CC BY
45
Митохондриальная дисфункция и продолжительность жизни
Пристром М.С., Штонда М.В., Семененков И.И.
Белорусская медицинская академия последипломного образования, Минск
Pristrom M.S., Shtonda M.V., Semenenkov I.I.
Belarusian Medical Academy of Postgraduate Education, Minsk
Mitochondrial dysfunction and life expectancy
Резюме. Представлены данные по проблеме митохондриальной дисфункции, ее роли в старении организма. Нарушение функций митохондрий относится к важнейшим этапам повреждения клеток. Формирование представлений о сути происходящих в клетке энергетических процессах имеет существенное значение для выявления и оценки митохондриальной дисфункции, разработки плана коррекции преждевременного старения и увеличения продолжительности жизни. С целью оптимизации работы митохондрий и профилактики их дисфункции используются физические упражнения, различные диеты, специальные добавки к питанию и некоторые лекарственные препараты. Ключевые слова.: старение, митохондрии, митохондриальная дисфункция, методы улучшения функции митохондрий.
Медицинские новости. — 2023. — №5. — С. 33—38. Summary. The article presents data on the problem of mitochondrial dysfunction, its role in the aging of the body Mitochondrial dysfunction is one of the most important stages of cell damage. The formation of ideas about the essence of the energy processes occurring in the cell is essential for identifying and evaluating mitochondrial dysfunction, developing a plan for correcting premature aging and increasing iife expectancy. In order to optimize the work of mitochondria and prevent their dysfunction, physical exercises, various diets, special nutritional supplements and some medications are used. Keywords: aging, mitochondria, mitochondrial dysfunction, methods for improving mitochondrial function. Meditsinskie novosti. - 2023. - N5. - P. 33-38.
Демографическая ситуация последних десятилетий характеризуется постарением населения, то есть увеличением числа лиц пожилого (60-74 лет), старческого (75-89 лет) возрастов и долгожителей (старше 90 лет). Долголетие считается нормой в развитом обществе, причем сложилась устойчивая тенденция к увеличению продолжительности жизни. По данным ООН, в 1950 году в мире проживало около 200 млн человек старше 60 лет, а уже в 1975 году их число увеличилось до 350 млн. По прогнозам ООН, возрастная группа будет все время расти и к 2025 году превысит 1 млрд. С одной стороны, это можно расценивать как положительный результат развития человеческого общества, поскольку увеличение доли лиц пенсионного возраста в общей численности населения служит характерным демографическим показателем экономически развитых стран [5, 6].
По расчетам исследователей, в разных странах мира здоровье населения на 45-55% определяется образом жизни (питание, условия труда, материально-бытовые факторы), на 17-20% - внешней средой, природно-климатическими условиями, на 18-20% - биологией человека, на 8-10% - здравоохранением.
Увеличение продолжительности жизни человека, снижение заболеваемости, профилактика преждевременного старения - важнейшие задачи современной практической медицины. С постарением населения связано увеличение числа заболеваний, и прежде всего таких, как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца (ИБС), артериальная гипертен-зия (АГ), хроническая сердечная недо-
статочность, сахарный диабет [8]. На увеличение продолжительности жизни влияют многие факторы: повышение общего уровня жизни, уровня культуры и санитарии, улучшение экологической обстановки, состояние митохондрий и т.д.
Старение - это генетически обусловленный длительный биологический процесс. Ему подвержено все живое. Оно может протекать по физиологическому (естественному) типу и патологическому, то есть ускоренному преждевременному типу. Процесс старения сопровождается общим упадком здоровья и возникновением различных заболеваний. Современные разработки позволили ученым сделать вывод, что нарушение функции митохондрий является главным фактором старения клеток [12, 36]. Старение и заболевания, связанные с возрастом, сопровождаются дисфункцией митохондрий, которые начинают производить меньше аденозин-трифосфата (АТФ) и хуже обновляться.
Митохондрии - это энергетические, силовые станции клетки, в которых образуется энергия, необходимая для выполнения всех других функций клетки, в том числе для осуществления сократительной функции кардиомиоцитов. Митохондрии производят примерно 90% энергии, необходимой организму, в виде АТФ. Она нужна для клеточной и мышечной активности, а также для деятельности сердца и мозга, дыхания, ходьбы и так далее. Неудивительно, что клетки, которым требуется много энергии, такие как сердечная мышца и нейроны, имеют большое количество митохондрий. В кардиомиоцитах митохондрии занимают около 30-40% объема кардиальной клетки. В ткани проводящей системы сердца,
более адаптированной по сравнению с сократительными клетками к анаэробному метаболизму, митохондрии занимают примерно 10% объема. Без АТФ нет жизни, а без хорошо функционирующих митохондрий нет достаточного количества АТФ [30].
Митохондрии имеют две мембраны (внутреннюю и внешнюю) и собственный наследственный материал в виде ДНК (рис. 1).
На поверхности внутренней мембраны митохондрий в виде отдельных групп, или функциональных единиц, располагаются так называемые дыхательные ансамбли. В каждой митохондрии кардиомиоцитов содержится около 20 000 дыхательных ансамблей. В них осуществляется цикл Кребса, образование АТФ. Митохондрии в кардиомиоци-тах располагаются в непосредственной близости от миофибрилл. Благодаря этому молекулы АТФ достигают сократительных элементов миофибрилл, диффундируя на очень короткое расстояние.
На внутренней мембране митохондрий находится система окислительного фосфорилирования, работа которой обеспечивает окисление энергетических субстратов с образованием АТФ.
Образование энергии является результатом двух тесно скоординированных метаболических процессов - цикл трикарбоновых кислот (ТКК), известный также как цикл Кребса или цикл лимонной кислоты, и цепь передачи электронов (ЦПЭ). Цикл ТКК преобразует углеводы и жиры в АТФ, но основная его задача состоит в продуцировании коэнзимов НАД-Н и ФАД-Н, так что они тоже поступают в ЦПЭ [9, 28]. Полный цикл ТКК представляется следующим образом:
в результате катаболизма глюкозы в цитозоле получается 2 молекулы пи-рувата, которые проходят через двойную мембрану митохондрий и включаются в цикл ТКК. Поскольку молекулы пи-рувата проходят через мембраны, они встречают на своем пути два фермента -пируваткарбоксилазу и пируватдегидро-геназу (ПДГ). Хотя ПДГ упоминается как одиночный фермент, но фактически он представляет собой комплекс из трех отдельных ферментов - пируватдеги-дрогеназы, дигидролипоилтрансацети-лазы и дигидролипоилдегидрогеназы. ПДГ-комплекс требует многообразия коферментов и субстратов для выполнения своей функции: коэнзим А (КоА), производного пантотеновой кислоты
(витамин В5), НАД+, который содержит никотиновую кислоту (витамин В3), ФАД+, содержащий рибофлавин (витамин В2), липоевую кислоту и тиа-минпирофосфат (ТПФ), который, как видно из названия, содержит тиамин (витамин В1).
Митохондрии производят более чем 90% энергии клетки путем окислительного фосфорилирования. Окислительное фосфо-рилирование следует отличать от субстратного, при котором АТФ синтезируется не за счет энергии переноса электронов и протонов по цепи переносчиков, а при фосфорилировании АДФ до АТФ при отрыве фосфата от соединений с высоким потенциалом переноса фосфата (например, при гликолизе) [10, 11].
Энергетическая потребность контролируется числом митохондрий в каждой клетке. Одна соматическая клетка может содержать от 200 до 2000 митохондрий. Самое большое число митохондрий обнаружено в большинстве метаболически активных клеток, таких как клетки скелетной и сердечной мускулатуры, печени и мозга. Митохондрии были найдены в каждой клетке человека, за исключением зрелых эритроцитов.
В организме АТФ является одним из самых часто обновляемых веществ. Так, у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 минуты. В течение суток одна молекула АТФ проходит в среднем 2000-3000 циклов ресинтеза (человеческий организм синтезирует около 40 кг АТФ в день, но содержит в каждый конкретный момент примерно 250 г), то есть запаса АТФ в организме практически не создается, и для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянно синтезировать новые молекулы АТФ.
В целом весь процесс энергообразования в митохондриях может быть разбит на четыре основные стадии, первые две из которых протекают в матриксе, а две последние - на кристах митохондрий: превращение поступивших из цитоплазмы в митохондрию пирувата и жирных кислот в ацетил-СоА; окисление ацетил-СоА в цикле Кребса, ведущее к образованию НАДН и двух молекул СО2; перенос электронов с НАДН на кислород по дыхательной цепи с образованием Н2О; образование АТФ в результате дея2тельности мембранного АТФ-синтазного комплекса.
Завершающим этапом функционирования митохондрии является генерация АТФ, осуществляемая встроенным во внутреннюю мембрану специальным макромолекулярным комплексом с молекулярной массой 500 кДа. Этот
Органы-мишени при различных митохондриальных заболеваниях
Рисунок
Процесс старения
Истощение пула стволовых клеток
Снижение биоэнергетической
емкости клетки \ Хроническое воспаление,
1АТФ для \ образование инфламмосомы,
■Репликации ДНК и синтеза белкэ\ -Образования цитоскелета ■Работы каналов ■Процессов репарации -Фолдинга белков •Агрегации белков и нарушения их синтеза
Метаболические нарушения, саркопения
•Использование субстратов ■Окислительный стресс •Митофагия/биогенез
Сердечно-сосудистые заболевания
•Метаболизм Саг * ■Окислительный стресс ■Биогенез митохондрий
Неврологические нарушения
■Митофагия •Метаболизм Са2 +
■Энергетика/окислительный стресс
комплекс, называемый АТФ-синтазой, как раз и катализирует синтез АТФ путем конверсии энергии трансмембранного электрохимического градиента протонов водорода в энергию макроэргической связи молекулы АТФ [32].
Более 90% потребляемого клетками кислорода восстанавливается митохон-дриальной цитохромоксидазой до воды. Очень небольшая часть превращается в частично восстановленные продукты (супероксид, перекись водорода, гидро-ксил-радикал), получившие обобщенное название активных форм кислорода (АФК, в англоязычной литературе - ROS, Reactive Oxygen Species). Именно они и наносят удар по ДНК, липидам и белкам, вызывая повреждение клеток от легкого до катастрофического, в зависимости от их количества. Интересно, что легкое хроническое окислительное повреждение может увеличить рост, деление и мутации клеток, способствующие канцерогенезу. При этом более высокие количества свободных радикалов способны увеличивать скорость мутаций и вызывать гибель клеток или постоянное клеточное старение, то есть все явления, связанные с возрастной деградацией [31, 33].
Для понимания механизмов старения важно знать, что у митохондрии есть своя ДНК. Она так и называется - митохондри-альная ДНК (мтДНК) [20, 23, 39]. У человека мтДнК содержит 37 генов, каждый из которых необходим для нормального функционирования митохондрий. Кроме того, ядерная ДНК (яДНК) содержит 1-2 тысячи генов, которые также кодируют митохондриальные белки 2.
Мутации и хромосомные перестройки митохондриального генома увеличиваются
с возрастом. Один анализ скелетных мышц 90-летнего мужчины показал, что только 5% его мтДНК сохранила свой первоначальный размер, в то время как ДНК пятилетнего мальчика была почти неповрежденной. Исследования между различными видами показали, что у более долгоживущих особей обычно более низкое окислительное повреждение мтДНК и более низкая продукция свободных радикалов. Сравнение восьми различных видов млекопитающих продемонстрировало, что уровни митохон-дриальных окислительных повреждений ДНК были обратно пропорциональны средней продолжительности жизни.
Митохондриальная дисфункция наблюдается фактически при любых заболеваниях, сопровождающихся преждевременным старением или вызывающего его, а также в процессе естественного (хронологического) старения. Нарушения могут быть вызваны накоплением точечных мутаций в мтДНК или стать результатом крупных делеций. В ряде случаев естественного и преждевременного старения были обнаружены рибосомальные нарушения, которые также связаны с мутационными изменениям мтДНК. Помимо этого, известны гены ядерной ДНК, мутации в которых приводят к нарушению функций митохондрий [24, 29, 38].
В 1966 году появилась теория мито-хондриального старения, согласно которой АФК вызывают мутации в мтДНК. Мутации накапливаются, в итоге митохондрии теряют свои функции, клетка испытывает дефицит энергии, происходит старение: сначала на клеточном уровне, затем на уровне тканей, органов и всего организма в целом. В исследованиях 2018 года митохондриальная
прогерия была продемонстрирована на трансгенных мышах. Индуцированные доксициклином мутации гена POLG1 приводили к истощению мтДНК на макроскопическом уровне, ожидаемо наблюдалось ускоренное старение. МтДНК передается только по материнской линии детям обоих полов, то есть сперматозоиды передают зиготе половину ядерного генома, а яйцеклетка поставляет вторую половину генома и митохондрии. Мутации митохондриальных генов ядерного генома могут наследоваться от обоих родителей. МтДНК особенно уязвима, потому что имеет ограниченную способность к самовосстановлению. В результате АФК легко повреждают мтДНК, вызывая сбой в работе клетки и в конечном итоге ее гибель. Клетки, которые имеют высокие энергетические потребности, особенно чувствительны к последствиям повреждения мтДНК.
На рисунке 2 представлены поражения органов человека при нарушениях функций митохондрий.
Митохондриальная дисфункция играет ключевую роль в укорочении теломер. Теломерами называют специализированные концевые районы линейной хромосомной ДНК, состоящие из многократно повторяющихся коротких последовательностей гексануклеотидов и специфических белков. Длина теломерного участка у человека составляет от 5000 до 20 000 пар нуклеотидов. В процессе клеточного деления происходит уменьшение длины теломер на 100-200 пар нуклеотидов, что приводит к их прогрессирующему укорочению. Когда длина теломер достигает менее 2000 пар нуклеотидов, наступает резкое изменение метаболизма клетки, за которым следует ее гибель. Теломеры сохраняют целостность генома клетки. Имеются данные о связи между длиной теломер и риском развития АГ хронической сердечной недостаточности, атеросклероза, инфаркта миокарда, ожирения, инсульта, онкологических заболеваний, процессов старения. Окислительный стресс и хроническое воспаление значительно уменьшают активность теломеразы и увеличивают скорость укорочения теломер. Эти процессы являются ключевыми факторами, определяющими биологию старения [34, 37].
Многие факторы окружающей среды и лекарственные препараты, вероятно, могут вызывать патологические изменения в митохондриях. К этим факторам относится действие алкилирующих агентов (например, нитрозамины из окружающей среды), гидроксильных радикалов, высоких доз ультрафиолетового и ионизирующего излучений, лекарственных
препаратов (бриостатин, азидотимидин), других химических агентов (аллоксан, цианиды, моноокись углерода и др.). Причиной митохондриального повреждения может быть и недостаточность некоторых микроэлементов, например селена. Во многих случаях чувствительность мтДНК к действию повреждающих факторов окружающей среды в несколько раз выше по сравнению с чувствительностью ядерного генома. В целом область патогенетически целесообразного использования препаратов, воздействующих на митохондрии, является важной и актуальной.
Сохранение функции митохондрий -важный фактор продолжительности жизни. На рисунке 3 представлен процесс старения.
Известно, что у нетренированных людей в мышцах в 2-4 раза меньше митохондрий, чем у спортсменов. Количество митохондрий в мышцах достаточно быстро растет в ответ на аэробную нагрузку [18]. Также известно, что с возрастом функции митохондрий прогрессивно ухудшаются. Они теряют свою дыхательную активность, накапливаются повреждения в их мтДНК, и образуется чрезмерное количество АФК. В среднем между 30 и 70 годами функция митохондрий ухудшается на 25-30%. Ученые предполагают, что сохранение функции митохондрий является наиболее важным фактором, определяющим продолжительность жизни, в то время как ее нарушение сопровождается миопатиями, атеросклерозом, болезнями Альцгеймера, Хантингтона, Паркинсона, нейро-деге-неративными болезнями, остеопорозом, раком и др. Доводы выглядят вполне логичными - митохондрии снабжают клетки энергией. Если функции митохондрий по какой-то причине нарушаются, то нарушаются и функции наших клеток. В среднем продолжительность жизни здорового человека составляет 80 лет, и одним из основных факторов риска заболеваемости и смертности человека является старение. Потеря функции митохондрий в различных тканях организма лежит в основе старения. Главным источником свободных радикалов и индукторов апоптоза являются митохондрии, а потому они играют ключевую роль в процессах старения [13, 21].
Продолжительность жизни и количество людей старше 60 лет неуклонно растет во всем мире. Вместе с этим увеличивается распространенность возрастных заболеваний. Старение проявляется как постепенное ухудшение физиологических функций: ослабляется защита иммунной системы, уменьшается мышечная масса, возникают нарушения работы мозга и сердечно-сосудистой системы. До недавнего времени казалось,
что процесс старения не поддается контролю. Однако в последние десятилетия в биогеронтологии - раздел геронтологии, изучающий процессы старения и механизмы борьбы с ним - был сделан ряд важных открытий. Ученые давно догадывались, что доступные глазу признаки старения - это последствия незаметных изменений на уровне клеток и молекул, но выяснить, какие же это молекулярные изменения, удалось совсем недавно. На данный момент выделяют девять клеточ-но-молекулярных признаков старения, общих для различных организмов.
К этим признакам относят (рис. 4):
- повышение нестабильности генома;
- укорочение теломер;
- эпигенетические изменения;
- изменения в межклеточной коммуникации;
- нарушение белкового гомеостаза;
- истощение стволовых клеток;
- клеточное старение;
- митохондриальные нарушения;
- дисрегуляция клеточных сигнальных путей, отвечающих за распознавание питательных веществ.
Ранее считалось, что митохондри-альные повреждения способствуют старению именно из-за повышенной продукции АФК. Однако данные последних лет ставят эту гипотезу под сомнение. Нарушения в митохондрях, независимо от уровня АФК, приводят к апоптозу клеток и развитию воспалительных реакций. Дисфункция митохондрий с возрастом возникает по нескольким причинам. Снижается образование новых митохондрий (митохондриогенез) из-за повреждений в мтДНК и укорочение теломер. Кроме того, в мтДНК накапливаются мутации из-за богатого АФК окружения и ограниченной эффективности систем репарации в митохондриях (по сравнению с ядром). Белок SIRТ1 активирует митохондрио-генез,увеличивает антиок-сидантную защиту клетки, способствует удалению поврежденных митохондрий посредством процесса аутофагии. Существует и другой способ улучшения работы митохондрий. Известно, что мягкие токсины провоцируют в клетке защитные реакции, из-за чего она менее подвержена воздействию различных неблагоприятных факторов. В ответ на слабые митохондриаль-ные яды, к числу которых
принадлежит и ресвератрол (содержащийся в винограде, голубике и клюкве), в клетке активируются гены митохондриального контроля, обеспечивающие целостность митохондрий и их функциональность [2, 14, 17].
Нарушения функций митохондрий относятся к важнейшим (часто ранним) этапам повреждения клеток. Эти нарушения ведут к недостаточности энергообеспечения клеток, нарушению многих других важных обменных процессов, дальнейшему развитию клеточного повреждения, вплоть до гибели клетки. Для клинициста оценка степени митохондриальной дисфункции имеет существенное значение как для формирования представлений о сути и степени происходящих на тканевом уровне процессов, так и для разработки плана терапевтической коррекции патологического состояния. Степень выраженности патологического процесса в том или ином органе связана со степенью зависимости его тканевых элементов от эффективности аэробного окисления [4, 7, 25, 27].
Для диагностики митохондриальной дисфункции не существует стандартного набора методов. В клетке находится большое количество митохондрий, и только часть из них может быть дисфункциональной. Для того чтобы в клетке нарушалась митохондриальная функция, количество «больных» митохондрий должно преодолеть некоторую пороговую черту. Принято считать, что для нарушения работы клетки «нерабочими» должно быть около 60-80% митохондрий. Различные ткани имеют разную степень выраженности митохондри-альной дисфункции. Более того, в разных тканях (в мозге и печени) о нарушении работы митохондрий могут свидетельствовать
Молекулярные признаки старения [12]
ЩЦбШЁШ Основные биохимические проявления митохондриальных заболеваний
Повышение уровня Снижение
Лактата и пирувата в крови 3-гидроксимасляной и ацетоуксусной кислот в крови Аммиака в крови Аминокислот Жирных кислот с разной длиной цепи Миоглобина Продуктов перекисного окисления липидов Мочевой экскреции органических кислот Активности некоторых ферментов энергетического обмена в митохондриях Содержания общего карнитина в крови
различные маркеры, а изменения их работы происходят с различной скоростью. Поэтому очень трудно «перенести» данные, полученные для одного субстрата, на другой. К сожалению, не существует и возрастных норм. С целью диагностики митохондриаль-ной дисфункции используются:
- биохимические маркеры (определение уровня ферментов, цитокинов, аминокислот);
- генетические маркеры (определение уровня ДНК);
- микроскопические методы (инвазив-ная диагностика плотности митохондрий);
- неинвазивная диагностика (магнитно-резонансная спектроскопия, позитронно-эмиссионная томография, функциональная магнитно-резонансная томография);
- функциональны методики (оценка аэробной способности митохондрий при помощи физических нагрузок, а именно определение максимального потребления кислорода, артериовенозная разница содержания кислорода).
В таблице представлены основные биохимические проявления митохондри-альных заболеваний.
Лактатный ацидоз является практически постоянным спутником митохондриальных болезней, но имеет место быть и при другой патологии. Поэтому более информативно измерение уровня лактата в венозной крови после физической нагрузки.
При электронной микроскопии определяют пролиферацию митохондрий, скопление аномальных митохондрий под сарколеммой, полиморфизм митохондрий с нарушением формы и размера, дезорганизацией крист, наличие в митохондриях паракристаллических включений, наличие митохондриально-липидных комплексов.
Для оптимизации работы и профилактики дисфункции митохондрий используются физические упражнения, различные диеты, специальные добавки к питанию и некоторые препараты. Улучшение здоровья митохондрий и эффективности их работы может повысить уровень энергии и улучшить здоровье.
Регулярное выполнение физических упражнений улучшает митохондриаль-
ную функцию. Физические упражнения стимулируют восстановление митохон-дриального метаболизма и рекомендуются в качестве альтернативного подхода для поддержания функции митохондрии. Ученым еще предстоит выяснить, какие именно физические упражнения лучше влияют на поддержание функции митохондрий. Но сегодня хорошо известно, что упражнения на выносливость синтезируют новые митохондрии, увеличивают энергетическую потребность клеток, восстанавливают мутации в мтДНК и оказывают другие положительные влияния на функции митохондрий. В то же время их работа нарушается при очень больших физических нагрузках [15, 16].
Холодные температуры оказывают глубокое влияние на число митохондрий. Подвергая крыс плаванию в холодной воде (23°С), ученые обнаружили увеличение интенсивности работы митохондрий за счет увеличения уровня белка, ответственного за управление митохондриаль-ным синтезом ^С-1а).
Ограничение калорийности питания и периодическое голодание улучшает митохондриальную функцию и увеличивает продолжительность жизни. Эти эффекты очень хорошо изучены на различных видах животных, они показали отличные результаты, и ожидается, что в исследованиях на людях результаты подтвердятся. Ограничение калорийности приводит к увеличению уровня кофермента NAD+, что повышает способность митохондрии производить АТФ и улучшает их функции [26, 35].
Кетогенная диета с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов переключает организм от переработки легкодоступных углеводов на жиры. Когда наш организм расщепляет жиры для получения энергии вместо глюкозы, то образуются малые молекулы, называемые кетоновыми телами, которые используются для производства АТФ. Это приводит к улучшению функции митохондрий №Т1/3, АМРК, РСG-1a), выработке более высоких уровней АТФ и улучшению
общего здоровья клеток. В то же время избыток жирных кислот в митохондриях ведет к уменьшению образования АТФ, митохондрии стареют, погибают и провоцируют гибель клеток путем апоптоза, а также за счет повышения секреции провоспалительных цитокинов. Следовательно, кетогенная диета может использоваться в течение короткого времени.
На данный момент наиболее зарекомендовавшими себя типами питания являются средиземноморская и окинавская диеты. Общие аспекты данных диет таковы: высокое потребление цельных зерновых, бобовых, рыбы и морепродуктов, фруктов и овощей; умеренное потребление молочных продуктов (в основном, сыр и йогурт) и вина; низкое потребление красного мяса, мяса птицы и сладостей (рис. 5).
Не менее важным аспектом является наслаждение прогулками и трапезой с друзьями. Множество исследований подтвердило взаимосвязь между соблюдением средиземноморской диеты и долголетием, а также сниженным риском развития патологий. А жители острова Окинавы отличаются наивысшей продолжительностью жизни.
Медикаментозное лечение митохон-дриальных заболеваний проводится по двум основным направлениям:
- повышение эффективности энергетического обмена в тканях;
- предупреждение повреждения митохондриальных мембран свободными радикалами с помощью антиоксидантов и мембранопротекторов.
Большая группа лекарственных средств, которые принято называть метаболическими, пользуется чрезвычайной популярностью у широкого круга врачей. Можно без преувеличения сказать, что лекарства и нелекарственные средства, в разных количествах и соотношениях содержащие аминокислоты и пептиды, витамины и витаминоподобные вещества, коферменты и микроэлементы, применяются во всех областях медицины. Такая популярность, очевидно, может объясняться как их эффективностью при лечении разнообразных патологических состояний, так и относительной безвредностью. Это сочетание факторов приводит к тому, что врачу легче назначить тот или иной препарат «на всякий случай», чем разбираться в целесообразности такого назначения. В результате из-за бездумного применения, отсутствия методологической базы страдает эффективность лечения, что в свою очередь часто порождает сомнение в его принципиальной результативности. Все это диктует необходимость создания рациональной концепции применения лекарственных
средств, относимых к метаболическим. Важная группа таких препаратов представлена так называемыми энерготроп-ными средствами, то есть средствами, усиливающими интенсивность обмена энергии на клеточном уровне. Наибольшее значение в контексте настоящей статьи имеют препараты, воздействующие на процессы, происходящие в митохондриях.
Известно около 30 веществ, улучшающих работу митохондрий: окса-лоацетат, яблочная кислота, апигенин, берберин, гидрокситирозол, Ькарнитин, фолиевая кислота, янтарная кислота и др. [1, 3, 13, 22, 34].
Митохондрии нуждаются в витаминах, микроэлементах и антиокси-дантах:
- витамины группы В нужны митохондриям для работы белков, связанных с производством АТФ - содержатся в мясе, рыбе, орехах, листовой зелени, зерновых культурах, овощах;
- коэнзим Q10 необходим для синтеза АТФ, природные источники - мясо, рыба;
- кверцетин - природный антиок-сидант, нейтрализует АФК, содержится в красном луке, укропе, ягодах;
- ресвератрол - антиоксидант, усиливает биосинтез митохондрий - содержится в винограде, чернике, клюкве, арахисе, шоколаде.
Заключение
В последние годы стали уделять должное внимание состоянию митохондрий. Сохранение их функций является одним из важнейших факторов протекания старения по физиологическому типу и увеличения продолжительности жизни. Дисфункция митохондрий проявляется прежде всего уменьшением образования АТФ. Нарушение их функций относится к важнейшим (часто ранним) этапам повреждения клеток. Эти нарушения ведут к недостаточности энергообеспечения клеток, нарушению многих других важных обменных процессов, к дальнейшему развитию клеточного повреждения, вплоть до гибели клеток вследствие апоптоза. Формирование представлений о сути происходящих в клетке энергетических процессов имеет существенное значение для выявления и оценки мито-хондриальной дисфункции, разработки плана коррекции преждевременного старения и увеличения продолжительности жизни. С целью оптимизации работы митохондрий и профилактики их дисфункции используются здоровый образ жизни, физические упражнения, различные диеты, специальные добавки к питанию и некоторые лекарственные препараты. Улучшение здоровья митохондрий и эффективности их работы может повысить уровень энергии в клет-
ке, улучшить здоровье и увеличить продолжительность жизни [19].
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Аронов Д.М., Иоселиани Д.Г., Красницкий В.Б. [и др.] // Consilium Medicum. - 2012. - T14, №1. - С.55-60.
2. Бабенкова И.В., Буравлев Е.А., Буравлева К.В., Теселкин Ю.О. // Евразийский союз ученых. - 2015. - №4. - С.97-100.
3. Боулс Р. // Рос. вестник перинатологии и педиатрии. -2012. - Т.57, №4. - С.105-111.
4. Пашков А.Н., Зуйкова А.А., Попов С.С. - Воронеж, 2020. - 126 с.
5. Пристром М.С., Штонда М.В., Семененков И.И. // Мед. новости. - 2022. - №6. - С.19-26.
6. Пристром М.С., Штонда М.В., Семененков И.И. -Минск, 2022 - 286 с.
7. Сухоруков В.С. // Рациональная фармакотерапия. -2007. - №2. - С.40-47.
8. Штонда М.В., Пристром М.С., Семененков И.И., Ако-ла Т.В. // Мед. новости. - 2022. - №9. - С.4-13.
9. Arakawa K., Kudo T, Ikawa M., et al. // Circ. J. - 2010. -Vol.74, N12. - P.2702-2711.
10. Armstrong J.S. // Br. J. Pharmacol. - 2007. - Vol.151, N8. - P.1154-1165.
11. Bonora M., Pinton P. // Cell Death Dis. - 2018. - Vol.9, N10. - P.992.
12. Carlos Lopez-Otin, Maria A. Blasco, Linda Partridge, et al. // Cell. - 2013. - Vol.153, N6. - P.1194-1217.
13. Charturvdi R.K., Beal M.F// Acad. Sci. - 2008. - N1147. - P.395-412.
14. Christina L. Ohland, Christian Jobin // Cell. Mol. Gastroenterol. Hepatol. - 2015. - N1. - P.28-40.
15. Danit Shahar Itamar Grotto // CNF1 - 2006. - Vol.2, N4. -P.337-342.
16. Dong Kyun Woo, Gerald S. Shadel // Cell. - 2011. -N144. - P.11-12.
17. Fernandez-Marcos P.J., Auwerx J. // Am. J. Clin. Nutr -
2011. - Vol.93, N4. - P.884S-890S.
18. Finsterer J. // Eur J. Neurol. - 2011. - Vol.18, N1. - P.28-38.
19. Hawley S.A., Ross FA., Chevtzoff C., et al. // Cell. Metab. - 2010. - Vol.11, N6. - P.554-565.
20. Gardner A., Boles R.G. // Psychosomatics. - 2011. -Vol.52, N5. - P.497-498.
21. Giorgi C., Agnoletto C., Bononi A., et al. // Mitochondrion. -
2012. - Vol.12, N1. - P.77-85.
22. Glover E.I., Martin J., Maher A., et al. // Muscle Nerve. -2010. - Vol.42, N5. - P.739-748.
23. Goncalves VS. // Adv. Exp. Med. Biol. - 2019. - N1158. -P.247-255.
24. Guha M., Srinivasan S., Johnson FB., et al. // PLoS One. -2018. - Vol.13, N11. - e0206897.
25. Green D.R., Galluzzi L., Kroemer G. // Science. - 2011. -Vol.333, N6036. - P.1109—1112.
26. Lanza I.R., Nair K.S. // Pflugers Arch. - 2010. - Vol.459, N2. - P.277-289.
27. Lee I.H., Cao L., Mostoslavsky R., et. al. // Proc. Nat. Ac. Sci. USA. - 2008. - Vol.105, N9. - P.3374-3379.
28. Mancuso M., Orsucci D., Filosto M., et al. // Expert Op. Pharmacother - 2012. - Vol.13, N4. - P.527-543.
29. Montoya J. // Rev. Neurol. - 2008. - Vol.47, N9. -P.483-487.
30. Ng YS., Bindoff L.A., Gorman G.S., et al. // Lancet Neurol. - 2021. - Vol.20, N7. - P.573-584.
31. Nouws J., Nijtmans L.G., Smeitink J. A., et al. // Brain. -2012. - Vol.135, Pt1. - P.12-22.
32. Pieczenik S.R., Neustadt J. // Exp. Mol. Pathol. - 2007. -Vol.83, N1. - P.84-92.
33. Rebecca K.L., Hilsabeck T., Shane L.R. // DDF-Dioenergetics. - 2015. - Vol.1847, N11. - P.1387-1400.
34. Rodriguez M.C., McDonald J.R., Mahoney D.J., et al. // Muscle Nerve. - 2007. - Vol.35, N2. - P. 235-242.
35. Roestenberg P., Manjeri G.R., Versecchi IF, et al. // Mitochondrion. - 2012. - Vol.12, N1. - P.57-65.
36. Semba R.D, Nicklett E.J., Ferutti L. // J. Geront A. Biol. Sci. Med. Sci. - 2010. - Vol.65, N9. - P.963-975.
37. Ungvari Z., Sonntag W.E., de Cabo R., et al. // Exerc. Sport Sci. Rev. - 2011. - Vol.39, N3. - P.128-132.
38. Vasto S., Barera A., Rizzo C., et al. // Cur Vasc. Pharmacol. - 2014. - Vol.12, N5. - P.735-738.
39. Wallace D.C. // Nat. Genet. - 2018. - Vol.50, N12. -P.1642-1649.
Поступила 27.01.2023 г.
