Mitohondrija – fabrika energije u našem telu

Mitohondrija se često naziva „elektranom” ćelije. Tako najčešće pokušavam da je predstavim studentima, da ne misle da je u pitanju samo još jedna organela. Njena osnovna uloga je proizvodnja energije u obliku molekula ATP (adenozin-trifosfat). Bez ATP-a, nijedan mišić ne bi mogao da se pokrene, niti bi srce kucalo, niti mozak slao signale. Proces stvaranja energije odvija se kroz ciklus limunske kiseline (Krebsov ciklus) i oksidativnu fosforilaciju – složene biohemijske reakcije u kojima se hranljive materije (ugljeni hidrati, masti i proteini) pretvaraju u gorivo za organizam.

Mitohondrije su osetljive i reaguje na sve što radimo – ishranu, fizičku aktivnost, stres, pa čak i spavanje. Kada dobro rade, osećamo se vitalno i snažno. Kada oslabi njihova funkcija, javljaju se umor, pad koncentracije i veća sklonost bolestima.

Poremećaji u radu mitohondrija povezani su sa brojnim bolestima, uključujući neurodegenerativne bolesti (Parkinsonovu, Alchajmerovu i amiotrofičnu lateralnu sklerozu), metaboličke poremećaje (dijabetes tipa 2, gojaznost), kardiovaskularne bolesti (srčana slabost, ateroskleroza), kao i retke genetske mitohondrijske sindrome, npr. MELAS (mitohondrijska encefalomiopatija sa laktacidozom i epizodama moždanog udara), Leigh-ov sindromom (retka, teška neurodegenerativna bolest koja se javlja u ranom detinjstvu, sa progresivnim oštećenjem centralnog nervnog sistema i poremećajima disanja i mišićnog tonusa). Dijagnoza mitohondrijskih sindroma zasniva se na kombinaciji kliničkih simptoma, biohemijskih testova (npr. povišeni laktat), genetskog testiranja mitohondrijske i nuklearne DNK, kao i specijalizovanih analiza mišićne biopsije i snimanja mozga magnetnom rezonancom.

Kako možemo podržati mitohondrije?

Nauka poslednjih godina sve više istražuje načine kako da „osnažimo” mitohondrije. Postoje tri glavna pristupa.

Mitohondrije – Shutterstock.com

Životni stil i hormetičke strategije

Mitohondrije vole male izazove. To se u nauci zove mitohormesis – kratkotrajni stres jača njihovu otpornost. Inače, reč ʼhormesisʼ (hormezis) je grčkog porekla – ovaj pojam označava da mala doza stresa ili opterećenja može imati korisne efekte na organizam. To je ujedno nova ideja u borbi za dugovečnost.

• Vežbanje, naročito kombinacija intervalnog treninga (na primer 30 sekundi sprinta pa 90 sekundi laganog hoda, ponovljeno 6–8 puta) i treninga izdržljivosti (na primer kontinuirani džoging od 45 minuta), povećava broj i efikasnost mitohondrija. 
• Izlaganje hladnoći (kratka ledena kupka, kupanje hladnom vodom) stimuliše stvaranje novih mitohondrija. Još jedan od razloga zašto mnogi zagovaraju hladno tuširanje. 
• Izlaganje suncu u umerenim dozama takođe može imati pozitivan efekat na mitohondrije. Sunčeva svetlost stimuliše sintezu vitamina D, a određene studije ukazuju da UV i infracrveni zraci mogu poboljšati mitohondrijsku funkciju kroz smanjenje oksidativnog stresa i podsticanje proizvodnje energije. Toplotni stres (sauna) može poboljšati njihovu funkciju i otpornost. Preporuka je 1–3 puta nedeljno, u trajanju od 10–20 minuta, u zavisnosti od kondicije i zdravstvenog stanja. 
• Post i povremeno gladovanje podstiču prelazak sa glikolize na oksidativnu fosforilaciju, što stimuliše zdravu mitohondrijsku aktivnost. Preporučuje se povremeni post od 14–16 sati jednom do nekoliko puta nedeljno, dok se produženi post (24 sata ili više) može primenjivati ređe i uz stručni nadzor. Ovi procesi povezani su i sa autofagijom – prirodnim mehanizmom čišćenja ćelija, u kojem se oštećeni delovi, uključujući disfunkcionalne mitohondrije (mitofagija), razgrađuju i recikliraju, čime se podstiče zdravlje i dugovečnost ćelije.

Ishrana i suplementi

Određene supstance su direktno uključene u mitohondrijski metabolizam.

• Koenzim Q10 (ubihinon) – ključan u lancu prenosa elektrona. Često se koristi kao dodatak kod umora i srčanih oboljenja. Preporučene doze se kreću od 100 do 300 mg dnevno, zavisno od indikacije. Najnovije studije (npr. Mitochondrion, 2023; Nutrients, 2024) pokazuju da suplementacija može biti posebno korisna kod srčane insuficijencije i sindroma hroničnog umora. 
• L-karnitin – pomaže ulazak masnih kiselina u mitohondrije, gde se one sagorevaju za energiju. Preporučene doze su obično 1–3 g dnevno, podeljeno u 2–3 doze, najbolje uz obrok, kako bi se poboljšala apsorpcija.
• Alfa-lipoinska kiselina – snažan antioksidans koji reciklira vitamine C i E, i poboljšava iskorišćenje glukoze. Najčešće se koristi u dozama od 300 do 600 mg dnevno, obično uz obrok, a istraživanja (npr. Diabetes Research and Clinical Practice, 2023) ukazuju na njen značaj kod dijabetičke neuropatije i metaboličkog sindroma.
• NAD+ prekursori (npr. nikotinamid ribozid, nikotinamid mononukleotid – NMN) – podstiču enzime koji regulišu energiju i dugovečnost. Oni su derivati vitamina B3 i deluju kao hidrosolubilne supstance koje ulaze u ćeliju putem specifičnih transportera. Preporučene doze u studijama su obično od 250 do 500 mg dnevno, uzimaju se oralno, najbolje uz obrok. Najnovija istraživanja (npr. Nature Aging, 2024) ispituju njihov potencijal u usporavanju procesa starenja i poboljšanju mitohondrijske funkcije. Postoji i intravenska (infuziona) primena nekih od ovih supstanci, koja omogućava bržu i potpuniju apsorpciju, ali se takav pristup obično koristi u specijalizovanim klinikama i često je veoma skup, pa je uglavnom rezervisan za posebne indikacije. Dokazi o delotvornosti infuzione primene su za sada ograničeni i uglavnom potiču iz manjih kliničkih studija ili eksperimentalnih modela, pa se takva strategija ne preporučuje rutinski u opštoj populaciji. 
• Resveratrol i kurkumin – polifenoli iz hrane, povezani sa aktivacijom gena (sirtuini, posebna grupa proteina/enzima koji utiču na popravku DNK, regulaciju metabolizma i dugovečnost ćelija), čuvaju mitohondrijsku funkciju. Resveratrol se najviše nalazi u crnom grožđu, crnom vinu, kikirikiju i bobičastom voću, dok je kurkumin glavni aktivni sastojak kurkume, začina karakterističnog za indijsku kuhinju.
• Magnezijum – kofaktor u proizvodnji ATP-a. Sam ATP nastaje u završnoj fazi oksidativne fosforilacije, u procesu koji se naziva fosforilacija ADP-a pomoću ATP sintaze. Magnezijum je značajan u ovoj fazi jer stabilizuje molekul ATP-a i učestvuje kao kofaktor u reakciji stvaranja ATP-a iz ADP-a.  

Lekovi i klinički pristupi

Neki lekovi i eksperimenti pokazuju potencijal u poboljšanju mitohondrijske funkcije, posebno kod hroničnih bolesti. Na primer:

• Metformin (lek za dijabetes) – deluje i na mitohondrije, snižava oksidativni stres i produžava životni vek u nekim studijama. Ovi radovi pokazuju da metformin utiče na kompleks i u mitohondrijama, smanjuje oksidativni stres i poboljšava metaboličku fleksibilnost, ali je i dalje potrebna dalja klinička potvrda.
• Melatonin – poznat kao hormon spavanja, ali i snažan mitohondrijski zaštitnik. Najnovija istraživanja (Frontiers in Endocrinology, 2023; Journal of Pineal Research, 2024) pokazuju da melatonin smanjuje oksidativni stres, poboljšava funkciju elektronskog transportnog lanca i štiti mitohondrijsku DNK, posebno u nervnom i kardiovaskularnom sistemu.
• Mitohondrijski antioksidansi (npr. MitoQ) ciljano se usmeravaju ka mitohondrijama da neutrališu slobodne radikale. MitoQ je sintetski oblik koenzima Q10 posebno dizajniran tako da lakše dospe u mitohondrije. Za razliku od običnog Q10, koji ima ograničenu apsorpciju i slabiji ulazak u ćeliju, MitoQ sadrži molekul Q10 vezan za specijalni katjonski nosač (trifenilfosfonijum-jonsku grupu). Ova modifikacija mu omogućava da se „usmeri” direktno u mitohondriju, gde može da deluje kao antioksidans i smanjuje oštećenja nastala delovanjem slobodnih radikala. U suštini, MitoQ je „precizniji” oblik Q10, ali je i skuplji, i još uvek se istražuje u kliničkim studijama. Klinička ispitivanja pokazuju obećavajuće rezultate u smanjenju oksidativnog stresa kod pacijenata sa kardiovaskularnim bolestima i neurodegenerativnim poremećajima, iako su potrebna veća randomizovana istraživanja da bi se potvrdila njihova efikasnost.

Mitohondrija nije samo deo fiziologije iz udžbenika, ona je motor našeg života. Sve što činimo da je zaštitimo i stimulišemo (kretanje, povremeni post, zdrava ishrana, pametna suplementacija) direktno utiče na našu energiju, otpornost na bolesti i dugovečnost.

Model ćelije, profesor pokazuje mitohondriju – Shutterstock.com

Naslovna fotografija – Shutterstock.com