Dysfunkcja mitochondriów w chorobach neurodegeneracyjnych

📝 W SKRÓCIE:

• Dysfunkcja mitochondriów jest kluczowym czynnikiem neurodegeneracji. Badania pokazują, że pojedynczy neuron kory mózgowej w stanie spoczynku potrzebuje 4,7 miliarda cząsteczek ATP na sekundę, aby wytworzyć energię
• Kiedy mitochondria tracą swój właściwy kształt, elektrony uciekają i tworzą reaktywne formy tlenu (ROS), co powoduje uszkodzenia komórek i stres, który w szczególności dotyka komórki mózgowe
• Badania pokazują, że u 42% osób dorosłych powyżej 55. roku życia do 95. roku życia rozwija się demencja, a prognozowana liczba nowych przypadków ma się podwoić z 514 000 w 2020 r. do 1 miliona w 2060 r
• Mitochondria działają jako bufory wapnia w komórkach – gdy ta funkcja zawodzi, zwiększa przepuszczalność błony mitochondriów i wapń zalewa komórki, co prowadzi śmierci neuronów
• Kluczowe strategie dbania o zdrowie mitochondriów obejmują eliminację olejów roślinnych, optymalizację spożycia węglowodanów, ograniczenie narażenia na toksyny środowiskowe, zapewnienie odpowiedniej ekspozycji na słońce i zwiększenie poziomu NAD⁺ za pomocą suplementów

🩺Według dr. Mercoli

Możesz być zaskoczony dowiadując się, że u 42% osób dorosłych powyżej 55. roku życia do 95. roku życia rozwija się demencja. Demencja charakteryzuje się utratą pamięci, trudnościami z mówieniem i rozumowaniem oraz ogólnym spadkiem zdolności wykonywania codziennych czynności. Jeśli choroba nie jest leczona, rozwijają się poważniejsze zaburzenia neurodegeneracyjne, które osłabiają niezależność i jakość życia.

W przeglądzie opublikowanym w czasopiśmie Neurotherapeutics podkreślono ponadto, że pojedynczy neuron kory mózgowej w stanie spoczynku zużywa 4,7 miliarda cząsteczek adenozynotrójfosforanu (ATP) na sekundę, co dowodzi, jak ogromne jest ciągłe zapotrzebowanie mózgu na energię.

Uważam to za bezpośredni dowód na to, dlaczego wspieranie kluczowych funkcji komórkowych — mitochondriów — jest tak istotne dla zachowania zdrowia poznawczego. Przewlekłe zaburzenia tych procesów energetycznych powodują nieustanny stres komórek nerwowych, co prowadzi do problemów z pamięcią i innych zaburzeń neurologicznych.

Dysfunkcja mitochondriów jest przyczyną neurodegeneracji

W przeglądzie Neurotherapeutics zbadano, w jaki sposób różne formy zaburzeń procesów energetycznych w komórkach mózgowych sprzyjają rozwojowi postępującej choroby neurologicznej. Naukowcy przyjrzeli się różnym wynikom badań, które wykazują związek między nieprawidłowym funkcjonowaniem mitochondriów a zaburzeniami funkcji poznawczych, kontroli motorycznej i innych zadań wyższego rzędu.

Ich głównym celem było określenie, w jaki sposób nieprawidłowo funkcjonujące mitochondria wyzwalają reakcje łańcuchowe obserwowane w takich schorzeniach, jak choroba Alzheimera, choroba Parkinsona i wiele innych zespołów neurologicznych.

• Dowody ujawniają, w jaki sposób dysfunkcja mitochondriów powoduje zmiany w mózgu — Badacze biorący udział w tym przeglądzie nie ograniczyli swojej analizy do konkretnej grupy pacjentów. Zamiast tego skonsolidowali dowody z szerokiego zakresu eksperymentów laboratoryjnych i obserwacji klinicznych, ukierunkowanych na populację starzejącą się, osoby z rzadkimi zaburzeniami mitochondrialnymi i osoby będące nosicielami znanych mutacji genetycznych, które zmieniają funkcjonowanie mitochondriów.

Autorzy chcieli połączyć te dane i uzyskać wyraźniejszy obraz tego, w jaki sposób zaburzona produkcja energii prowadzi do charakterystycznych zmian w mózgu.

• Nawet niewielkie zmiany prowadzą do poważnych uszkodzeń — Jednym z najbardziej uderzających spostrzeżeń artykułu jest to, jak drobne zmiany strukturalne wewnątrz mitochondriów nabierają lawinowego tempa, prowadząc do uszkodzeń na dużą skalę. Kiedy organelle te tracą swój właściwy kształt, elektrony wymykają się z normalnej ścieżki energetycznej i łączą się z tlenem, tworząc szkodliwe cząsteczki zwane reaktywnymi formami tlenu (ROS).

Wzrost stężenia ROS uruchamia kaskadę stresorów biochemicznych w komórkach mózgu, w tym bezpośrednie ataki na ważne białka i tłuszcze.

• Struktura mitochondrium odgrywa istotną rolę w neurofunkcjach — Jak twierdzą autorzy, „Nadmierna produkcja ROS uszkadza wiele składników komórkowych, w tym białka, lipidy i DNA”. Krótko mówiąc, kształt i integralność mitochondrium mają większy wpływ na neurofunkcje, niż wielu ludzi sobie wyobraża.

Oprócz kształtu fizycznego, naukowcy skupili się również na roli równowagi wapniowej. Zdrowe mitochondria pełnią funkcję bufora, absorbując i uwalniając jony wapnia, co pozwala zachować równowagę wewnątrz komórek.

• Wzrost przepuszczalności błony mitochondriów prowadzi do śmierci komórki — nieprawiłowe funkcjonowanie mitochondrów aktywuje mitochondrialny por przejściowej przepuszczalności, przez co wapń zalewa komórkę prowadząc do jej śmierci.

W artykule podkreślono, że niekontrolowane otwarcie tego poru wywołuje falę obumierania komórek, zwłaszcza w wrażliwych neuronach w mózgu, gdzie zapotrzebowanie na energię jest już bardzo wysokie. To tak, jakby obserwować zawalenie się zapory wodnej z powodu zablokowania głównej śluzy.

Innym ciekawym zagadnieniem jest to, w jaki sposób wadliwe mitochondria zakłócają normalne procesy oczyszczania białek w komórce. Autorzy szczegółowo opisują scenariusz, w którym uszkodzone mitochondria uwalniają sygnały prozapalne, spowalniając lub całkowicie blokując autofagię, czyli proces, za pomocą którego komórki pozbywają się toksyn.

To spowolnienie przyczynia się do gromadzenia toksycznych blaszek i nieprawidłowo sfałdowanych białek, które są charakterystyczne dla wielu chorób neurodegeneracyjnych. W praktyce oznacza to, że organizm nie jest w stanie poradzić sobie z tym bałaganem, a ofiarą stają się komórki mózgu.

Dysfunkcja mitochondriów związana z chorobą Parkinsona, chorobą Alzheimera i innymi zaburzeniami

W całym przeglądzie wyraźnie skupiono się na tym, w jaki sposób zaburzwenia mitochondrialne zwiększają ryzyko chorób neurodegeneracyjnych. Na przykład, choroba Parkinsona wiąże się z rozpadem neuronów produkujących dopaminę, a w chorobie Alzheimera kluczową rolę pełnią blaszek beta-amyloidu - oba schorzenia są powiązane z zaburzeniami transportu elektronów wewnątrz mitochondriów.

• Jedna ukierunkowana interwencja może mieć wpływ na wiele schorzeń — Porównując te procesy, autorzy pokazują, jak jedna ukierunkowana interwencja przynosi korzyści w przypadku wielu zaburzeń. To orzeźwiająca perspektywa, która zachęca do wyjścia poza odizolowane badania nad lekami i terapiami. Naukowcy zastanawiają się również, w jaki sposób odkrycia naukowców przekładają się na szerszą populację i naszą wiedzę na temat związanego z wiekiem pogorszenia pamięci i sprawności motorycznej.

• Związek między normalnym starzeniem się a rozpadem mitochondriów — normalne starzenie się charakteryzuje się łagodną dysfunkcją mitochondriów, a w zaawansowanych stanach chorobowych obserwuje się poważniejszy rozpad mitochondriów.

Oznacza to, że u wielu osób mstan może się pogarszać na długo zanim pojawią się typowe objawy. Jak wynika z artykułu, identyfikacja biomarkerów uszkodzeń mitochondriów może pomóc lekarzom wykryć patologie chorobowe wystarczająco wcześnie, aby można było podjąć skuteczną interwencję.

• Produkcja ROS modyfikuje sygnały komórkowe — Autorzy opisują również skomplikowaną sekwencję reakcji oksydacyjnych, które uszkadzają DNA, zakłócają telomery — ochronne osłonki na końcach chromosomów — a nawet zmieniają sposób ekspresji genów.

Z przeglądu wynika, że przyspieszenie produkcji ROS nie tylko zużywa energię, ale także modyfikuje sygnały komórkowe, które utrzymują neurony przy życiu i zapewniają ich funkcjonowanie. Zmiany te ostatecznie prowadzą do kryzysu energetycznego, z którego komórki nie potrafią się otrząsnąć, co prowadzi do nieodwracalnej utraty komórek.

• Antyoksydanty pomagają stabilizować transport elektronów — Ponadto omówiono, w jaki sposób pewne strategie antyoksydacyjne mogą stabilizować transport elektronów poprzez osłanianie delikatnych białek i lipidów wewnątrz mitochondriów.

Jak zaznaczono w artykule, niektóre wczesne fazy badań klinicznych dają obiecujące rezultaty w stosowaniu związków blokujących najgorsze skutki utleniania. Chociaż te kierunki badań wciąż się rozwijają, rzucają one jasne światło na możliwość zatrzymania problemów mitochondrialnych zanim poważne uszkodzenia neurologiczne się utrwalą.

Ogólnie rzecz biorąc, recenzja ta podkreśla, że ochrona elektrowni komórkowych jest bezpośrednią drogą do zachowania funkcji mózgu. Mapując liczne punkty, w których degradacja mitochondriów krzyżuje się ze spadkiem funkcji poznawczych, naukowcy otwierają drzwi do terapii, które przywracają zdrową produkcję energii i pomagają zachować lepszą pamięć, koordynację i większą odporność w obliczu rosnących wymagań stawianych mózgowi.

Rosnące ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera w starzejących się populacjach

Zrozumienie roli dysfunkcji mitochondriów w neurodegeneracji staje się pilne w obliczu rosnącej liczby przypadków demencji. Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Medicine dotyczyło ogromnego zbioru danych na temat demencji, ze szczególnym uwzględnieniem grup, w których choroba jest diagnozowana najczęściej, na jakim etapie życia się pojawia oraz tego, jak te tendencje zmieniają się z czasem.

Zamiast badać mikroskopijne zmiany w mózgu, w tej pracy skupiono się na tym, w jaki sposób czynniki społeczne, genetyczne i związane z wiekiem decydują o tym, czy u kogoś wystąpi pogorszenie funkcji poznawczych.

• Określenie roli APOE ε4 w rozwoju demencji — Badacze skorzystali z badania społecznościowego obejmującego tysiące uczestników, z których każdy na początku nie cierpiał na demencję, ale różnił się wiekiem, pochodzeniem i cechami genetycznymi. Głównym celem było zmierzenie, jak zmienia się ryzyko u danej osoby na wystąpienie demencji, gdy w grę wchodzą takie czynniki jak płeć, rasa i konkretny marker genetyczny znany jako APOE ε4.

• Zaobserwowano różnice między płciami — Łącząc dane z długoterminowej obserwacji ze statystykami populacyjnymi, naukowcy starali się przewidzieć, ile nowych rozpoznań demencji będzie pojawiać się każdego roku w ciągu najbliższych dekad. Przy bliższym przyjrzeniu się stwierdzono pewne drastyczne różnice między mężczyznami i kobietami.

W artykule ustalono, że ogólne ryzyko wystąpienia demencji u kobiet jest wyższe niż u mężczyzn w perspektywie całego życia, chociaż mężczyźni są częściej narażeni na śmierć z innych przyczyn, zanim w pełni ujawnią się problemy poznawcze.

• Czynniki hormonalne nasilają objawy — Mówiąc prościej, mężczyźni nie zawsze osiągają wiek, w którym najczęściej pojawia się demencja. Ta luka wywołała pytania o to, w jaki sposób czynniki hormonalne i długość życia potęgują negatywne skutki dla starszych kobiet.

Te same badania wykazały, że u osób czarnoskórych demencję diagnozowano częściej niż u osób białych. Trend ten pojawił się wcześniej, co wskazuje, że pewne czynniki strukturalne lub społeczne przyspieszają utratę pamięci.

• Na rozwój demencji wpływają pewne czynniki — W artykule zauważono, że większe obciążenie powikłaniami naczyniowymi, trudności w dostępie do opieki zdrowotnej i długotrwałe nierówności mogą być częścią powodów, dla których u większej liczby osób afroamerykańskiego pochodzenia demencja rozwija się w młodszym wieku. Badacze zwrócili uwagę na jeszcze jeden szczegół: wariant genu APOE ε4.

Ten czynnik genetyczny często sygnalizuje zwiększone ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera, która mieści się w szerszym pojęciu demencji. Osoby posiadające jedną kopię genu były bardziej narażone na problemy poznawcze, a u osób posiadających dwie kopie ryzyko to było jeszcze większe.

• Do 2060 r. liczba przypadków demencji może wzrosnąć do 1 miliona  — W artykule opisano ponurą prognozę: w 2020 r. pojawiło się około 514 000 nowych przypadków demencji, ale szacuje się, że do 2060 r. liczba ta osiągnie około 1 miliona. Podwojenie liczby osób z nowo zdiagnozowaną chorobą wskazuje na znaczne starzenie się populacji, w którym duża część ludzi jednocześnie przechodzi do grup wiekowych o wyższym ryzyku.

Ogólnie rzecz biorąc, artykuł w czasopiśmie Nature Medicine sugeruje, że rosnąca liczba nowych przypadków demencji nie ulegnie zahamowaniu, dopóki osoby starsze nie uzyskają bardziej spójnego dostępu do wczesnego wykrywania choroby, lepszych opcji stylu życia i interwencji chroniących ich zdolności poznawcze — w tym optymalizacji funkcjonowania mitochondriów.

Jak wspierać zdrowie mitochondriów?

Zasługujesz na proste sposoby, aby uporać się z prawdziwą przyczyną neurodegeneracji: spadkiem energii komórkowej, który powoduje zużycie komórek nerwowych. Wierzę, że jeśli odpowiednio wspierasz swoje mitochondria, wzmacniasz swój mózg i uchronisz się przed wieloma problemami wynikającymi z dysfunkcji mitochondriów. Poniżej znajdziesz pięć kroków, które mają na celu przywrócenie zdrowia mitochondriów i zwiększenie mocy komórek:

1. Wyeliminuj z diety przetworzoną żywność i oleje roślinne — Polecam zmienić dietę i zrezygnować z olejów roślinnych, takich jak olej kukurydziany, sojowy, krokoszowy czy rzepakowy. Oleje te zawierają kwas linolowy (LA), truciznę mitochondrialną, która upośledza produkcję energii komórkowej. Staraj się, aby Twoje posiłki opierały się na zdrowej żywności, takiej jak świeże warzywa, ekologiczne masło lub smalec oraz białka bogate w kolagen.

Jeśli jesz poza domem, sprawdź, jakiego oleju używają w danej restauracji — i zrezygnuj, jeśli jest to olej roślinny. Krok ten pomaga chronić mitochondria przed kumulującymi się z czasem uszkodzeniami, co ostatecznie przyczynia się do zachowania witalności mózgu.

2. Zoptymalizuj spożycie węglowodanów — Niektóre węglowodany są niezbędne do stałego wydatkowania energii, a w szczególności do zasilania neuronów. Jeśli masz problemy z jelitami, ważne jest, aby zacząć od pokarmów łatwiejszych do strawienia, np. białego ryżu lub powolnego popijania wody z dekstrozą.

Z czasem zacznij spożywać całe owoce i inne bogate w składniki odżywcze węglowodany. Jeśli jesteś aktywny, Twoje zapotrzebowanie jest większe, dlatego dostosuj swoje spożycie tak, aby nie wyczerpywało ono mitochondriów poprzez stosowanie diety niskowęglowodanowej.

3. Ogranicz narażenie na toksyny środowiskowe — Twoje komórki są codziennie bombardowane syntetycznymi substancjami chemicznymi. Narażenie na działanie substancji zaburzających gospodarkę hormonalną (EDC) zawartych w plastiku, supstancje podobne do estrogenu i pola elektromagnetyczne (PEM) upośledza zdolność komórek do efektywnego wytwarzania energii. W miarę jak zanieczyszczenia się kumulują, mitochondria tracą wydajność.

Dlatego zalecam podjęcie działań proaktywnych w celu ograniczenia narażenia na toksyny środowiskowe. Rozważ zastosowanie w gospodarstwie domowym produktów wykonanych z naturalnych materiałów oraz szklanych pojemników do przechowywania żywności. Ważne jest również, aby spać w środowisku wolnym od pól elektromagnetycznych, ponieważ pozwala to komórkom odpocząć, a organizm regeneruje się w nocy. Wszystko to obniża poziom stresu, z jakim musi radzić sobie Twoje ciało.

4. Zadbaj o odpowiednią ekspozycję na słońce — Codzienna ekspozycja na słońce jest ważna, ponieważ wspomaga produkcję energii komórkowej poprzez stymulację wydzielania melatoniny w mitochondriach, zapewniając silną ochronę antyoksydacyjną. Unikaj bezpośredniego światła słonecznego w godzinach szczytu (od 10:00 do 16:00 w większości regionów USA) przez co najmniej sześć miesięcy, dopóki nie wyeliminujesz olejów roślinnych z diety, ponieważ nagromadzony w tkankach LA sprawia, że łatwiej ulegasz poparzeniom słonecznym.

5. Zwiększ poziom NAD⁺ — Przyjmuj niacynamid (50 miligramów trzy razy dziennie), aby zwiększyć produkcję NAD⁺, co pomaga mitochondriom wytwarzać więcej energii. NAD⁺ umożliwia prawidłową sygnalizację śmierci komórek i wspomaga zdolność układu odpornościowego do identyfikowania i usuwania uszkodzonych komórek.

Często zadawane pytania (FAQ) dotyczące dysfunkcji mitochondriów

P: Dlaczego mitochondria są tak ważne dla zdrowia mózgu?

O: Mitochondria to elektrownie komórki, ważne szczególnie dla mózgu. Pojedynczy neuron kory mózgowej w stanie spoczynku zużywa 4,7 miliarda cząsteczek ATP na sekundę. Dysfunkcja mitochondriów prowadzi do niedoborów energii, stresu oksydacyjnego i uszkodzeń neuronów — wszystko to przyczynia się do chorób neurodegeneracyjnych.

P: W jaki sposób dysfunkcja mitochondriów przyczynia się do chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona?

O: Uszkodzone mitochondria uwalniają reaktywne formy tlenu (ROS) i zaburzają równowagę wapniową, powodując śmierć komórek i blokując systemy oczyszczania komórek. Proces ten powoduje gromadzenie się toksyn i przyspiesza rozwój chorób takich jak choroba Alzheimera czy Parkinsona.

P: Jak powszechna jest demencja i jakie są prognozy na przyszłość?

O: Obecnie u 42% osób dorosłych powyżej 55. roku życia demencja rozwinie się do 95. roku życia. Przewiduje się, że liczba nowych przypadków demencji podwoi się z 514 000 w 2020 r. do około 1 miliona w 2060 r. z powodu starzenia się społeczeństwa i czynników ryzyka genetycznego, takich jak wariant genu APOE ε4.

P: Jakie czynniki związane ze stylem życia pomagają chronić funkcjonowanie mitochondriów i zmniejszać ryzyko neurodegeneracji?

O: Kluczowe strategie obejmują eliminację olejów roślinnych, optymalizację spożycia zdrowych węglowodanów, minimalizowanie narażenia na toksyny środowiskowe, zapewnienie sobie odpowiedniej ekspozycji na słońce i zwiększenie poziomu NAD⁺ poprzez suplementację niacynamidem.

P: Na jakie wczesne objawy i interwencje należy zwrócić szczególną uwagę w zapobieganiu pogorszeniu funkcji poznawczych?

O: Wczesne wykrywanie uszkodzeń mitochondriów za pomocą biomarkerów, w połączeniu z terapiami antyoksydacyjnymi i ukierunkowanymi zmianami stylu życia, może pomóc spowolnić lub zapobiec wystąpieniu chorób neurodegeneracyjnych i pogorszeniu pamięci związanemu z wiekiem.