Кэтрин Шэнахан - Код метаболизма. Как перезапустить свой обмен веществ

Почему митохондрии могут стать менее эффективными, чем должны быть? Оказывается, что точно так же, как и механические двигатели, наши биологические двигатели предназначены для сжигания определенного вида топлива. Если вы обеспечиваете митохондрии тем топливом, на сжигание которого они рассчитаны, они будут работать с максимальной эффективностью. Но если вы снабжаете митохондрии не таким топливом, которое им нужно, они не будут функционировать с достаточной эффективностью. Эта эффективность или ее отсутствие – самый важный фактор, определяющий общее состояние вашего здоровья.

НЕМНОГО НАУКИ: ВАШ ДОМ РАБОТАЕТ НА ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ, ВАШИ КЛЕТКИ РАБОТАЮТ НА АТФ

Вам необходим воздух, потому что организму нужен кислород. Кислород позволяет митохондриям использовать энергию из пищи. Кислород очень реакционноспособен, поэтому его должны переносить по кровотоку особые молекулы, которые могут его контролировать. Молекулы, которые могут безопасно переносить кислород по организму с помощью крови, содержат железо, которое становится красным при окислении, поэтому ржавое железо бывает рыжеватого цвета, а кровь красная.

Митохондрии используют кислород для преобразования АДФ (аденозиндифосфат) в АТФ (аденозинтрифосфат). Для наглядности можно представить АДФ в виде аккумуляторной батареи, которую необходимо перезарядить, а ATФ в виде полностью заряженной батареи. После «перезарядки» АТФ покидает митохондрии и плавает внутри клетки, где любой из клеточных механизмов, которые называются энзимами, может захватить это соединение и использовать для выполнения своих функций.

Когда в машинах заканчивается топливо, они останавливаются и прекращают работу. Но как только вы их дозаправите, они сразу же заработают снова. Однако в отличие от машин, организм не может допустить, чтобы у него закончилось топливо.

Если бы у всех клеток нашего организма сразу закончилось топливо, мы бы умерли примерно через шесть секунд. И даже вливание топлива внутривенно не заставит наши «двигатели» заработать снова после того, как они слишком долго оставались без энергии. Чтобы все клетки и организм в целом могли благополучно пережить тяжелые времена, наши клетки устроены так, что они могут использовать гораздо более широкий ассортимент топлива, чем любая машина.

Митохондрии могут использовать огромное количество различных видов топлива. Они могут генерировать энергию из всех трех макроэлементов: сахара, аминокислот, которые служат строительными блоками белков, или жирных кислот. К этим категориям относится подавляющее большинство молекул в нашем питании. Иначе говоря, в нашей пище содержится очень мало веществ, которые мы не можем использовать для получения энергии. Даже те молекулы, которые наш организм не может использовать в качестве строительных блоков, будут подходящим топливом для митохондрий для выработки энергии.

Невероятная способность митохондрий использовать такой широкий ассортимент топлива стала возможна благодаря тому, что другие органеллы внутри клетки работают в сотрудничестве с митохондриями, разбивая все виды молекул на двухуглеродные фрагменты, которые называются ацетильными группами. Эти двухуглеродные фрагменты являются основным топливом, которое митохондрии используют для выработки энергии. Большинство молекул содержат более двух атомов углерода – такие молекулы разбиваются на две части и при необходимости меняют форму в соответствии с точными характеристиками ацетильной группы. Например, чтобы получить молекулу глюкозы с шестью атомами углерода, скажем, из куска хлеба, специальная группа энзимов, содержащихся в митохондриях, рассекает молекулу с шестью атомами углерода пополам, образуя две молекулы с тремя атомами углерода – этот процесс называется гликолиз, или расщепление глюкозы. Затем другая группа энзимов внутри митохондрий отрубает еще один атом углерода, чтобы образовалась двухуглеродная ацетильная группа. Теперь эта двухуглеродная ацетильная группа внутри митохондрий готова к сжиганию и выработке энергии. Чтобы подготовить к использованию совершенно другую молекулу, скажем, восьмиуглеродную жирную кислоту из масла МСТ (среднецепочечного триглицерида) или кокосового масла, другая группа энзимов внутри митохондрий отделяет двухуглеродные фрагменты с помощью процесса, который называется бета-окислением, каждый раз образуя двухуглеродную ацетильную группу, идентичную ацетильным группам, полученным при расщеплении глюкозы. Чтобы подготовить аминокислоты для митохондрий, большое количество энзимов действуют согласованно, чтобы разделить, согнуть, скрутить, сжать или как-то еще изменить исходную молекулу таким образом, чтобы в конечном итоге превратить ее в ацетильную группу. Эти ацетильные группы – единственная форма топлива, которое наши митохондрии могут использовать для выработки энергии.