Co jsou to mitochondrie a proč je důležité je posílit?

Nejdůležitějších 5 bodů článku

• Co jsou to mitochondrie 
• Funkce mitochondrií 
• Jak posílit vlastní mitochondrie
• Mitochondriální onemocnění  
• Mitochondrie a stárnutí

 

Mitochondrie jsou přítomny téměř ve všech typech lidských buněk a mají zásadní význam pro naše přežití. Vytvářejí většinu adenosintrifosfátu (ATP), energetické měny buňky. Mitochondrie se podílejí také na dalších úkolech, jako je signalizace mezi buňkami a buněčná smrt, jinak známá jako apoptóza.

 

Co jsou mitochondrie a jak nám pomáhají? 

Mitochondrie jsou specializované struktury v buňkách. Podílejí se na mnoha buněčných procesech, ale jejich nejdůležitější funkcí je získávat energii, která je uložena v chemických vazbách živin (ve formě elektricky nabitých částic zvaných elektrony), a přeměňovat ji na formu energie, kterou mohou buňky využít k pohonu své činnosti.

 

Tato forma energie je molekula zvaná ATP (adenosintrifosfát) a tento proces se nazývá buněčné dýchání. Protože mitochondrie vytvářejí přibližně 90 % veškerého ATP produkovaného v těle, říká se jim "elektrárna buňky".

 

Pokud mitochondrie pracují optimálně, buňky jsou efektivně zásobovány palivem a biologické procesy probíhají hladce. Když jsou však mitochondrie nefunkční, začnou se v nich hromadit poškození a buněčné procesy se začnou postupně narušovat. Dysfunkce mitochondrií způsobená hromaděním poškození je vlastně jedním z charakteristických znaků stárnutí.

 

Složení mitochondrie 

Mitochondrie jsou malé, často o velikosti 0,75 až 3 mikrometry, a nejsou pod mikroskopem viditelné, pokud nejsou obarvené. Na rozdíl od jiných organel (miniaturních orgánů uvnitř buňky) mají dvě membrány, vnější a vnitřní. Každá membrána má jinou funkci.

 

Mitochondrie jsou rozděleny do různých oddílů nebo oblastí, z nichž každá plní odlišné úlohy.

• Vnější membrána - Vnější membránou mohou volně procházet malé molekuly. Tato vnější část obsahuje bílkoviny zvané poriny, které tvoří kanály umožňující průchod bílkovin. Vnější membrána také hostí řadu enzymů s nejrůznějšími funkcemi.
  
  
• Mezimembránový prostor - Jedná se o prostor mezi vnitřní a vnější membránou.
  
  
• Vnitřní membrána - V této membráně se nacházejí bílkoviny, které mají několik funkcí. Protože ve vnitřní membráně nejsou žádné poriny, je pro většinu molekul nepropustná. Molekuly mohou vnitřní membránou procházet pouze ve speciálních membránových přenašečích. Vnitřní membrána je místem, kde se vytváří většina ATP.
  
  
• Kristy - Jsou to záhyby vnitřní membrány. Zvětšují povrch membrány, a tím zvětšují prostor pro chemické reakce.
  
  
• Matrix - Vnitřní membrána je tvořena z několika částí, které se nacházejí na povrchu membrány: Je to prostor uvnitř vnitřní membrány. Obsahuje stovky enzymů a je důležitá pro tvorbu ATP. Je zde umístěna mitochondriální DNA (viz níže).

mitochondrie 

 

Různé typy buněk mají různý počet mitochondrií. Například zralé červené krvinky nemají žádné, zatímco jaterní buňky jich mohou mít více než 2 000. Buňky s vysokou potřebou energie mají tendenci mít větší počet mitochondrií.

 

Věděli jste?

V buňkách srdečního svalu zabírají mitochondrie přibližně 40 % cytoplazmy.

 

Mitochondriální DNA

Ačkoli většina naší DNA je uložena v jádře každé buňky, mitochondrie mají vlastní sadu DNA. Zajímavé je, že mitochondriální DNA (mtDNA) se více podobá bakteriální DNA. V mtDNA jsou uloženy instrukce pro řadu bílkovin a další podpůrné vybavení buněk v 37 genech.

 

Během reprodukce pochází polovina DNA dítěte od otce a polovina od matky. Dítě však vždy získává mtDNA od své matky. Z tohoto důvodu se mtDNA ukázala jako velmi užitečná pro sledování genetických linií.

 

Funkce mitochondrií 

Hlavní funkcí mitochondrie je tvorba energie ale není to její jediná funkce. Mezi další důležité funkce patří buněčná smrt, produkce tepla a skladování vápníku. 

 

Výroba energie

ATP, složitá organická chemická látka, která se vyskytuje ve všech formách života, je často označována jako molekulární měnová jednotka, protože pohání metabolické procesy. Většina ATP se vyrábí v mitochondriích prostřednictvím řady reakcí známých jako citrátový neboli Krebsův cyklus.

 

Produkce energie probíhá většinou v záhybech neboli v kristech vnitřní membrány. Mitochondrie přeměňují chemickou energii z přijímané potravy na energetickou formu, kterou může buňka využít. Tento proces se nazývá oxidativní fosforylace.

 

V Krebsově cyklu vzniká chemická látka zvaná NADH. NADH využívají enzymy k výrobě ATP. V molekulách ATP je energie uložena ve formě chemických vazeb. Když se tyto chemické vazby přeruší, lze energii využít.

 

 

Skladování vápníku

Vápník je nezbytný pro řadu buněčných procesů. Například uvolnění vápníku zpět do buňky může iniciovat uvolnění neurotransmiteru z nervové buňky nebo hormonů z endokrinních buněk. Vápník je mimo jiné nezbytný také pro funkci svalů, oplodnění a srážení krve.

 

Protože je vápník tak důležitý, buňka ho přísně reguluje. Mitochondrie se na tom podílejí tím, že rychle absorbují ionty vápníku a zadržují je, dokud nejsou potřeba. Mezi další role vápníku v buňce patří regulace buněčného metabolismu, syntéza steroidů a hormonální signalizace.

 

Produkce tepla

Když je nám zima, třeseme se, abychom se zahřáli. Tělo však může vytvářet teplo i jinými způsoby, jedním z nich je využití tkáně zvané hnědý tuk. Tento proces je známý jako termogeneze bez chvění. Hnědý tuk se nachází v nejvyšší míře u dětí, kdy jsme náchylnější k chladu, a s věkem se jeho hladina pomalu snižuje.

 

Buněčná smrt

Buněčná smrt, nazývaná také apoptóza, je nezbytnou součástí života. Jakmile buňky zestárnou nebo se poškodí, jsou odstraněny a zničeny. Mitochondrie pomáhají rozhodovat o tom, které buňky budou zničeny.

 

Mitochondrie uvolňují cytochrom C, který aktivuje kaspázu, jeden z hlavních enzymů podílejících se na ničení buněk během apoptózy. Protože u některých onemocnění, jako je rakovina, dochází k poruše normální apoptózy, předpokládá se, že mitochondrie hrají v tomto onemocnění určitou roli.

 

 

Proč je důležité posilovat mitochondrie?

Poruchy v mechanismech produkce ATP v mitochondriích, zejména v dráze zvané elektronový transportní řetězec, zvyšují produkci vedlejších produktů zvaných reaktivní formy kyslíku, které mohou být ve vysokých koncentracích pro mitochondrie škodlivé. Dysfunkce mitochondrií vytváří valící se sněhovou kouli poškození, která může postupně narůstat a ovlivnit všechny biologické procesy v našem těle.

 

K tomu přirozeně dochází s přibývajícím věkem, ale zlepšení kondice mitochondrií, jejich účinnosti při tvorbě energie a schopnosti předcházet poškození jejich biochemického aparátu nebo je opravovat může přispět ke zdravějšímu procesu stárnutí. Jak je ale posílit? 

 

Cvičení

Cvičení vyžaduje velké množství energie pro pohon našich svalů. To zatěžuje svalové mitochondrie, které tuto energetickou potřebu signalizují zbytku buňky. Svalové buňky reagují tím, že produkují více mitochondrií a více mitochondriálních enzymů. Tím se zvyšuje respirační kapacita svalů, tj. jejich schopnost produkovat ATP z živin pro pohon svalové kontrakce.

 

Je to adaptace našich svalových buněk na cvičení a jeden z důvodů, proč se s tréninkem zlepšuje výkonnost při cvičení. Cvičení je také jedním z nejlepších způsobů, jak zlepšit biogenezi a funkci mitochondrií ve stárnoucích svalech, což pomáhá oddálit s věkem související pokles mitochondriální aktivity a zdraví svalů.

 

Cvičení lze rozdělit do 5 zón srdeční frekvence podle úrovně intenzity ve vztahu k maximální srdeční frekvenci. Většina odborníků se domnívá, že k dosažení mitochondriálního prahu stačí dosáhnout přibližně 70 % naší maximální tepové frekvence (neboli zóna tepové frekvence 2). Existují také důkazy, že vyšší úroveň intenzity po kratší dobu (HIIT) může stimulovat mitochondriální funkce. 

 

Stručně řečeno, jedním z nejdůležitějších způsobů, jak zlepšit naše metabolické zdraví, je pravidelně cvičit v zóně 2 a využívat tréninky s vysokou intenzitou ke zvýšení účinnosti mitochondrií a prevenci jejich dysfunkce.

 

Omezení kalorií

Snížení příjmu kalorií například prostřednictvím půstové diety je nejúspěšnějším přístupem ke zvýšení dlouhověkosti. Tento úspěch lze alespoň částečně přičíst zvýšení bioenergetické účinnosti mitochondrií. Omezení kalorií působí jako stresový signál, který v mitochondriích spouští řadu adaptací:

• Zlepšuje aktivitu elektronového transportního řetězce a reguluje produkci reaktivních forem kyslíku a oxidační stres.
• Podporuje mechanismy kontroly kvality mitochondrií, které jsou zodpovědné za prevenci a/nebo opravu poškození.
• Podporuje obnovu mitochondriální sítě prostřednictvím eliminace poškozených mitochondrií (autofagie) a produkce nových mitochondrií (biogeneze).

Mitochondriální živiny

Existuje mnoho živin, které pomáhají mitochondriím vykonávat jejich práci a udržovat jejich kondici. Mitochondriální živiny poskytují substráty a kofaktory, které podporují a/nebo stimulují aktivitu mitochondriálních enzymů, posilují buněčnou antioxidační obranu, vychytávají volné radikály a chrání mitochondrie před oxidací a chrání a opravují mitochondriální membrány.

 

Mezi mitochondriální živiny patří vitaminy skupiny B, minerální látky, polyfenoly a další živiny, jako je například L-karnitin, kyselina alfa-lipoová, koenzym Q10, pyrrochinolinchinon a kreatin. Lze je užívat jako doplňky stravy nebo je lze nalézt v přirozených, nezpracovaných potravinách, tj. v ovoci a zelenině, ořeších a semenech, mořských plodech a mase.

 

Mnozí z nás mají nízký obsah hořčíku. Tento speciální minerál je nezbytný pro udržení zdraví mitochondrií a optimalizaci energie. Vyplatí se užívat doplňky stravy s hořčíkem a jíst potraviny, jako je tmavě zelená zelenina, maso a ořechy.

 

Kvalitní spánek

Lidský mozek potřebuje hodně energie a vzhledem k vysoké rychlosti metabolismu se v něm hromadí velké množství metabolického odpadu. Během spánku se mozek zbavuje produktů, které mohou být pro mitochondrie toxické.

 

Příkladem je molekula beta-amyloidu. Při normálních hladinách beta-amyloid chrání neurony a podporuje jejich činnost. Při nadměrném hromadění se však beta-amyloid stává pro neurony škodlivým, zejména pro jejich mitochondrie, což může vyvolat neurodegenerativní procesy.

 

Protože mitochondrie neuronů pohánějí všechny mozkové funkce, je velmi důležité zabránit tomuto hromadění toxického odpadu.

 

Věděli jste?

Špatný spánek mitochondrie poškozuje, ale kvalitní spánek pomáhá mozku udržovat mitochondrie zdravé.

 

TIP: Pro kvalitní spánek vyzkoušejte naše MAGNESIUM - PRO SPÁNEK, které pozitivně ovlivňuje náladu i kvalitu spánku, po němž se budete budit opravdu vyspaní a plní energie.

 

 

Relaxační techniky

Psychický stres ovlivňuje fyzické zdraví a mitochondrie mají v tomto vlivu klíčovou roli. Stres může změnit strukturu a funkci mitochondrií prostřednictvím stresových hormonů a dalších stresových signálů, které mitochondrie vnímají.

 

Chronický stres může způsobit dysfunkce mitochondrií a upravovat buněčné a biologické procesy. Stresem vyvolané mitochondriální dysfunkce mohou být škodlivé zejména pro nervový, endokrinní a imunitní systém, z čehož se může vyvinout celkový negativní dopad na organismus.

 

Proto cvičení, která pomáhají zvládat stres - například meditace, jóga, tai-či nebo dechová cvičení - mohou pomoci předcházet účinkům stresu. Bylo totiž prokázáno, že pravidelné praktikování relaxačních technik zvyšuje regulaci genů, které souvisejí se zdravou funkcí mitochondrií. 

 

Vystavení chladu

Když je nám zima, dva typy tkání okamžitě reagují tvorbou dodatečného tepla. Jedním z nich je kosterní svalstvo, které produkuje teplo prostřednictvím chvění. Druhou je hnědá tuková tkáň neboli hnědý tuk, která je zodpovědná za produkci tepla bez chvění.

 

Třes uvolňuje teplo v procesu spalování paliv a využívání ATP k pohonu svalové kontrakce. Chvění tedy zapojuje mitochondrie do nepřímé tvorby tepla. Hnědá tuková tkáň má na rozdíl od jiných tkání molekulu, která dokáže oddělit dýchání od produkce ATP a místo toho ho využít k aktivní produkci tepla.

 

Jak v kosterním svalu, tak v hnědém tuku stimuluje chlad zvýšení mitochondriální aktivity a mitochondriální biogeneze. Vystavení chladu v podobě studené sprchy nebo kryoterapie proto může podpořit činnost mitochondrií, které nás udržují v teple. Více o vystavení chladu neboli otužování zde. 

 

 

Vystavení teplu

Teplo může rovněž vyvolat prospěšné biologické reakce. Teplo působí jako mírný stresový signál a spouští reakce buněk, které podporují adaptaci.

 

Jedním z hlavních činitelů této adaptace jsou mitochondrie, neboť bylo prokázáno, že tepelný stres spouští v mitochondriích prospěšné adaptační reakce, které zvyšují jejich funkční kapacitu. Tyto účinky byly prokázány například v kosterním svalu a srdečním svalu. To stojí v souladu se studiemi, které ukazují, že rutinní saunování může zlepšit vytrvalostní výkon a snížit například riziko kardiovaskulárních onemocnění.

 

Terapie červeným světlem

Červené a blízké infračervené světlo může pronikat kůží a působit na mitochondrie prostřednictvím stimulace molekuly zvané cytochrom C oxidáza. Tato molekula je součástí mitochondriálního elektronového transportního řetězce, který produkuje ATP.

 

Červené a blízké infračervené světlo zvyšuje účinnost mitochondriálního elektronového transportního řetězce a produkci energie.

 

Sluneční světlo

Nadměrné nechráněné slunění může být velmi škodlivé, ale i přesto je důležité si uvědomit, že správné množství slunečního záření je pro naše zdraví zásadní. Známým účinkem slunečního záření je tvorba vitamínu D. 

 

Ukazuje se, že vitamín D je nezbytný pro činnost mitochondrií a že suplementace vitamínem D u dospělých s jeho nedostatkem zlepšuje oxidační kapacitu mitochondrií ve svalech. 

 

 

Mitochondriální onemocnění 

DNA v mitochondriích je náchylnější k poškození než zbytek genomu. Je to proto, že při syntéze ATP vznikají volné radikály, které mohou DNA poškodit. Mitochondrie také postrádají stejné ochranné mechanismy, jaké se nacházejí v jádře buňky. 

 

Většina mitochondriálních onemocnění je však způsobena mutacemi v jaderné DNA, které ovlivňují produkty končící v mitochondriích. Tyto mutace mohou být buď dědičné, nebo spontánní.

 

Když mitochondrie přestanou fungovat, buňka, ve které se nacházejí, je bez energie. V závislosti na typu buňky se tedy mohou příznaky značně lišit. Obecně platí, že buňky, které potřebují největší množství energie, jako jsou buňky srdečního svalu a nervy, jsou vadnými mitochondriemi postiženy nejvíce. 

 

Dobré vědět

Lidé s mitochondriálním onemocněním jsou náchylnější k infekcím a dalším nemocem, proto je důležité udržovat imunitu zdravým životním stylem.

 

Příznaky mitochondriálního onemocnění

Ačkoli se příznaky mitochondriálních onemocnění značně liší, mohou zahrnovat ztrátu svalové koordinace a slabost, problémy se zrakem nebo sluchem, poruchy učení, onemocnění srdce, jater nebo ledvin, gastrointestinální problémy a neurologické problémy, včetně demence.

 

Mezi další stavy, u kterých se předpokládá určitá míra mitochondriální dysfunkce, patří Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba, bipolární porucha, schizofrenie, chronický únavový syndrom, Huntingtonova choroba, diabetes a autismus.

 

 

Příčiny mitochondriálního onemocnění

Mitochondriální onemocnění je důsledkem spontánních mutací v mtDNA nebo nDNA. To vede ke změně funkcí buď bílkovin, nebo molekul RNA, které žijí v mitochondriích buněk. Vědci zatím plně nerozumí tomu, proč jsou lidé postiženi mitochondriálními problémy tak odlišně a co vede k tomu, že se u nich projevují příznaky v rámci různých orgánů/systémů.

 

Vzhledem k tomu, že mitochondrie plní stovky různých funkcí v různých tkáních v celém těle, vytvářejí mitochondriální onemocnění široké spektrum problémů, což lékařům a pacientům ztěžuje správnou diagnózu a léčbu.

 

I když jsou vědci schopni pomocí genetického testování zjistit, že u dvou různých lidí došlo k identické mutaci mtDNA, nemusí mít oba lidé identické příznaky (termín pro takováto onemocnění, která jsou způsobena stejnou mutací, ale způsobují různé příznaky, je "genokopie"). Mutace v různých mtDNA a nDNA mohou také způsobovat stejné příznaky (tzv. "fenokopie").

 

Mitochondrie a stárnutí

V posledních letech vědci zkoumají souvislost mezi dysfunkcí mitochondrií a stárnutím. Existuje řada teorií týkajících se stárnutí a v posledních zhruba deseti letech se stala populární teorie stárnutí založená na mitochondriálních volných radikálech.

 

Podle této teorie vznikají v mitochondriích reaktivní formy kyslíku jako vedlejší produkt při výrobě energie. Tyto vysoce nabité částice poškozují DNA, tuky a bílkoviny. V důsledku poškození způsobeného reaktivní formou kyslíku dochází k poškození funkčních částí mitochondrií. Když mitochondrie již nemohou tak dobře fungovat, vzniká více reaktivní formy kyslíku, které poškození dále zhoršují.

 

Přestože byla zjištěna souvislost mezi aktivitou mitochondrií a stárnutím, ne všichni vědci dospěli ke stejným závěrům. Jejich přesná úloha v procesu stárnutí je stále neznámá.

 

Závěr

Mitochondrie udržují lidský život, protože vytvářejí energii, která pohání naše buňky. Podporou mitochondriální kondice podporujeme optimální fungování téměř všech buněk a systémů v těle. Posílení mitochondrií nám může pomoci prožít dlouhý a zdravý život.

 

 

Autor: Tereza Hoffmannová 

 

Na kvalitě a správnosti informací, které s vámi sdílíme v našich článcích, nám záleží stejně jako na našich produktech samotných. Pokud jste našli v našem článku nějakou chybu, překlep či nesrovnalost, dejte nám vědět na info@herbalus.cz nebo nám zavolejte na číslo +420 735 158 122.

 

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/

 

Kdo je autorem tohoto článku? 

 

 

 

Bc. Tereza Hoffmannová 
Narozena 5. 8. 2000 v Třinci 
Vystudovala jsem biologii a geografii. Řadím se mezi milovníky přírody, hor a také se zajímám o účinky přírodních látek, jejich využitím a přínosem pro naše zdraví.