Как митохондрии реагируют на физическую нагрузку

Названные электростанциями клетки, поскольку они превращают питательные вещества в энергию, митохондрии представляют собой крошечные органеллы, которые живут внутри клетки и являются ключевыми для метаболического здоровья. Новое исследование предлагает свежую информацию о том, как они работают и что делает их здоровыми.

Из-за роли митохондрий в обмене веществ и общем состоянии здоровья предыдущие исследования показали, что дисфункция этих органелл может иметь последствия при таких состояниях, как ожирение и диабет.

Другие состояния, в которых участвует митохондриальная дисфункция, включают возрастные нейродегенеративные состояния, такие как болезнь Паркинсона, Альцгеймера и Хантингтона.

На самом деле, митохондриальная дисфункция может быть причиной старения в целом. Хотя это и оспаривается, так называемая теория старения без митохондриальных радикалов является популярной, и более чем одно исследование показало, что улучшение здоровья митохондрий может предотвратить старение клеток.

Но что именно держит митохондрии в форме кончика верха или делает их «нездоровыми», остается неизвестным.

Ранее исследователи считали, что один молекулярный путь, который они назвали аутофагией, мог бы предложить драгоценные ключи к тому, что сохраняет митохондрии здоровыми или делает их дисфункциональными.

Аутофагия – слово, произнесенное из древнегреческого языка для обозначения «самоедания», – это «клеточный путь выживания, который перерабатывает внутриклеточные компоненты для компенсации истощения питательных веществ и обеспечивает соответствующую деградацию органелл».

Следовательно, он является ключевым для здоровья митохондрий, и предыдущие исследования показали, что физические упражнения усиливают аутофагию, и исследователи полагали, что диета с высоким содержанием жиров может нарушить этот процесс.

Последние исследования изучили этот путь у мышей и изучили, каким образом физические упражнения и диета с высоким содержанием жира влияют на него, а также как эти изменения влияют на здоровье митохондрий.

Сара Эрлихер, докторант в Колледже общественного здравоохранения и гуманитарных наук при Орегонском государственном университете в Корваллисе, является первым автором статьи, которая появляется в журнале FASEB.

Как митохондрии реагируют на физическую нагрузку

Митохондрии остаются здоровыми, несмотря на стресс

Ehrlicher и коллеги «подчеркнули» митохондрии трансгенных мышей, заставляя животных тренироваться на беговой дорожке. Генетические изменения нарушали путь аутофагии, вызванной физическими упражнениями.

Грызунов умерщвляли через 36 часов после их последней тренировки и через 4 часа после их последнего приема пищи, и исследователи исследовали митохондрии в мышечных клетках грызунов.

Команда обнаружила, что, несмотря на генетическую модификацию и дополнительное напряжение при физической нагрузке, митохондриальная функция мышц мышей оставалась нетронутой.

В качестве следующего шага Ehrlicher и его коллеги накормили мышей диетой с высоким содержанием жиров в дополнение к режиму упражнений, чтобы еще больше усилить митохондрию.

Снова, митохондрии мышей показали признаки неповрежденного здоровья и адаптации, даже с заблокированным путем аутофагии. Это, объясняет ведущий автор исследования, предполагает, что митохондрии имеют альтернативные способы стимулирования рециркуляции и ограничения ущерба.

Мэтт Робинсон, исследователь в том же отделе, что и Эрлихер, и последний и соответствующий автор исследования, сообщает о результатах.

Он говорит: «[Когда] этим животным давали диету с высоким содержанием жиров, им становилось лучше сжигать эти жиры. Если им давали только упражнения, они могли делать больше митохондрий, что хорошо с точки зрения упражнений. И эти приспособления кажутся очень конкретными ».

Авторы добавляют, что полученные данные объясняют, как работают митохондрии и что делает их здоровыми.

Исследование «помогает заложить некоторую будущую основу для того, как мы можем оптимизировать (мышечное и митохондриальное) здоровье для улучшения их здоровья при таких заболеваниях, как ожирение, диабет и даже некоторые последствия со старением – состояния, которые, как мы знаем, скомпрометировали митохондрии», – говорит Робинсон.

Упражнения могут быть одним из таких способов оптимизации митохондриального и метаболического здоровья. «Даже без изменения веса, упражнения обладают удивительной способностью улучшать метаболическое здоровье», – говорит Эрлихер.

Кажется, что у тучных мышей нет явной дисфункции в митохондриях, а мышцы просто реагируют и хорошо адаптируются к новому стрессу, будь то физические упражнения или диета с высоким содержанием жиров.

Это говорит о том, что люди с ожирением могут извлечь выгоду из физических упражнений, аналогично. В будущем ученые надеются использовать участников-людей для воспроизведения своих результатов.