Kā bioģenēze, dinamika un mitofagija uzlabo jūsu smadzenes
Paredzamais lasīšanas laiks: 8 protokols
Daži no jums sāk saprast, ka jums ir jākoncentrējas uz mitohondriju funkciju, lai iegūtu veselīgas smadzenes, kas nodrošina labu garastāvokli un aktivizē kognitīvās funkcijas. Daži no jums vienkārši labi zina, ka mitohondriji ir galvenie. Un jūs varat izbaudīt šo vienkāršo emuāra ierakstu par šīm pārsteidzošajām organellām!
Bet daži no jums vēlas uzzināt vairāk par mitohondrijiem, un jums ir svarīgi uzzināt par tiem. Jūs varētu būt līdzīgs man, kam patiešām ir jāsaprot mans zinātniskais “kāpēc”, lai kaut kas atbilstu un manai jaunajai uzvedībai būtu mērķis. Tātad, ja jums tāds ir, šis emuāra ieraksts ir paredzēts jums!
Apspriedīsim ceļus, kas uztur mitohondriju veselību, un pēc tam apskatīsim, kā ketogēnas diētas var ietekmēt šos ceļus, lai palīdzētu jums justies labāk. Vai varam sākt?
Mitohondriju bioģenēze
Mitohondriju bioģenēze ir process, kurā šūnā tiek ģenerēti jauni mitohondriji, un tam ir izšķiroša nozīme šūnu metabolisma regulēšanā, enerģijas homeostāzes uzturēšanā un oksidatīvā stresa ietekmes mazināšanā. Šis process ir ļoti regulēts un ietver sarežģītu gēnu ekspresijas, proteīnu translācijas un organellu montāžas koordināciju.
Galvenais mitohondriju bioģenēzes virzītājspēks ir transkripcijas koaktivators PGC-1α. Nebaidieties no nelielas alfabēta zupas. To ir viegli saprast! ES apsolu.
PGC-1α gēns kodē proteīnu, ko sauc par PGC-1α. Nav pārsteidzoši, jo lielākā daļa gēnu sniedz norādījumus par olbaltumvielu ražošanu.
PGC-1α ir proteīns, kas palīdz radīt un uzturēt veselīgus mitohondrijus neironos, veicinot jaunu mitohondriju veidošanos. Tas aktivizē mitohondriju bioģenēzē (radīšanā!) un funkcionēšanā iesaistīto gēnu ekspresiju, galu galā ražojot jaunus mitohondrijus un uzlabojot esošo mitohondriju spēju ražot enerģiju!
Kopumā mitohondriju bioģenēzes process ietver daudzu gēnu koordinētu ekspresiju un liela skaita olbaltumvielu un citu molekulu montāžu, kas beidzas ar jaunu mitohondriju veidošanos šūnā. Un, ja šī mitohondriju funkcijas daļa nenotiek veselīgā veidā, jūsu smadzenes sāks badoties pēc enerģijas, kas tām nepieciešama darbam un sevis uzturēšanai. Tas izraisa veselu negatīvu seku kaskādi, kas rada problēmas ar šiem citiem mitohondriju ceļiem.
Tātad, uzzināsim vairāk.
Mitohondriju dinamika
Mitohondriju dinamika attiecas uz veidu, kā mitohondriji maina savu formu un izmēru, reaģējot uz dažādiem mūsu ķermeņa signāliem. Šo procesu kontrolē divi galvenie procesi: saplūšana un skaldīšana. Nebaidieties no šiem diviem terminiem (tāpat kā es), jo es tos vienkārši izskaidrošu šeit.
Sapludināšanās notiek tad, kad divi vai vairāki mitohondriji apvienojas, veidojot lielāku, vairāk savstarpēji savienotu tīklu, savukārt sadalīšanās notiek tad, kad mitohondriji sadalās divās vai vairākās mazākās vienībās. Mitohondriju saplūšana var palielināt saražotās enerģijas daudzumu, savukārt dalīšanās var to samazināt. Tas ļauj mitohondrijiem pielāgoties dažādām enerģijas prasībām šūnā.
Veicot saplūšanu un skaldīšanu, mitohondriji var pielāgoties mainīgajām enerģijas prasībām un reaģēt uz šūnu stresa faktoriem. Tas ir tāpēc, ka, kad mitohondriji saplūst kopā, tie dalās resursos un var saražot vairāk enerģijas nekā tad, ja tie ir atsevišķi. Un otrādi, kad mitohondriji sadalās, tie kļūst mazāki un izolētāki, kas var samazināt enerģijas ražošanu.
Mitohondriju formas izmaiņas ir svarīgas un var palīdzēt tām reaģēt uz šūnu stresa faktoriem. Piemēram, ja šūnas tiek pakļautas augstam oksidatīvā stresa līmenim (kas var sabojāt šūnas un DNS), mitohondriji var dalīties, lai radītu jaunus, veselīgākus mitohondrijus, kas spēj labāk tikt galā ar stresu. Šīs formas izmaiņas (morfoloģija) var arī palīdzēt atvieglot saziņu starp mitohondrijiem un citām šūnas daļām. Piemēram, mitohondriju saplūšana var nodrošināt proteīnu un citu molekulu apmaiņu starp mitohondrijiem, kas var būt svarīgi, lai regulētu šūnu metabolismu un enerģijas ražošanu.
Mitohondriju mitofagija
Mitohondriju mitofagija ir process, kurā šūnas selektīvi noņem bojātos vai disfunkcionālos mitohondrijus, palīdzot uzturēt veselīgu mitohondriju tīklu un samazināt oksidatīvo stresu. Un tagad jūs visi zināt, ko tas nozīmē smadzeņu darbībai!
Mitohondriju mitofagijas process ietver vairākus posmus. Pirmkārt, bojātie vai disfunkcionālie mitohondriji tiek identificēti un atzīmēti iznīcināšanai, izmantojot procesu, ko sauc par ubikvitināciju. Šis jautrais vārds apraksta procesu, kurā bojātajiem mitohondrijiem tiek pievienots proteīns, ko sauc par ubikvitīnu, atzīmējot tos noņemšanai.
Tālāk iezīmētos mitohondrijus ieskauj membrānas struktūra, ko sauc par autofagosomu, kas veido pūslīšus, kas aptver bojātos mitohondrijus. Pēc tam autofagosoma saplūst ar lizosomu, specializētu organellu, kas satur fermentus, kas var noārdīt un noārdīt šūnu atkritumus.
Kad bojātie mitohondriji atrodas lizosomā, fermenti tos sadala to sastāvdaļās, kuras šūna var pārstrādāt. Tas ir sarežģīts process, kas ietver vairākus posmus un dažādu šūnu komponentu koordinēšanu. Par laimi, jums nav jāsaprot visas darbības, lai zinātu, ka šim mitohondriju procesam ir izšķiroša nozīme jūsu smadzeņu veselības mērķu sasniegšanā.
Mitohondriju disfunkcijas un mitohondriju kvalitātes kontroles mehānismu (piemēram, mitofagijas) neveiksmes periodos ROS/RNS var izraisīt šūnu makromolekulu bojājumus un nekrotisko šūnu nāvi. Pareiza mitofagijas ceļu kontrole un koordinācija ir ļoti svarīga, lai novērstu šūnu nāvi un iekaisumu.
Swerdlow, NS un Wilkins, HM (2020). Mitofagija un smadzenes. Starptautiskais molekulāro zinātņu žurnāls, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
Šis selektīvās bojāto mitohondriju noņemšanas process palīdz uzturēt veselīgu mitohondriju tīklu un samazināt oksidatīvo stresu, un būtībā ir milzīga sastāvdaļa jūsu spējai atjaunot garastāvokli un kognitīvās funkcijas!
#MitohondrijaMateriāls
Smadzenēs mitofagija ir īpaši svarīga smadzeņu šūnu augstās enerģijas pieprasījuma un to jutīguma pret oksidatīvo stresu dēļ. Mitohondriju funkcijas traucējumi un oksidatīvais stress ir saistīti ar dažādu neirodeģeneratīvu traucējumu un garīgo slimību attīstību.
Ketogēnas diētas un mitohondriji
Es domāju, ka jums ir svarīgi zināt, ka ketogēnai diētai ir dziļa pozitīva ietekme uz šiem mitohondriju ceļiem.
Ir pierādījumi, ka ketogēnas diētas var ietekmēt mitohondriju dinamiku, tostarp saplūšanas un dalīšanās procesus, kas veido mitohondriju morfoloģiju. Pētījumi gan ar dzīvniekiem, gan cilvēkiem ir parādījuši, ka ketogēnas diētas var palielināt mitohondriju saplūšanā iesaistīto gēnu ekspresiju, palielinot mitohondriju izmēru un tīkla sarežģītību.
Nesenie pētījumi liecina, ka ketogēnas diētas var samazināt mitohondriju dalīšanās procesā iesaistīto gēnu ekspresiju, kas var veicināt mitohondriju sadrumstalotību un disfunkciju. Konkrēti, ir konstatēts, ka ketogēna diēta samazina proteīna Drp1 ekspresiju, kas ir iesaistīts mitohondriju dalīšanās procesā.
KD var nomākt ER [endoplazmas retikuluma] stresu un aizsargāt mitohondriju integritāti, nomācot Drp1 mitohondriju translokāciju, lai kavētu NLRP3 iekaisuma aktivāciju, tādējādi radot neiroprotektīvu iedarbību.
Kāpēc mēs vēlamies samazināt mitohondriju dalīšanos? Tā kā pārmērīga mitohondriju dalīšanās var izraisīt mitohondriju sadrumstalotību un disfunkciju, kas ir saistīta ar dažādām slimībām, tostarp neirodeģeneratīviem traucējumiem.
Šīs mitohondriju dinamikas izmaiņas var veicināt vispārēju mitohondriju funkcijas uzlabošanos, kas novērota ar ketogēnām diētām.
Lai gan mehānismi, ar kuru palīdzību ketogēna diēta var uzlabot šos apstākļus, paplašinās ārpus mitohondriju funkcijas, lielā mērā uztura ketoze palielina atkarību no mitohondriju metabolisma, stingri norāda, ka mitohondriju adaptācija ir galvenais faktors.
Millers, VJ, Villamena, FA un Voleks, JS (2018). Uztura ketoze un mitohormēze: iespējamā ietekme uz mitohondriju funkciju un cilvēka veselību. Uztura un vielmaiņas žurnāls, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Secinājumi
Tātad, jā, mitohondriji ir mūsu šūnu spēkstacijas, kas ir atbildīgas par enerģijas ražošanu, kas mūsu šūnām nepieciešama pareizai darbībai. Bet mitohondriju dinamikas, mitohondriju mitofagijas un mitohondriju bioģenēzes procesi ir arī ļoti svarīgi, lai saglabātu šo svarīgo organellu veselību un pareizu darbību.
Izmantojot šos procesus, šūnas var regulēt enerģijas ražošanu un vielmaiņu smadzenēs. Mums ir vajadzīgi šie ceļi, kas darbojas labi, lai pielāgotos mainīgajām enerģijas prasībām, reaģētu uz šūnu stresa faktoriem un novērstu bojātu vai disfunkcionālu mitohondriju uzkrāšanos. Un kas notiek, ja šie ceļi smadzenēs ir traucēti? Mēs redzam garīgo slimību un neirodeģeneratīvo traucējumu attīstību.
Ja šis pēdējais apgalvojums izklausās skandalozs un nezinātnisks, jums ir jāpanāk vielmaiņas psihiatrijas un neiroloģijas jomas. Es ieteiktu jums pārbaudīt Krisa Palmera grāmata Smadzeņu enerģija (skatīt atsauces).
Šajā emuāra ziņojumā jūs uzzinājāt, ka jaunākie pētījumi apstiprina apgalvojumu, ka ketogēna diēta var būtiski ietekmēt mitohondriju dinamiku un darbību. Un mēs nerunājam par ketogēnām diētām, kurām ir niecīga ietekme. Ketogēna diēta burtiski maina gēnu ekspresiju, kas iesaistīti mitohondriju sadalīšanā un saplūšanā, un tai ir neiroprotektīva iedarbība.
Ja vēlaties sadarboties ar mani, lai īstenotu tādas mitohondriju funkcijas kā šīs, varat jautāt par manu tiešsaistes programmu zemāk:
Es ceru, ka šis emuāra ieraksts ir veicinājis jūsu izpratni par procesiem, kas regulē mitohondriju darbību un dinamiku, un to, kā ketogēnas diētas var būt spēcīga iejaukšanās, lai ārstētu vielmaiņas traucējumus smadzenēs, kas izpaužas kā garīgas slimības un neiroloģiski traucējumi.
Jo jums ir tiesības zināt visus veidus, kā jūs varat justies labāk.
Atsauces
Guo, M., Wang, X., Zhao, Y., Yang, Q., Ding, H., Dong, Q., … & Cui, M. (2018). Ketogēna diēta uzlabo smadzeņu išēmisko toleranci un inhibē NLRP3 iekaisuma aktivāciju, novēršot Drp1 mediētu mitohondriju dalīšanos un endoplazmatiskā tīkla stresu. Robežas molekulārajā neirozinātnē, 11 86. https://doi.org/10.3389/fnmol.2018.00086
Millers, VJ, Villamena, FA un Voleks, JS (2018). Uztura ketoze un mitohormēze: iespējamā ietekme uz mitohondriju funkciju un cilvēka veselību. Uztura un vielmaiņas žurnāls, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5157645
Palmers, CD (2014). Smadzeņu enerģija. Akadēmiskā prese. https://brainenergy.com/
Qu, C., Keijer, J., Adjobo-Hermans, MJ, van de Wal, M., Schirris, T., van Karnebeek, C., … & Koopman, WJ (2021). Ketogēna diēta kā terapeitiska iejaukšanās stratēģija mitohondriju slimībās. Starptautiskais bioķīmijas un šūnu bioloģijas žurnāls, 138 106050. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2021.106050
Swerdlow, NS un Wilkins, HM (2020). Mitofagija un smadzenes. Starptautiskais molekulāro zinātņu žurnāls, 21(24), 9661. https://doi.org/10.3390/ijms21249661
3 Komentāri