V posledních letech se ukazuje, že základ ke zdraví a dlouhověkosti se ve velké míře nachází na úrovni metabolismu buňky. Fungování a kvalita mitochondrií rozhodují o tom, zda a kdy onemocníte nějakou civilizační chorobou. 

MITOCHONDRIE

Mitochondrie jsou organely (=buněčné orgány), které se nachází ve velkém počtu v téměř všech buňkách všech vícebuněčných organismů (u lidí vyjma červených krvinek). Hlavní funkce mitochondrií je “výroba” energie ve formě vysokoenergetických molekul ATP (adenosintrifosfát), na který “jedou” všechny buňky našeho organismu. Mitochondrie mají bakteriální původ a také vlastní (“bakteriální”) DNA, kterou dědíme v drtivé většině pouze po matce. Pravděpodobně někdy před 2 miliardami let došlo k tomu, že bakterie, která byla schopna získávat energii oxidací cukrů, pronikla do jednobuněčného organismu zvaném archea (nebo došlo k pohlcení bakterie archeou). Tím vznikl symbiotický vztah, v němž se předchůdce mitochondrie specializoval na produkci ATP výměnou za ochranu a dostatek živin. To je podstata veškerého vícebuněčného života, tedy i našeho.

Každá buňka v lidském těle obsahuje několik set až několik tisíc mitochondrií. V mitochondriálním matrixu (prostor uvnitř mitochondrie) vznikají v rámci složitého biochemického procesu (citrátový cyklus) vstupní produkty pro výrobu ATP v dýchacím řetězci (ETC – elektronový transportní řetězec), který se nachází na vnitřní membráně mitochondrie. Princip fungování elektronového transportního řetězce je fascinující. Představit si to můžeme tak, že součástí vnitřní membrány mitochondrií jsou z proteinů vytvořené 4 druhy komplexů fungující jako protonové “pumpy”. Tyto pumpy, které jsou „poháněny“ proudem elektronů, “pumpují” protony z matrixu do prostoru mezi vnější a vnitřní membránou mitochondrie. Vzniká tak elektrochemické napětí, které pohání ATP syntázy, jakési proteinové turbíny, které rotují a tím spojují adenosindifosfát s další molekulou fosfátu a vytváří tím ATP. V každé mitochondrii jsou tisíce ETC.

APOPTÓZA

Mitochondrie fungují ale také jako senzory nejrůznějších druhů buňečného poškození a zároveň jako vykonavači rozsudku smrti nad buňkami – řízené buněčné smrti – apoptózy. Denně v každém z nás umírají řízenou buněčnou smrtí miliony poškozených buňek, aby mohly být nahrazeny novými a zdravými buňkami.

Při “výrobě” energie v mitochondriálním dýchacím řetězci vypadávají elektrony, které následně vytváří volné radikály, zejména toxické superoxidy. Ty postupně poškozují mitochondriální DNA až do té míry, že mitochondrie přestane vyrábět ATP a plnit tak svou funkci. Takové mitochondrie jsou vyřazovány z provozu a recyklovány v procesu autofagie. Na jejich místo nastoupí čerstvé mitochondrie vzniklé dělením. V průběhu času se ale kumulují škody na mitochondriální DNA u čím dál tím více mitochondrií, takže se rozmnožují i částečně poškozené mitochondrie. To probíhá tak dlouho, až velké množství poškozených mitochondrií v buňce “neutáhne” její energetické požadavky a mitochondrie samy spustí proces řízené buněčné smrti, apoptózu.

Apoptóza je ve své podstatě prospěšný proces, který eliminuje poškozené buňky, ale zároveň způsobuje v průběhu času zhoršování kvality tkání a úbytek  její hmoty, což jsou symptomy stárnutí. Z toho vyplývá, že logická anti-aging strategie by se měla zaměřit na zamezení “vypadávání” elektronů z dýchacího řetězce. Na tuto vlnu naskočil průmysl vyrábějící “antioxidanty”. Bohužel výzkum dosud nepotvrdil jakýkoliv pozitivní vliv těchto přípravků. Navíc volné radikály spouštějící apoptózu mají svůj signální význam. My přece chceme, aby poškozené buňky byly eliminovány a jeden ze signálů apoptózy je vznik volných radikálů.

SENESCENTNÍ („ZOMBIE“) BUŇKY

Ne všechny buňky, u kterých se projeví nějaké poškození, jsou likvidovány apoptózou. V průběhu stárnutí je řada buněk s poškozenou DNA „uspána“. Buňka je sice živá, ale není plně funkční a hlavně se nemůže dělit. Vznikne „zombie“ buňka. Senescence je mechanismus, který chrání mladý organismus před tím, aby se poškozené buňky nezačaly nekontrolovaně dělit, tedy před rakovinou. Ve své podstatě tedy prospěšná věc. Bohužel příroda nepočítala s tím (nebo jí to je pravděpodobně jedno), že se budeme dožívat věku, který výrazně převyšuje náš reprodukční věk. V průběhu stárnutí dochází v organismu ke kumulaci senescentních „zombie“ buněk. Ty bohužel nejsou v „klidu a pohodě“ ale vysílají do svého okolí poplašné signály ve formě sekrece cytokynů, které přitahují makrofágy (buňky imunitní soustavy) a vznikají tak záněty. Cytokyny bohužel nezpůsobují pouze záněty, ale způsobují, že z okolních buňek se stanou také zombie buňky. A nejenom to; mohou způsobit, že z velkého množství senescentních buňek vznikne tumor. To je pravděpodobně důvod, proč výskyt rakoviny stoupá ve stáří.

MITOHORMEZE

Volné radikály nemají jen škodlivé účinky. Určité množství volných radikálů, které se uvolňují při stresu, jemuž jsou mitochondrie vystavovány například při sportu nebo při omezení příjmu potravy, vyvolává proces adaptace. Projevuje se to zvýšenou produkcí antioxidantů a tím i obranyschopností buňky, mitochondriální biogenezí (množení mitochondrií) a změnami některých metabolických cest. Všechny tyto adaptivní reakce na zátěž zpomalují stárnutí, zvyšují obranyschopnost organismu a chrání tak před řadou civilizačních chorob.

Podle některých výzkumů například suplementace vitaminem C neutralizuje účinky vytrvalostního tréninku. Oxidativní stres spojený s pohybovými aktivitami je nutný k tomu, aby došlo k adaptaci buněk na zátěž a zlepšování výkonu. Je zde také podezření, že některé antioxidanty (např. suplementace vitaminy A a E) mohou podporovat vznik a šíření rakovinných buněk.

UNCOUPLING

Existují jiné cesty, jak zamezit vypadávání elektronů z dýchacího řetězce? Vypadá to že ano. Je jím proces zvaný “uncoupling”, což by se dalo přeložit a popsat jako “vypřáhnutí” dýchacího řetězce z produkce ATP a jeho částečné “přehození” na produkci tepla. Něco jako kdyby vám spadl na kole řetěz a vy jste šlapali naprázdno. Elektrony sice probíhají v dýchacím řetězci, ale místo toho, aby z něj vypadávaly a působily škodu ve formě volných radikálů, vytváří ve větší míře teplo. 

U organismů většinou platí, čím větší druh, tím pomalejší metabolismus a tím delší život (v rámci druhů je to pak naopak: malí psi žijí déle než velcí :-)). Existuje ale jedna výjimka a to jsou ptáci, kteří se přes svou malou velikost a rychlý metabolismus dožívají v průměru podstatně vyššího věku než savci. Jedna z teorií je, že za to může právě uncoupling. Ptáci potřebují mít možnost generovat rychle velké množství energie, aby mohli vzlétnout. Tento energetický potenciál je ale po většinu doby, když se zrovna nesnaží odlepit se od země, nevyužit. Existuje tedy velký rozdíl mezi maximálním energetickým potenciálem, který mají ptáci k dispozici, a jeho průměrným využitím. Ve většině času tedy metabolismus ptáků jede téměř na “prázdno” a je “vypřáhnutý” (uncoupled) z produkce ATP. Potvrzuje to i jejich vyšší tělesná teplota 39 °C vs 37 °C u savců. To, že ptačí mitochondrie jedou většinu času na velmi „nízké obrátky“, by mohl být důvod k jejich dlouhověkosti (vrabec se dožívá až 19 let, vrána až 70 let).

Co si z toho můžeme odnést?

1. Být neustále v pohybu

Elektrony z dýchacího řetězce vypadávají zvýšenou mírou v okamžiku, kdy mitochondrie má na jedné straně dostatek živin, ale pro vytvořené ATP není odběr, protože chybí fyzická námaha. Představuji si to tak, že elektronový řetězec se jakoby ucpe a elektrony z něj začnou ve větší míře unikat a tvořit volné radikály, které poškozují mitochondriální DNA a vedou tak ke stárnutí.

Pokud zvýšenou fyzickou námahou zajistíme kontinuální „spotřebu energie“, tedy odběr ATP, elektrony mohou volně proudit řetězcem, pohánět ATP syntázu a přestanou z řetězce vypadávat.

Fyzická námaha, sport a všechny pohybové aktivity jsou tedy navzdory očekávání lékem proti stárnutí a ne naopak, přestože při nich spotřebujeme velké množství kyslíku a mělo by tedy při nich docházet k zvýšené tvorbě volných radikálů a stárnutí.

2. Natrénovat si pokud možno dobrou kondici

Další strategií by měla být snaha natrénovat si dostatečně vysokou „maximální energetickou kapacitu“, tedy schopnost vyvinout krátkodobě vysokou sílu nebo rychlost. Cestou k tomu by mohl být HIIT (Intenzivní intervalový trénink). Tlačíte při něm váš organismus krátkodobě k maximálnímu možnému výkonu a zyšujete tím jeho maximální energetický potenciál. Výzkumy ukazují, že se jedná o vysoce efektivní formu tréninku, při které rychle  získáváte kondici. 

Cílem je být schopen dosáhnout krátkodobě vysokého sportovního výkonu a energetického výdeje. Výsledkem pak bude, že většinu času, když zrovna netrénujete, metabolismus vašich mitochondrií pojede pouze na volnoběh nebo na “čtvrt plynu” a nebude vytvářet ve větší míře volné radikály. Tak jako kdybyste měli pod kapotou 8 válců a 600 PS, ale jezdili většinu času 90 km/h.

3. Přerušovaný půst

Nejenom sport, ale i  buněčný stres spojený s půstem pomáhá likvidovat senescentní „zombie“ buňky. Víc zde.

SENOLYTIKA

Látky, které pomáhají odstraňovat senescetní buňky

Kvercetin

mg/100 g

Fisetin

Množství fisetinu(μg/g)

Luteolin 

Longevity Strategie (3) Co jíst a co ne?

Kurzy, které by vás mohly zajímat

Koučink se zaměřením na zdraví prezenční v učebně

Health Coaching – koučink životního stylu

• Situace: Chci se stát Health Coachem/kou nebo používat koučinkové dovednosti v oblasti změny životního stylu.
• Fokus: Profesionální koučink se zaměřením na změnu životního stylu
• Akreditace: MŠMT akreditace „Kouč“, aplikace životní styl
• Formát: 10 prezenčních, interaktivních workshopů + asynchronní e-learning
• Cena: 59.990,- Kč včetně DPH

Detailní informace

Zdraví (online)

Health Coaching – Online kurz koučinku zdraví

• Situace: Chci se stát Health Coachem/kou nebo používat koučinkové dovednosti v oblasti změny životního stylu.
• Fokus: Získání koučinkových dovedností cílených na změnu životního stylu
• Akreditace: Mindset Academy – Mindset Coaching®
• Formát: Asynchronní e-learning, 4 komplexní moduly, videa, prezentace, cvičení
• Cena: 9.990,- Kč včetně DPH

Detailní informace

Dr. Ivan Černohorský

Více o autorovi