunahappokierto.

Ikääntyminen

Mitokondriot tuottavat siis energiaa (ATP) hapettamalla sokeria tai rasvaa. Jos energia loppuu, solu vahingoittuu ja kuolee. Energiavaranto (reserve respiratory capacity) kertoo elimistön kyvystä selviytyä energian tarpeesta äärimmäisessä tilanteessa. Siis paljonko meillä on ”venymisvaraa” tarpeen niin vaatiessa. Itse ATP energiaa emme voi varastoida. Sitä tuotetaan hetkessä tarpeen mukaan. Voimme varastoida polttoaineita, joista energia tuotetaan ja pitää huolta moottorista, joka tuottaa energian. 

Ratkaisevaa on siis, että kykenemme tuottamaan energiaa tarpeen vaatiessa. Terveet mitokondriot ovat kyky tuottaa energiaa. Energian tuotossa siis tarvitaan polttoaineen lisäksi moottoria. Ikääntyessämme tämä kyky / varanto ehtyy ja vaikuttaa erityisesti aivoihin, sydämeen ja lihaksiin. Niiden solut vaurioituvat, kun solun energiantuottokyky ehtyy.

Energian tuottaminen hapettamalla vahingoittaa mitokondrioita ajan mittaan niin paljon, että mitokondrioiden toiminta alkaa hiipua 30 ikävuoden jälkeen vajaan prosentin vuodessa..

Ikääntyessämme tärkein asia on huolehtia mitokondriodemme kunnosta. Terveet mitokondriat säilyttävät liikuntakykysi, pitävät huolta sydämestäsi, keuhkoista, aivoista ja kaikkien elintesi toimintakyvystä. Ne kaikki saavat energiansa mitokondrioista. Mitokondrioiden kunnosta voi huolehtia rasittamalla niitä säännöllisesti, mutta kohtuullisesti. Alamäki alkaa, kun laiminlyöt mitokondrioidesi kunnosta huolehtimisen.

Mitokondrioiden toiminnan heiketessä elimistömme voimavarat uupuvat vähitellen ja ikäännymme. Lihastemme ja elimistön väsyminen johtuu mitokondrioiden kunnon heikkenemisestä tai niiden lukumäärän vähenemisestä. Lopulta mitkondrioiden vauriot johtavat solun kuolemaan ns. apoptosis prosessissa.

Erityinen tähän liittyvä ongelma on soluissa, jotka eivät kuole apoptosis prosessissa, vaan jäävät ns. zombi soluina myrkyttämään ympäristöään. 

BBC Science kuvaa voimavarojen uupumista kuviolla, jossa 30-40 ikävuoden kohdalla tapahtuu käänne ja 60 ikävuoden kohdalla uusi käänne, jolloin alkaa jyrkkä lasku mitokondrioiden kunnossa. Samalla elimistössä krooniset ikääntymissairaudet lähtevät jyrkkään kasvuun.

Sourge: BBC Science. https://www.bbc.com/news/health-58186710

90 vuotiaalla on jäljellä 25% nuoren ihmisen mitokondrioiden kapasiteetista ja krooniset sairaudet ovat kääntyneet jyrkkään nousuun jo 60 ikävuoden kohdalla.

Vapaat radikaalit.

1950 luvulla belgialainen Denham Harman esitti ensin teorian, jonka mukaan vapaat radikaalit ovat ikääntymisen perussyy.  Myöhemmin Harman muutti lopulta ikääntymisen teorian nimeksi ”Mitochondrial Free Radical Theory of Aging. Hän siis tarkensi, että vapaat radikaalit ovat ikääntymisen syy erityisesti solujen mitokondrioissa. Tämäkään ei ollut lopullinen tai ainoa syy ikääntymisellemme, mutta silti solujemme energian tuoton hiipuminen kuvaa ikääntymistämme ja ikääntymissairauksien ilmenemistä.

Myös solujen jakautumisessa syntyy virheitä, jotka kumuloituvat ajan mittaan ja ovat myös yhtä lailla ikääntymisen perussyitä puhumattakaan telomeerien loppumisesta.

Nykyisin tiedetään eri aivojen osa-alueiden ikääntyvän eri tahdilla. Syynä pidetään näiden alueiden mitokondrioiden ikääntymistä. Hippokampuksen ikääntyminen aiheuttaa Alzheimerin tautia, kun taas Parkinsonin ja Huntingtonin tauti johtuvat aivokuoren alla olevan motoriikasta vastaavan tyvitumakkeen mitokondrioiden ikääntymisestä. 

Uusimman tutkimuksen mukaan sydämen ikääntymiseen vaikuttaisi suoliston mikrobit enemmän kuin pelkästään solujen mitokondriat. Tutkijat korostavat suoliston mikrobien osuutta immuunijärjestelmän toiminnassa. Aivoissa on kuitenkin oma erillinen immuunijärjestelmä.

Mitokondrioiden terveys

 Mitokondrioilla on tehokas puolustusjärjestelmä estämään hapetusreaktioista johtuvia liiallisia vahinkoja. Järjestelmän ytimessä ovat superoksidi ja vetyperoksidi, joiden tehtävänä kehossamme on vastata antioksidanttisesta puolustuksestamme. Uudemman tiedon mukaan mitokondrioissamme erittyy auringon punavalon säteiden (Near Infra Red) ansiosta melatoniinia, jonka tehtävä on myös neutraloida vapaita happiatomeja mitokondrioissa. Sisällä oleskeltaessa näitä NIR säteitä ei saada ja melatoniinia ei synny.

Kaikessa energian tuottamisessa syntyy palamisen sivutuotteita. Niin mitokondrioissakin. 

Syöpä.

 Mitokondriat näyttelevät pääroolia syöpäsolujen kehittymisessä. Usein syöpäsairaudet alkavat mitokondrioiden energian tuottamisen prosessin muuttumiseta hapellisesta hapettomaksi sokeripohjaiseksi käymisprosessiksi. 

Sokerin ja sokeriksi muuttuvien nopeiden hiilihydraattien välttäminen on ensisijainen varotoimi, vaikka se ei takaakaan syöpäsairauksilta välttymistä. Monet suosittelevat ketogeenistä ruokavaliota, jossa elimistö saatetaan toimimaan rasvalla sokerin sijaan.

Jo 1920 luvulla Otto Warburg esitti teorian solujen energian tuotosta ”hengittämällä” (The metabolic theory of cancer). Hän sai tutkimuksistaan Nobel palkinnon 1931. Hän muun muassa havaitsi syöpäsolujen tuottavan energiansa fermentoimalla eli sokeripohjaisella käymisprosessilla.

Mitokondrioiden vahvistaminen.

Kiinnostavaa onkin tietää voidaanko mitokondrioiden elinikää kasvattaa tai vapaiden happiatomien tuottamia vahinkoja korjata. 

Useat tutkimukset raportoivat liikunnan terveysvaikutuksista. Liikunta aktivoi aivoja, koska jokainen lihaksen liike ohjautuu aivoista. Liikunta aktivoi veren ja imunesteiden kiertoa ja siten aktivoi elimistöä. Liikunnan suurin ja välittömin vaikutus kohdistuu kuitenkin mitokondrioihin, jotka vahvistuvat ja lisääntyvät liikunnan ansiosta. Se on ns. hormeettinen ilmiö, jonka mukaan sopiva kuormitus vahvistaa elimistöä.

Mitofagia

Mutta voiko liikunta aktivoida mitokondrioita muullakin tavalla? Yksi vastaus tähän on mitofagia. Se on autofagian mitokondrioihin kohdistuva toiminto.  Autofagia ja mitofagia käynnistyvät energiastressin kautta. Tätä stressiä syntyy pääsääntöisesti  pätkäpaastoissa ja liikunnan aikana. Myös kova kuumuus tai kylmyys vaikuttavat näin. Samoin kuin yleinen autofagia siivoaa viallisia soluja uusiokäyttöön, samoin mitofagia suorittaa mitokondrioiden laadunvalvontaa kierrättämällä vioittuneita mitokondrioita uusiokäyttöön ja korvaamalla ne uusilla. Mitofagia käynnistyy kun lihaksia rasitetaan kohtuullisesti. Varsinainen mitokondrioiden uusiutuminen alkaa jo rasituksen aikana, mutta pääsee vauhtiin levon aikana.

Hormeesi

Tutkimuksista ja kokemuksestakin tiedämme solujemme reagoivan rasitukseen vahvistamalla rasitettuja soluja. Tämä hormeesi nimellä kulkeva ilmiö tunnetaan kohtuullisesti molekyylitasolla. Tiedetään rasituksen käynnistävän monimutkaisia tapahtumaketjuja, joihin kuuluvat autofagia, hormeesi, pitkäikäisyysgeenit, kasvuhormonit, katabolia, Nrf2, NO2, Hsp,….

Myös mitokondrioilla hormeesi toimii samoin. 

Rasitus uusii ja lisää mitokondrioiden määrää.

Medicalnewstoday sivusto raportoi tutkimuksesta, jossa nuorilla osanottajilla mitokondrioiden kapasiteetti kasvoi 49 % ja vanhemmilla jopa 69 prosenttia.

NAD entsyymi

Mitokondrioiden päätehtävä on luoda energiaa soluille. Energian tuottamiseksi ei riitä happi, sokeri ja rasva. Prosessiin tarvitaan myös entsyymejä, joista tunnetuin ja tärkein on NAD+. Ongelma on, että NAD+ entsyymin määrä vähenee iän mukana. 

NAD+ entsyymin tasoa voidaan lisätä 2020 julkistetun tutkimuksen mukaan paastoilla, kalorien rajoittamisella, reippaalla liikunnalla, alhaisella hiilihydraattitasolla ruokavaliossa sekä lämpötilan vaihteluihin liittyvillä shokeilla (sauna ja avanto). 

Tutkijat ovat lisänneet NAD+ määrää eläinkokeissa NMN ja NR molekyyleillä, jotka ovat B3 vitamiinin johdannaisia ja NAD+ entsyymin esiasteita. Kumpaakin on kaupallisesti saatavilla, mutta niiden laatu ja teho saattavat olla kyseenalaisia. Pillereillä on se varjopuoli, että ne tahtovat muuntua suolistossa eri molekyyleiksi ja menettää tehonsa. Sopiva liikunta kiihdyttää NAD+ entsyymiä tuottavaa prosessia.

Muita energian tuottamisessa tarvittavia entsyymejä ovat Q10 ja AKG.

SIRT pitkäikäisyysgeenit. 

Solujemme mitokondrioissa, voimalaitoksissa, sijaitsee seitsemästä Sirt geenistämme kolme, Sirt3, Sirt4 ja Sirt5. Sirtuinit tuottavat proteiineja, entsyymejä, jotka aktivoivat geenejä. Nämä geenit käynnistävät soluissamme selviytymisprosesseja, kuten solun DNA:n korjaamisprosesseja. 

Mitokondriossa itsessään on oma mtDNA, jossa on vain 37 geeniä, jotka koodaavat ainoastaan 13 proteiinia. Kaikkien omien solujemme tumassa olevassa DNA:ssa on yli 20 000 proteiinia koodaavaa geeniä. 

Mitokondrion DNA ei ole suojattu histoneilla kromatiinin sisällä ja ne vaurioituvat herkästi vapaiden radikaalien pommituksessa. Siksi mitokondrioiden uusiutumisesta pitää erityisesti huolehtia.

Mitokondrioiden kapasiteetti.

Mitokondrioiden kapasiteetti laskee meillä ihmisillä noin 8% vuosikymmenessä niiden kunnon ja määrän heiketessä. Yleisesti oletetaankin, että mitokondrioiden määrä ja kunto vaikuttavat paitsi fyysiseen toimintakuntoon, mutta myös koko elinkaaren sääntelyyn. Säännöllinen aerobinen, reipas, liikunta, ylipainon välttäminen, paastot ja terveellinen ruokavalio lisäävät terveitä elinvuosia.

Mitokondriat ovat myös sensoreita, jotka ohjaavat energiaa joko parasympaattiselle hermostolle tai sympaattiselle hermostolle.

Pelko ja ahdistus ilmenevät usein voimattomuutena ja jopa lamaantumisena. Ne vievät voimat kaikelta muulta toiminnalta.

Uhka on sensori. Kun uhka on päällä ei energiaa riitä päivittäisiin toimintoihin.

Mitokondrioille on kehittynyt miljoonien vuosien kuluessa tehtäviä liittyen aineenvaihduntaan ja solujen elämänkaaren sääntelyyn. Mitokondriot esimerkiksi ohjaavat solun elämän päättymistä ns. ohjatulla kuolemalla (apoptosis).

Hanki kirjani Nuoruuskoodi.

Siinä on yli 1000 tieteellistä tutkimusviitettä ja varsinkin useita Nobel palkittuja tutkimuksia.

Kirjani kertoo elinkaaren pidentämiseen pyrkivistä tutkimuksista sekä myös keinoista, miten käytännössä sovellat niitä.

Facebook kommentteja kirjasta:

Hanki siis kirja verkkokaupasta tai myymälästä.

Adlibris.com, suomalainen.com, akateeminen.com, booky.fi, prisma.com,  cdon.com

.