U studiji objavljenoj 12. januara u Communications Biologi, tim predvođen istraživačima sa Univerziteta Kolumbija otkrio je da ljudske ćelije sa oštećenim mitohondrijama reaguju tako što se ubacuju u višu brzinu i troše više energije. Iako ova adaptacija – koja se naziva hipermetabolizam – poboljšava kratkoročni opstanak ćelija, dolazi po visokoj ceni: dramatično povećanje brzine starenja ćelija.
„Nalazi su napravljeni u ćelijama pacijenata sa retkim mitohondrijalnim bolestima, ali mogu imati i značaj za druga stanja koja utiču na mitohondrije, uključujući neurodegenerativne bolesti, upalna stanja i infekcije“, kaže glavni istraživač dr Martin Pikard, saradnik. profesor bihevioralne medicine (u psihijatriji i neurologiji) na Univerzitetu Kolumbija Vagelos College of Phisicians and Surgeons.
„Pored toga, hipermetabolizam može biti ključni razlog zašto većina ćelija propada kako starimo.“
Generalno se pretpostavljalo da će defekti mitohondrija (koji ometaju pretvaranje izvora hrane u upotrebljivu energiju) primorati ćelije da uspore svoj metabolizam u nastojanju da sačuvaju energiju. Međutim, analizom metaboličke aktivnosti i potrošnje energije u ćelijama pacijenata sa mitohondrijalnim bolestima, istraživači su otkrili da ćelije sa oštećenim mitohondrijama udvostručuju svoju potrošnju energije. Štaviše, ponovna analiza podataka stotina pacijenata sa različitim mitohondrijalnim bolestima pokazala je da defekti mitohondrija takođe povećavaju energetske troškove života na nivou celog tela.
Iako ovo povećanje energije održava ćelije da rade, ono takođe razgrađuje ćelijske telomere (kape koje štite krajeve naših hromozoma) i aktivira odgovor na stres i upalu. Neto efekat ubrzava biološko starenje.
„Kada ćelije troše više energije da naprave proteine i druge supstance neophodne za kratkoročno preživljavanje, one verovatno kradu resurse iz procesa koji obezbeđuju dugoročni opstanak, kao što je održavanje telomera“, kaže Gabriel Sturm, diplomirani student i glavni autor Ova studija.
Ovo hipermetaboličko stanje moglo bi da objasni zašto ljudi sa mitohondrijalnim bolestima doživljavaju umor i netoleranciju na vežbanje, između ostalih simptoma. „Da biste nadoknadili dodatnu potrošnju energije u vašim ćelijama, vaše telo vam ‘kaže’ da se ne preterujete, da sačuvate energiju. Verovatno vidimo istu dinamiku kako ljudi stare i njihova vitalnost se smanjuje“, kaže Pikard.
Studija ne ukazuje na nove lekove za pacijente sa mitohondrijalnim bolestima, koji se trenutno ne leče, ali pojačava trenutne preporuke za pacijente da se više kreću. „To može izgledati kontraintuitivno, jer ako ste aktivniji, potrošićete više energije i možda pogoršati simptome“, kaže Šturm. „Ali poznato je da vežbanje povećava efikasnost organizma. Pojedinac koji trči, na primer, koristi manje energije za održavanje osnovnih telesnih procesa od nekoga ko nije fizički aktivan.“
Poboljšanje efikasnosti organizma, koje bi smanjilo potrošnju energije u ćelijama i poboljšalo umor i druge simptome, može delimično objasniti zdravstvene prednosti vežbanja kod pacijenata sa mitohondrijalnim bolestima i inače zdravih ljudi.
U potrazi za novim tretmanima za mitohondrijalne bolesti, istraživači bi se trebali fokusirati na hipermetabolizam, kaže Picard. „Iako mitohondrijski defekti narušavaju sposobnost ćelija da proizvode energiju, nedostatak energije možda nije primarni pokretač bolesti. Naša studija pokazuje da ovi defekti povećavaju potrošnju energije. Da bismo terapijski pomerili iglu, možda ćemo morati da ciljamo hipermetabolizam. Potrebno nam je više istraživanja da znam da li će to uspeti.“
Hipermetabolizam je uobičajen i za druge bolesti. Ako povećana potrošnja ćelijske energije igra uzročnu ulogu u pokretanju procesa starenja, ciljanje na hipermetabolizam može biti način da se poboljša umor, poboljša kvalitet života ljudi, ili čak da se uspori biološko starenje.
