A mitokondriumokról

Testünk erőművei

A testünket felépítő sok milliárd sejt mindegyike egy-egy kis ország, s benne az energiát ATP (adenozin-trifoszfát) formájában termelő sok-sok erőmű a mitokondriumoknak nevezett sejtszervecskékből áll. Egy-egy sejtben, energiaigényétől függően, 100-2000 mitokondrium is található. Ahogy változik a sejt energiaigénye, úgy csökken vagy növekszik a mitokondriumok száma. Akárcsak egy ország energiarendszerében, a sejtekben sincs mód arra, hogy az ATP-ből nagyobb mennyiség tárolódjon el, a termelést mindig az aktuális szükséglet határozza meg. Ezért a mitokondriumok képesek összeolvadni, ezáltal megfogyatkoznak, vagy szükség szerint osztódni is képesek, ilyenkor növekszik a számuk. Vannak energiazabáló szerveink, ilyen a szív, az agy, a máj és az izomzat. A szívünk naponta kb. 10 tonna vért továbbít, s ehhez naponta 6 kg ATP-t állít elő. Az egész test kb. 160 kg ATP-t termel és használ fel naponta.

Hogy mennyire energiafüggő a testünk, azt jól mutatja, hogy oxigén nélkül alig egynéhány percet bírunk ki. Ha elfogy az oxigén, leállnak az erőművek és a test meghal. Van némi anaerob energiatermelés, amely nem a mitokondriumban, hanem a sejtfolyadékban megy végbe, de ez csak pár másodperces „termeléskiesést” képes áthidalni. Ennek részben az is az oka, hogy az anaerob energiatermelés kis hatékonyságú. Míg egy glükózmolekulából a mitokondrium 30-32 ATP-t állít elő, a glikolízisnek nevezett anaerob folyamatban egy glükózmolekulából mindössze 2 ATP keletkezik. Amúgy a ráksejtek nagymértékben hagyatkoznak erre az energianyerési eljárásra, ez viszont roppant cukorigényes. Ezért is szokták mondani, hogy a „cukor táplálja a rákot”. De fontos itt rögtön leszögezni, hogy a mitokondriumok zsírokat és fehérjéket is felhasználnak energianyerésre, sőt a szívizom energiája 80%-át zsírokból nyeri, azaz teljesen téves az az elterjedt nézet, hogy a „szervezet üzemanyaga a szénhidrát”. Sokan évek óta ketogén étrenden élnek, azaz zsírokon és fehérjéken kívül nemigen fogyasztanak mást, mégis élnek és virulnak, és egyesek még olimpiai csúcsokat is döntenek. Nem állítok újat azzal, ha azt mondom, a szervezet valódi igénye és a szénhidrátalapú nyugati étrend köszönőviszonyban sincs egymással.

A hőtermelés

A kis erőművek nem csak energiát, hanem hőt is termelnek, ez biztosítja számunkra az állandó testhőmérsékletet. Újabban kutatók vizsgálataikból arra következtettek, hogy a mitokondriumokban 50 Celsius-fok lehet a hőmérséklet, ami mások szerint elég meglepő lenne, ismerve a fehérjék hőérzékenységét. A hőtermelést azonban nem úgy kell elképzelnünk, hogy az puszta
melléktermék, hiszen jól tudjuk, mennyire pontosan szabályozott az állandó testhőmérsékletünk.

Természetesen az izommunka is termel hőt, de álmunkban nem sokat mozgunk, túlságosan mégsem hűlünk ki. Az elalvás idejéhez közeledve a test 1-2 fokkal lecsökkenti a hőmérsékletünket, ez a jó alvás záloga. Alvás alatt agyunk is lehűl. Ébredéshez közeledve testünk ismét felmelegszik a normál hőmérsékletre. A barna zsírszövet hőtermelésre specializálódott, színét az adja, hogy a benne található mitokondriumok sok vasat tartalmaznak. A barna zsírszövetből a babákban van a legtöbb, s az életkor növekedésével a barna zsírszövet mennyisége lecsökken. A mitokondriumok hőtermelése azonban fokozott „környezetszennyezéssel” jár, azaz nagyon sok szabad gyök (ún. Reactive Oxygen Species, azaz ROS) keletkezik, ami károsítja a mitokondriumot és az anyasejtet is. A szétkapcsoló fehérjék némelyike arra szakosodott, hogy hatástalanítsa a szabad gyököket, és visszaszorítsa szintjüket a már elfogadható mértékre. Itt azonban rögtön támad is egy probléma. A szabad gyökök semlegesítéséhez antioxidánsok szükségesek, és ha az nem áll megfelelő mennyiségben a rendelkezésünkre, akkor a szabad gyökök szabadon garázdálkodnak.

A mitokondriumok belső élete

Mai tudásunk szerint kb. 4 milliárd évvel ezelőtt egy baktériumfajta épült be az akkor létező egysejtűekbe, s azóta növényben-állatban egyaránt megtalálhatók a mitokondriumok, persze többféle módosult formában. A mitokondriumoknak saját DNS-ük van, ezt mtDNS-sel jelölik, megkülönböztetendő a sejtmagokban található DNS-től. Szemben a sejtmag DNS-ével, amelyet hisztonfehérjék védelmeznek a károsító hatásokkal szemben, az mtDNS ki van téve a különféle roncsoló hatásoknak, pl. a szabad gyököknek. Az mtDNS-ből sejtenként több ezer is található, ezért egy-egy sérülése nagy bajt nem okoz, pláne, hogy komolyabb sérülése esetén a mitokondriummal együtt elpusztul. Nagyobb problémát okoznak azok a sérülések, amelyekkel a mitokondrium működő- és szaporodóképes marad. Ekkor ugyanis fennáll az a veszély, hogy a hibás mitokondrium a folyamatos osztódásával, ill. más mitokondriummal való összeolvadásai révén egyre gyakoribbá válik a sejtekben, lerontva ezzel a sejtek energiaellátását. A mitokondriumok 5 komplexumot tartalmaznak, mindegyik működéséhez bizonyos anyagok szükségesek. Az első négyet elektroncsere-láncnak hívják, itt termelődnek ki azok a protonok, amelyek aztán az 5. komplexumban, a mátrixban az ATP előállításához szükségesek. Douglas Wallace kutató szerint a civilizációs betegségek és az öregedés a mitokondriális károsodások felhalmozódásával függnek össze. Ezt támasztja alá, hogy ezek a betegségek 40-50 éves kor körül jelentkeznek, és a fizikai romlás is 50-60 év körül kezdődik el igazán. Minden szövetünk nagy sejttartalékokkal rendelkezik, mondhatni, minden szervünkben a normál működéshez szükséges sejtnél jóval több van. Ezek az életkor előrehaladtával felhalmozódó mitokondriális károsodások miatt fokozatosan pusztulnak, de egészen addig, amíg számuk nem csökken a normál működéshez szükséges küszöb alá, tünetet nem okoznak. Amikor az immunrendszer már nem boldogul a folyamatosan keletkező ráksejtekkel, amikor a szívizom már gyengévé válik a vérkeringés fenntartásához, amikor már annyi béta-sejt pusztult el, hogy elégtelen az inzulintermelés, akkor jelentkezik a rák, a szívelégtelenség vagy az inzulinpótlás szükségessége. A civilizációs betegségek és a nyugati ember túlzott élelmiszerbősége és mozgáshiánya nyilvánvalóan összefügg. Wallace szerint a bőség mitokondriális szinten úgy jelentkezik, hogy folyamatosan érkezik az elégetni való „nyersanyag”, viszont a megtermelt ATP nem használódik el. Mivel az ATP termeléséhez ADP (adenozin-difoszfát) szükséges, ami az ATP felhasználásakor keletkezik, egy idő után ADP-hiány jön létre, és zavar támad a mitokondrium működésében, mert az már csak öncélúan dolgozik tovább, mértéktelenül termelve a szabad gyököket. A szabad gyökök pedig folyamatosan rongálják a mitokondriumot, az mtDNS-t és magát a sejtet is.

A mitokondriumok „táplálása”

A sejtek működéséhez energiára, ehhez viszont a mitokondriumok megfelelő tápanyagellátására és az oxidatív sérülések kivédésére van szükség. A vitaminoknak és étrend-kiegészítőknek nevezett anyagok kevés kivételtől eltekintve a mitokondriumok működéséhez, ill. a szabad gyökökkel szembeni védelméhez szükségesek. Az emberek többsége vitaminokat és étrend-kiegészítőket több okból sem szed. Most tekintsünk el azoktól, akikben egyszerűen anyagi lehetőségek híján fel sem merülhet, hogy ezreket költsenek akár csak alapvitaminokra. Sok ember azonban tájékozatlanságból vagy téves elképzelések miatt nem foglalkozik a mikrotápanyagok bevitelével. Gyakran kérdezik tőlem, hogy a vitaminokat kúraszerűen kell-e szedni, vagy folyamatosan. Vissza szoktam ilyenkor kérdezni: levegőt is kúraszerűen vesz, vagy folyamatosan? Bruce Ames „triage”, azaz „prioritási sorrend” teóriája szerint, ha a szervezet nem jut megfelelő mennyiségben mikrotápanyagokhoz, akkor a mindennapi túlélésre koncentrál, míg megfelelő ellátottság esetén az élethosszabbító folyamatokat is tudja működtetni. Egyszerű példával élve, ha valaki nem szed D-vitamint, akkor az immunrendszere alulműködik, és a fertőző betegségekkel és a rákkal szembeni védettsége jelentősen lecsökken. D-vitamin nélkül is viszonylag sokáig lehet élni, de az ilyen emberek jelentős részével valamilyen rák fog végezni. Nyilván az ellenkezője nem állítható; aki szed D-vitamint, az még megbetegedhet rákban, hiszen a rák elég sok tényező függvénye. A D-vitamin közvetlenül hat a mitokondriumok működésére, védi őket a szabad gyökök kóros túltermelődésétől. Ha már rák, vegyük példának még a szelént. Mivel szelénhiányos a hazai föld – az emberek általában szelénhiányosak. A legmagasabb szelénszintűek 31%-kal kisebb valószínűséggel betegednek meg rákban, mint a legalacsonyabb szintűek, és 17%-kal kisebb a kockázatuk a bármilyen okból bekövetkező halálra. A szelén fontos szerepet tölt be a mitokondriumok antioxidáns védelmében, súlyos hiánya okozza a Keshan-betegséget, ami szívmegnagyobbodást, majd szívelégtelenségből fakadó halált okoz. A betegséget Kínában írták le, ott Keshan megyében az emberek súlyos szelénhiányban szenvedtek, mivel a talaj szelénben szegény. Természetesen, mint a rákstatisztika is mutatja, a szubklinikus, látványos tüneteket nem okozó szelénhiány a mindennapi életet nem zavarja, de hosszú életet nem ígér. A K2-vitamin másik jó példája a prioritási sorrend teóriának. A nyugati civilizáció súlyos K2-vitamin-hiányban szenved, ám ettől még fantasztikus eredményekre volt képes az elmúlt száz évben is, csak éppen az emberekben már harmincévesen kimutathatók az érelmeszesedés kezdeti jelei, és többségük az 50-es évei után már magas vérnyomásban és érszűkületben szenved. A K2-vitamin tipikusan az egészséges, hosszú élet vitaminja. Természetesen az összes vitamin, ásványi anyag és egyéb mikrotápanyagok hiánya folyamatosan károsítja a szervezet működését, míg a megfelelő ellátottság biztosítja a mitokondriumok s ezen keresztül a szervezet normál működését. Soha nem késő tehát megállítani az alattomos romlást. A mitokondriumok számát és aktivitását lehet serkenti. A rendszeres mozgás igazoltan megnöveli a mitokondriumok számát, s az egyik nagy jövőnek elébe néző, a mitokondriális működést serkentő anyag a nikotinamid-ribozid, ami az ATP előállításához közvetlenül szükséges NAD+ (nikotinamid-adenin-dinukleotid) szintjét növeli meg a sejtekben.

Foto: Shutterstock