Эгоистичная митохондрия. Как сохранить здоровье и отодвинуть старость

Липотоксичность — это патогенный феномен, сущность которого заключается в том, что накопление жиров ведет к нарушению функций определенных клеток. В сравнении с другими типами липидов особенно токсичными являются свободные жирные кислоты. Согласно данным некоторых исследований, липотоксичность и накопление жиров может способствовать прогрессированию диабета II типа. Неспособность организма обеспечить нормальный метаболизм жирных кислот в ходе обмена веществ в скелетных мышцах — типичное проявление диабета II. В норме липиды расщепляются посредством механизма бета-окисления (β-окисления) в митохондриях. В случае же дисфункции митохондрий липиды больше не обрабатываются так, как это должно быть в здоровом организме, и жирные кислоты начинают накапливаться в клетке.

Жирные кислоты особенно уязвимы в отношении процессов разрушительного окисления свободными радикалами. Если свободные радикалы окисляют липиды, происходит образование опасной формы липидных пероксидов (одного из вариантов свободных радикалов). Эти свободные радикалы обладают высокой реактивностью и разрушают клетку, что вызывает деградацию белков и мтДНК. Многие ученые связывают образование липидных пероксидов с раком, болезнями сердца, ускоренным старением и иммунным дефицитом. И вновь мы сталкиваемся с порочным кругом. Накопление липидов представляет собой причину липотоксичности и приводит к патологии митохондрий (атакуемых свободными радикалами). В свою очередь, дисфункция митохондрий обусловливает накопление липидов, которые выходят за рамки нормального метаболизма, создают условия для липотоксичности и т. д. и т. п.

Чтобы предотвратить создание этого порочного круга, здоровые клетки используют особый защитный механизм, главную роль в котором играет разобщающий белок USP3, расположенный на митохондриальной мембране. UCP3 выполняет функцию сливного клапана и позволяет клеткам переключиться из режима обычного окислительного производства энергии в виде создания АТФ в митохондриях в режим генерации чистого тепла без генерации АТФ. В результате чрезмерно высокий протонный градиент не замедляет перенос электронов по ЭТЦ и, стало быть, уменьшает образование свободных радикалов на уровне митохондрий, снижая клеточный стресс. Если же UCP3 прекращает выполнять свои функции, то свободные радикалы начинают атаковать клетку, которая теряет способность принимать инсулин, и таким образом создаются условия для развития диабета II типа. В этой области сейчас проводятся активные исследования.

При этом недуге наука видит цепь событий так: 1) нарушение работы митохондрий в специфических клетках (в том числе мышечных) приводит к накоплению липидов; 2) накопление липидов является причиной резистентности этих клеток к инсулину; 3) инсулиновое голодание клеток заставляет бета-клетки поджелудочной железы синтезировать, хранить и выделять все больше и больше инсулина, что требует все больше и больше энергии; 4) такая лихорадочная работа может давать краткосрочный эффект, но со временем все равно ведет к истощению митохондрий бета-клеток; 5) и, наконец, бета-клетки панкреатита начинают умирать, в результате чего уровень инсулина в крови резко падает, а концентрация глюкозы в ней, наоборот, повышается, и это — типичный финал длительного и неконтролируемого развития сахарного диабета II типа.

Митохондриальный сахарный диабет

Митохондриальный сахарный диабет чаще всего проявляется на третьем-пятом десятилетиях жизни. Он вызывается точечной мутацией в мтДНК и, соответственно, передается по материнской линии (любопытно, что зачастую он сопровождается потерей слуха, особенно в плане восприятия высоких тонов). При этом варианте диабета, как и при диабете I типа, проблема заключается в нарушении секреции инсулина, а не в резистентности к нему (то есть речь идет о митохондриальной дисфункции бета-клеток поджелудочной железы).

Чем же митохондриальный диабет отличается от диабета I типа? В первом случае речь идет о генетической мутации, тогда как во втором патология возникает в результате атаки иммунной системы на клетки — производители инсулина.

Наиболее распространенная мутация, вызывающая митохондриальный диабет, связана с нарушением кодирования транспортной РНК. Это нарушение приводит к проблемам с синтезом митохондриальных белков и к прекращению нормальной работы самих митохондрий. Несмотря на редкость этого заболевания, его симптомы всегда будут напоминать диабет II типа, а патология — диабет I типа. Следует максимально дифференциально диагностировать его для адекватного лечения.

Индуцированные приемом лекарств повреждения митохондрий и соответствующие болезни