Як біягенез, дынаміка і мітафагія выпраўляюць ваш мозг
Разліковы час чытання: 8 пратакол
Некаторыя з вас пачынаюць разумець, што вам трэба засяродзіцца на функцыях мітахондрый, каб мець здаровы мозг, які забяспечвае добры настрой і кагнітыўныя функцыі. Некаторыя з вас проста добра ведаюць, што мітахондрыі з'яўляюцца ключавымі. І вам можа спадабацца гэты просты пост у блогу пра гэтыя дзіўныя арганоіды!
Але некаторыя з вас хочуць ведаць больш пра мітахондрыі, і даведацца пра іх важна для вас. Вы можаце быць падобны да мяне, якому трэба сапраўды зразумець маё навуковае «чаму», каб нешта пайсці ва-банк і каб мае новыя паводзіны мелі мэту. Такім чынам, калі вы такія, гэты пост у блогу для вас!
Давайце абмяркуем шляхі падтрымання здароўя мітахондрый, а затым паглядзім, як кетогенные дыеты могуць уплываць на гэтыя шляхі, каб дапамагчы вам адчуваць сябе лепш. Пачнем?
Мітахандрыяльны біягенез
Мітахандрыяльны біягенез - гэта працэс, пры якім новыя мітахондрыі генеруюцца ў клетцы, і ён гуляе важную ролю ў рэгуляцыі клеткавага метабалізму, падтрыманні энергетычнага гамеастазу і змякчэнні наступстваў акісляльнага стрэсу. Гэты працэс моцна рэгулюецца і ўключае складаную каардынацыю экспрэсіі генаў, трансляцыі бялку і зборкі арганэл.
Асноўным рухавіком мітахандрыяльнай біягенезу з'яўляецца коактиватор транскрыпцыі PGC-1α. Не палохайцеся маленькага алфавітнага супу. Гэта лёгка зразумець! Я абяцаю.
Ген PGC-1α кадуе бялок пад назвай PGC-1α. Нядзіўна, бо большасць генаў забяспечваюць інструкцыі па вытворчасці бялкоў.
PGC-1α - гэта бялок, які дапамагае ствараць і падтрымліваць здаровыя мітахондрыі ў нейронах, спрыяючы вытворчасці новых мітахондрый. Ён актывуе экспрэсію генаў, якія ўдзельнічаюць у мітахандрыяльнай біягенезе (стварэнні!) і функцыянаванні, у канчатковым выніку вырабляючы новыя мітахондрыі і павялічваючы здольнасць існуючых мітахондрый вырабляць энергію!
У цэлым працэс мітахандрыяльнага біягенезу ўключае скаардынаваную экспрэсію многіх генаў і зборку вялікай колькасці бялкоў і іншых малекул, што завяршаецца ўтварэннем новых мітахондрый у клетцы. І калі гэтая частка мітахандрыяльнай функцыі не працуе належным чынам, ваш мозг будзе пакутаваць ад энергіі, неабходнай для працы і падтрымання сябе. Гэта выклікае цэлы каскад негатыўных эфектаў, якія выклікаюць праблемы з гэтымі іншымі мітахандрыяльнымі шляхамі.
Такім чынам, давайце даведаемся больш.
Мітахандрыяльная дынаміка
Мітахандрыяльная дынаміка адносіцца да таго, як мітахондрыі мяняюць сваю форму і памер у адказ на розныя сігналы ў нашым целе. Гэты працэс кантралюецца двума асноўнымі працэсамі: сінтэзам і дзяленнем. Не палохайцеся гэтых двух тэрмінаў (як мяне), таму што я растлумачу іх проста.
Зліццё - гэта калі дзве або больш мітахондрый аб'ядноўваюцца, каб утварыць вялікую, больш узаемазвязаную сетку, у той час як дзяленне - гэта калі мітахондрыі распадаюцца на дзве або больш дробных адзінак. Зліццё мітахондрый можа павялічыць колькасць вырабленай энергіі, а дзяленне - паменшыць. Гэта дазваляе мітахондрыям адаптавацца да розных патрэбаў энергіі ў клетцы.
Падвяргаючыся зліццю і дзяленню, мітахондрыі могуць адаптавацца да зменлівых патрэбаў у энергіі і рэагаваць на стрэсавыя фактары клеткі. Гэта адбываецца таму, што калі мітахондрыі зліваюцца разам, яны дзеляцца рэсурсамі і могуць вырабляць больш энергіі, чым калі яны знаходзяцца паасобку. І наадварот, калі мітахондрыі падвяргаюцца дзяленню, яны становяцца меншымі і больш ізаляванымі, што можа паменшыць выпрацоўку энергіі.
Змены ў форме мітахондрый важныя і могуць дапамагчы ім рэагаваць на клеткавыя стрэсавыя фактары. Напрыклад, калі клеткі падвяргаюцца ўздзеянню высокага ўзроўню акісляльнага стрэсу (які можа пашкодзіць клеткі і ДНК), мітахондрыі могуць падвергнуцца дзяленню, каб стварыць новыя, больш здаровыя мітахондрыі, якія лепш спраўляюцца са стрэсам. Гэтыя змены ў форме (марфалогіі) таксама могуць дапамагчы палегчыць сувязь паміж мітахондрыямі і іншымі часткамі клеткі. Напрыклад, зліццё мітахондрый можа дазволіць абмен вавёркамі і іншымі малекуламі паміж мітахондрыямі, што можа быць важным для рэгуляцыі клеткавага метабалізму і вытворчасці энергіі.
Мітахандрыяльная мітафагія
Мітахандрыяльная мітафагія - гэта працэс, пры якім клеткі выбарачна выдаляюць пашкоджаныя або дысфункцыянальныя мітахондрыі, дапамагаючы падтрымліваць здаровую мітахандрыяльную сетку і памяншаючы акісляльны стрэс. І вы ўжо ведаеце, што гэта значыць для працы мозгу!
Працэс мітахандрыяльнай мітафагіі ўключае некалькі этапаў. Па-першае, пашкоджаныя або дысфункцыянальныя мітахондрыі ідэнтыфікуюцца і пазначаюцца для знішчэння з дапамогай працэсу, званага убиквитинированием. Гэта вясёлае слова апісвае працэс, пры якім бялок пад назвай убіквіцін дадаецца да пашкоджаных мітахондрый, пазначаючы іх для выдалення.
Затым пазначаныя мітахондрыі акружаюцца мембраннай структурай, званай аутофагосомой, якая ўтварае бурбалкі, якія паглынаюць пашкоджаныя мітахондрыі. Затым аўтафагасома зліваецца з лізасомай, спецыялізаванай арганэлай, якая змяшчае ферменты, якія могуць расшчапляць і разбураць клеткавыя адходы.
Як толькі пашкоджаныя мітахондрыі апынуцца ўнутры лізасомы, ферменты расшчапляюць іх на складовыя часткі, якія клетка можа перапрацоўваць. Гэта складаны працэс, які ўключае некалькі этапаў і каардынацыю розных клетачных кампанентаў. На шчасце, вам не трэба разумець усе крокі, каб ведаць, што гэты мітахандрыяльны працэс мае вырашальнае значэнне для дасягнення вашых мэтаў у галіне здароўя мозгу.
У перыяды мітахандрыяльнай дысфункцыі і адмовы механізмаў кантролю якасці мітахондрый (такіх як мітафагія) ROS/RNS можа выклікаць пашкоджанне клетачных макрамалекул і некратычную гібель клетак. Належны кантроль і каардынацыя шляхоў мітафагіі маюць вырашальнае значэнне для прадухілення гібелі клетак і запалення.
Свердлоў, Н.С. і Уілкінс, ХМ (2020). Мітафагія і мозг. Міжнародны часопіс малекулярных навук, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
Гэты працэс селектыўнага выдалення пашкоджаных мітахондрый дапамагае падтрымліваць здаровую мітахандрыяльную сетку і зніжаць акісляльны стрэс, і ў асноўным з'яўляецца важным кампанентам вашай здольнасці аднаўляць настрой і кагнітыўныя функцыі!
#MitochondriaMatter
У галаўным мозгу мітафагія асабліва важная з-за высокіх патрэб клетак мозгу ў энергіі і іх успрымальнасці да акісляльнага стрэсу. Парушэнне функцыі мітахондрый і акісляльны стрэс звязаны з развіццём розных нейродегенеративных расстройстваў і псіхічных захворванняў.
Кетогенные дыеты і мітахондрыі
Я думаю, што вам важна ведаць, што кетогенная дыета аказвае моцны станоўчы ўплыў на гэтыя мітахандрыяльныя шляхі.
Ёсць доказы таго, што кетогенные дыеты могуць уплываць на дынаміку мітахондрый, уключаючы працэсы зліцця і дзялення, якія фарміруюць марфалогію мітахондрый. Даследаванні як на жывёл, так і на людзях паказалі, што кетогенные дыеты могуць павялічыць экспрэсію генаў, якія ўдзельнічаюць у зліцці мітахондрый, павялічваючы памер мітахондрый і складанасць сеткі.
Нядаўнія даследаванні паказалі, што кетогенные дыеты могуць паменшыць экспрэсію генаў, якія ўдзельнічаюць у дзяленні мітахондрый, што можа спрыяць фрагментацыі і дысфункцыі мітахондрый. У прыватнасці, было ўстаноўлена, што кетогенная дыета зніжае экспрэсію бялку Drp1, які ўдзельнічае ў працэсе дзялення мітахондрый.
KD можа здушыць стрэс ER [эндаплазматычнай сеткі] і абараніць цэласнасць мітахондрый шляхам падаўлення мітахандрыяльнай транслокации Drp1, каб інгібіраваць актывацыю інфламмасомы NLRP3, аказваючы, такім чынам, нейропротекторное дзеянне.
Чаму мы хочам паменшыць дзяленне мітахондрый? Таму што празмернае дзяленне мітахондрый можа прывесці да фрагментацыі і дысфункцыі мітахондрый, што звязана з рознымі захворваннямі, у тым ліку нейрадэгенератыўнымі.
Гэтыя змены ў мітахандрыяльнай дынаміцы могуць спрыяць агульнаму паляпшэнню мітахандрыяльнай функцыі, якое назіраецца пры кетогенных дыетах.
Хоць механізмы, з дапамогай якіх кетогенная дыета можа палепшыць гэтыя ўмовы, выходзяць за рамкі мітахандрыяльнай функцыі, значная ступень, у якой харчовы кетоз павялічвае залежнасць ад мітахандрыяльнага метабалізму, пераканаўча сведчыць аб тым, што мітахандрыяльная адаптацыя з'яўляецца цэнтральным фактарам.
Мілер, VJ, Villamena, FA, і Волек, JS (2018). Харчовы кетоз і митогормез: патэнцыйныя наступствы для функцыі мітахондрый і здароўя чалавека. Часопіс харчавання і абмену рэчываў, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
заключэнне
Так што так, мітахондрыі - гэта электрастанцыі нашых клетак, якія адказваюць за вытворчасць энергіі, неабходнай нашым клеткам для нармальнага функцыянавання. Але працэсы мітахандрыяльнай дынамікі, мітахандрыяльнай мітафагіі і мітахандрыяльнага біягенезу таксама маюць вырашальнае значэнне для падтрымання здароўя і належнага функцыянавання гэтых жыццёва важных арганэл.
З дапамогай гэтых працэсаў клеткі могуць рэгуляваць выпрацоўку энергіі і абмен рэчываў у мозгу. Нам трэба, каб гэтыя шляхі добра працавалі, каб адаптавацца да зменлівых патрэб энергіі, рэагаваць на клеткавыя стрэсавыя фактары і прадухіляць назапашванне пашкоджаных або дысфункцыянальных мітахондрый. А што адбываецца, калі гэтыя шляхі парушаюцца ў мозгу? Мы бачым развіццё псіхічных захворванняў і нейрадэгенератыўных расстройстваў.
Калі апошняе сцвярджэнне гучыць скандальна і ненавукова, вам трэба нагнаць упушчанае ў галіне метабалічнай псіхіятрыі і неўралогіі. Я рэкамендаваў бы вам праверыць Кніга Крыса Палмера Энергія мозгу (гл. спасылкі).
У гэтым паведамленні ў блогу вы даведаліся, што апошнія даследаванні пацвярджаюць сцвярджэнне, што кетогенная дыета можа мець важныя наступствы для дынамікі і функцыі мітахондрый. І мы не гаворым пра кетогенные дыеты, якія аказваюць слабыя эфекты. Кетогенная дыета літаральна змяняе экспрэсію генаў, якія ўдзельнічаюць у дзяленні і зліцці мітахондрый, і аказвае нейропротекторное дзеянне.
Калі вы хочаце папрацаваць са мной, каб мець падобныя мітахандрыяльныя функцыі, вы можаце запытацца пра маю онлайн-праграму ніжэй:
Я спадзяюся, што гэта паведамленне ў блогу паспрыяла вашаму разуменню працэсаў, якія рэгулююць мітахандрыяльную функцыю і дынаміку, і таго, як кетогенные дыеты могуць быць магутным умяшаннем для лячэння метабалічных парушэнняў у мозгу, якія выяўляюцца ў выглядзе псіхічных захворванняў і неўралагічных расстройстваў.
Таму што вы маеце права ведаць усе спосабы, як вы можаце адчуваць сябе лепш.
Спасылкі
Го, М., Ван, X., Чжао, Ю., Ян, К., Дын, Х., Донг, К., … і Цуй, М. (2018). Кетогенная дыета паляпшае талерантнасць да ішэміі мозгу і інгібіруе актывацыю інфламмасомы NLRP3, прадухіляючы апасродкаванае Drp1 дзяленне мітахондрый і стрэс эндаплазматычнага рэтыкулума. Frontiers ў малекулярнай нейробиологии, 11, 86. https://doi.org/10.3389/fnmol.2018.00086
Мілер, VJ, Villamena, FA, і Волек, JS (2018). Харчовы кетоз і митогормез: патэнцыйныя наступствы для функцыі мітахондрый і здароўя чалавека. Часопіс харчавання і абмену рэчываў, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Палмер, CD (2014). Энергія мозгу. Акадэмічны друк. https://brainenergy.com/
Ку, К., Кейер, Дж., Аджоба-Херманс, М. Дж., ван дэ Валь, М., Шырыс, Т., ван Карнебек, К., … і Купман, В. Дж. (2021). Кетогенная дыета як стратэгія тэрапеўтычнага ўмяшання пры мітахандрыяльнай хваробы. Міжнародны часопіс біяхіміі і клетачнай біялогіі, 138, 106050. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2021.106050
Свердлоў, Н.С. і Уілкінс, ХМ (2020). Мітафагія і мозг. Міжнародны часопіс малекулярных навук, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
3 Каментары