Mitokondrilerin gizli sosyal yaşamları

BEN her zaman hayatı anlamak istedi. Bizi ne hareket ettirir? İyileşmemizi ve gelişmemizi sağlayan nedir? Ve hastalandığımızda veya sonunda nefes almayı ve ölmeyi bıraktığımızda ne yanlış gidiyor? Bu muazzam hırslı soruların cevaplarını araştırmam beni, şimdi kaçınılmaz olarak mitokondriye yönlendirdi.

Liseden üniversiteye biyoloji derslerinde, mitokondrilerin her hücre içinde bulunan ve “güç merkezleri”Vücut için enerji verecek oksijen ve yiyecekleri birleştirmek. Mitokondri, yerleşik bir şarj cihazıyla küçük piller olma fikri, telefonumdaki kadar ilginç, beni bu organellerin hayati gerçekliği için hazırlıksız bıraktı Onları 2011 yılında bir mikroskop altında ilk gördüğümde. Onlara koyduğum parlayan bir boya yüzünden aydınlıklardı ve dinamikti – sürekli hareket ediyor, geriliyor, dönüşüyor, birbirlerine dokunuyorlardı. Onlar güzeldiler. O gece, İngiltere’deki Newcastle Upon Tyne’de karanlık bir laboratuvarda tek başına yüksek lisans öğrencisi, mitokondriyak oldum: mitokondriye bağlandım.

Biyolog Lynn Margulis’in derin bir içgörü, ne gördüğümü anlamama yardımcı oldu. 1967’de mitokondrinin yaklaşık 1,5 milyar yıl önce daha büyük bir ata hücresi tarafından yutulan bir bakteriden indiğini varsaydı. Bu tidbit’i tüketmek yerine, daha büyük hücre içinde yaşamaya devam etmesine izin verdi. Margulis bu etkinliği aradı endosimbiyozyani kabaca, “İçeriden yaşamak veya birlikte çalışmak” anlamına gelir. Konakçı hücrenin oksijen kullanan bir enerji kaynağı yoktu – ki bu, bitkiler sayesinde atmosferde zaten bol miktarda bulundu; Mitokondri bu boşluğu doldurdu. Olası bir birlik, hücrelerin iletişim kurmasına ve işbirliği yapmasına ve farkındalık Çok hücreli hayvanlar şeklinde daha karmaşık bir geleceği sağlayarak kendi sınırlarının ötesine geçin. Mitokondri, hücreleri sosyal hale getirdi, onları her hücrenin hayatta kalmasının birbirine bağlı olduğu ve böylece bizi mümkün kıldığı bir sözleşmeye bağladı.

Bilim Gazeteciliğini Destekleme Üzerine

Bu makalenin tadını çıkarıyorsanız, ödüllü gazeteciliğimizi desteklemeyi düşünün abone olma. Bir abonelik satın alarak, bugün dünyamızı şekillendiren keşifler ve fikirler hakkında etkili hikayelerin geleceğini sağlamaya yardımcı oluyorsunuz.

Şaşırtıcı bir şekilde, iş arkadaşlarım ve ben mitokondrilerin kendileri olduğunu keşfettik Sosyal Varlıklar. En azından sosyalliği öngörüyorlar. İniş yaptıkları bakteri gibi, yaşam döngüsü: eskileri ölür ve yenileri mevcut olanlardan doğar. Bu organellerin toplulukları, genellikle çekirdeğin etrafında kümelenmiş her hücre içinde yaşar. Mitokondri, hem kendi hücrelerinde hem de diğer hücreler arasında iletişim kurar, ihtiyaç duydukları zamanlarda birbirlerini desteklemek ve genellikle topluluğun gelişmesine yardımcı olur. Vücudumuzu sıcak tutan ısıyı üretirler. Hava kirliliği seviyeleri ve stres tetikleyicileri gibi yaşadığımız çevrenin yönleri hakkında sinyaller alırlar ve daha sonra bu bilgileri entegre ederler ve moleküller gibi sinyalleri yayarlar. düzenlemek hücre içinde ve gerçekten de vücutta süreçler.

Mitokondrimiz geliştiğinde, biz de öyle. Arızalandıkları zaman – örneğin, enerjiyi biyokimyasal reaksiyonlar için gerekli formlara dönüştürme yetenekleri bozulurken – yaşayabiliriz koşullar Diyabet, kanser, otizm ve nörodejeneratif bozukluklar kadar çeşitlidir. Ve mitokondri bir ömür boyu stres ve diğer hakaretler boyunca kusurlar biriktirdikçe, yaşlanmaya ve nihayetinde ölüme katkıda bulunurlar. Bu süreçleri anlamak için – fiziksel ve zihinsel sağlığın nasıl sürdürüleceğini görmek – nasıl olduğunu anlamaya yardımcı olur Enerji Hareketleri bedenlerimiz ve zihinlerimiz aracılığıyla. Bu, mitokondrilere ve sosyal yaşamlarına daha derin bir bakış gerektirir.

İlk mitokondri bakışımı almadan çok önce, yapılarının ve biyolojilerinin temellerini bağladım. Mitokondrimizi, yumurta hücresinden kesin olarak annemizden miras alıyoruz. Mitokondrinin, hücre çekirdeğinin içindeki spiral kromozomlardaki binlerce genle karşılaştırıldığında sadece 37 genden oluşan kendi DNA’ları vardır. Bu mitokondriyal DNA veya mtDNA halkası iki membran içinde korunur. Bir sosis derisi gibi şekillendirilen dış kabuk, mitokondriyi kapatır ve moleküllerin girmesine veya çıkmasına izin verir. İç zar, yoğun paketlenmiş proteinlerden yapılmıştır ve bir pilin içinde asılı olan plakalar gibi kimyasal reaksiyonlar için bir alan olarak hizmet veren cristae olarak adlandırılan birçok kata sahiptir.

Pil şarj cihazları gibi olmak yerine, mitokondri daha çok hücrenin anakartına benziyor.

1960’larda İngiliz biyokimyacılar Peter Mitchell ve Jennifer Moyle, gıdada karbondan nasıl elde edilen elektronların cristae’de oksijenle nasıl birleştiğini ve eğim Membran boyunca elektrik voltajında. Bu voltaj, ısınmadan üretim moleküllerine, düşünmeye kadar vücut ve beyindeki tüm süreçler için itici güç sağlar. Mitokondri ayrıca, her hücrede yüzlerce biyokimyasal reaksiyona güç veren portatif bir enerji birimi olarak hizmet veren adenosin trifosfat adı verilen bir molekül üretir.

İngiltere’den döndüğümde, Philadelphia Çocuk Hastanesinde Mitokondriyal ve Epigenomik Tıp Merkezi’nde genetikçi ve evrimsel biyolog Douglas Wallace ile doktora sonrası bir bursa başladım. 1988’de Wallace, bir mutasyon mtDNA ve bir insan hastalığında. Mitokondriyal biyolojinin çeşitli hastalıklara ve yaşlanma sürecine olan temel bağlantılarını haritalamaya devam etmiş ve temel mitokondriyal tıp alanı. Philadelphia’da, kusurlu mitokondrilerin kardiyovasküler ve nörolojik hastalıklara nasıl neden olabileceğini anlamak isteyen bir postdoc olan Meagan McManus ile çalışmaya başladım. McManus benden bir elektron mikroskobu ile mitokondriyi kalbinde fotoğraflamamı istedi. fareler Kalp yetmezliğine yol açan spesifik bir mtDNA mutasyonu ile.

Ekibimiz ayrıca, bir radyologun bir hastanın iç organlarını 3D olarak görmesine izin veren aynı teknoloji olan elektron tomografisi kullanarak üç boyutlu görüntülemeyi deniyordu. Haftalar sonra, bu projenin direktörü Pennsylvania Üniversitesi’nden Dewight Williams, beni milyon dolarlık tomografi mikroskobunun tavan kadar yüksek, mitokondri filmlerini göstermek için durduğu bir odaya getirdi.

Tomografi bize Cristae’nin 3D görünümünü verdi. Hasta farelerin kalplerindeki bazı mitokondriler pürüzlü, son derece düzensiz cristae – 2D resimlerde gördüğüm sağlıksız görünüm vardı. Ancak 3D’de düz görüntülerde hiç görmediğimiz bir şey ortaya çıktı: mitokondri sağlıksız görünse bile, cristae mitokondrilerin birbirlerine dokunduğu yerlerde sağlıklı görünüyordu. Etkileşime giriyorlardı, birbirlerinin iç organizasyonuna yardım ediyorlardı. Bu mito-mito kavşaklarında aynı mitokondrinin diğer bölümlerinden daha fazla cristae vardı. “Meagan bunu görmek zorunda!” Kampüsteki laboratuvara koşarak düşündüm.

McManus filmini yeniden başlattığımda, birkaç dakika önce gördüklerimi anlattım: “Mitokondri birbirini etkiliyor!” Döngü videosunu birkaç kez izledik. Sonra McManus, sesi heyecanla yükseldi, “Ve cristae sıralandı! Cristae mitokondri arasında sıralanıyor!” Dedi. Uzatılmış parmağıyla mitokondri arasındaki bir kavşakta bir çizgi çizdi.

En iyi mikroskopistlerden binlerce elektron mikroskopi görüntüsünü gözetledim. Başka bir mitokondrinin cristae’si ile hizalanan bir mitokondrionda Cristae’yi hiç duymamıştım. Newcastle’dayken 1983’te görmüştüm kağıt Rus bilim adamları Lora E. Bakeeva ve Vladimir P. Skulachev tarafından “İntermitokondriyal temasları” anlatıyor ve bu temasların Egzersizden sonra artmış– Belki de enerji verimliliğini artırır. Hepimiz hizalamayı nasıl kaçırdık? Yine de orada paralel plakalar olarak yalan söylemek yerine, ders kitapları sık sık tasvir ettiği gibi, cristae mitokondri boyunca dalgalanan paralel kurdeleler oluşturdu. Neredeyse cristae komşularına yardım ediyormuş gibi görünüyordu organize etmek Tipik, sağlıklı, düzenli diziyi elde etmek için.

Bir sonraki laboratuvar toplantısında, bu desenlerin bir mıknatısın etrafında hizalanmış demir dosyalarına benzemesini önerdim. Cristae, paramanyetik olabilen demir-kükürt kümeleriyle doludur. Eğer öyleyse, belki de cristae boyunca elektrik yükü akışı ile indüklenen elektromanyetik alanlar vardı? Cristae’yi sıraya koymaya teşvik edebilirler mi? Şimdiye kadar bu hipotez, cristae’nin mitokondri boyunca nasıl hizalandığı için en iyi hipotez gibi görünmektedir. Benim için, fizik güçlerinin nasıl olduğunu düşünmenin kapısını da açtı Çok hücreli yaşamın evrimine katkıda bulunmuş olabilir – bize tüm yol.

Bu keşif ve teşvik ettiği düşünceler mitokondri görüşümü sonsuza dek değiştirdi. Mitokondri ve çok sayıda işbirliği okuduğum karanlık zindanda yüzlerce saat sonra önemli bir ders öğrendim: mitokondri değişim bilgileri. Bu değişimin parmak izi tam orada cristae’lerinin kalıplarında yatıyordu. Japonya’daki ve başka yerlerde Tsukuba Üniversitesi’nde, mtDNA mutasyonlarının neden olduğu değişen mitokondriyal disfonksiyon seviyelerine sahip hücreler kullanılarak, sağlıklı mitokondrilerin mutant mitokondri için sağlam mtDNA bağışlayabileceğini göstermiştir. Koşullarında kıt Enerji arzı, mitokondri mtDNA’yı paylaşmak için birbirleriyle uzun iplikçiklere sigorta. MtDNA veya mutasyona uğramış mtDNA ile izole edilmiş mitokondri, normal fonksiyonlarını geri kazanarak sağlıklı mitokondri ile benzer şekilde kaynaşabilir.

Füzyon sadece mitokondrinin değil, aynı zamanda hücrelerin de esnekliğini arttırır; Bu etkileşimlere müdahale etmek, mtDNA kusurlarını biriktiren ve nihayetinde ölen, yaşadıkları hücrelerle birlikte izole edilmiş mitokondriye yol açar. İnsanlarda, füzyona yardımcı olan dış mitokondriyal membranda bulunan bir protein olan Mitofusin 2 seviyelerinin azalması ile ilişkilidir. nörodejenerasyon. Ve nükleus akumbensinde füzyonu engellemek için tasarlanmış mitokondri olan fareler daha endişeli.

Mitokondrinin iletişim kurmasının başka yolları olabilir mi? Onlar gibi davranabilirler mi? bakteri atalarıBiyofilmler oluşturur ve yaşam dünyasını çok yönlü kolektif davranışlarıyla işbirliği yapmak ve fethetmek için membran çıkıntıları, elektrik alanları ve salgılanan moleküller kullanan? Mitokondriyal iletişim, daha geniş bir iç enerji ve bilgi alışverişi evreni ortaya çıkarabilir mi? Mitokondriyal kavşaklar ve hizalanmış cristae nöronal gibi çalışabilir sinapslarsonuçta ortaya çıkan mitokondriyal kolektif esasen hücre içi bir beyin gibi davranıyor mu?

BENN 2016, Columbia Üniversitesi’nde kendi laboratuvarımı başlattıktan kısa bir süre sonra, Doug Turnbull’un Wellcome Mitokondriyal Araştırma Merkezi’ni ziyaret etmek için Newcastle’a geri döndüm. Yine elektron mikroskobunda oturuyordum, bu sefer yıldız bir İngiliz lisansüstü öğrencisi Amy Vincent ile. Nadir bir mitokondriyal hastalığa neden olan mtDNA mutasyonuna sahip bir kadının baldırından kas görüntülüyorduk. Tesadüfen, mutasyonu McManus’un farelerinin sahip olduğu birine benziyordu.

Vincent ve ben öğleden sonra başka bir soruşturma yolu açtı. Gözlerimizin önünde yatıyordu mitokondriyal nanotunneller: İnce membran çıkıntıları – bakterilerin dairesel DNA’larını paylaşmak için kullandıkları gibi! İnsanlarda ilk kez Vincent ve ben, mitokondrilerin, bazı yalnız hücrelerin daha misafirperver bir ortam veya sağlıklı bir hücre aramak için kullandıkları duygular gibi, ince tübüler yapıları birbirine doğru gönderdiğini gördük. Düzinelerce diğer kas örneğini görüntüleyerek, mitokondrileri iyi çalışmayan kişilerin Daha Fazla Nanotunnel. Sanki mtDNA mutasyonları olan sağlıksız mitokondri yardım için uzanıyordu.

Bununla birlikte, mitokondriyal kolektifin belki de en dikkat çekici yönü, vücudun farklı kısımlarından mitokondrinin konuşmak birbirlerine, hormonları dili olarak kullanmak. Mitokondri üretir steroid hormonları Yaşamı sürdürmek ve yeniden üretmek için kullanıyoruz. Stres tepkisini beslemek için kan şekeri seviyelerini artıran hormon olan kortizol, böbreklerin üstüne oturan adrenal bezlerin mitokondrisinde yapılır. Testosteron, östrojen ve progesteron esas olarak üreme organlarında mitokondri ile sentezlenir. İlginç bir şekilde, beyin mitokondrisi hem stres hem de cinsiyet hormonlarını algılamak için reseptörlere sahiptir. Bu yüzden adrenal bezlerde doğrudan kan yoluyla beyindeki mitokondriye sinyal veren bir mitokondri popülasyonu var.

Ayrıca, mitokondrilerin hepsi eşit yaratılmaz. Aynı şekilde insanlar farklı sosyal ve ekonomik rollerde uzmanlıklar geliştirir ve Organlar uzmanlaşmış Tamamlayıcı fonksiyonları yürütürken (karaciğer diğer organları, kalp pompalarını, beyin bilgi ve sorun direktiflerini entegre eder), Mitokondri de uzmanlaşmış. Organlar ve hücre tipleri arasında mitokondri farklı görünür. Protein içerikleri farklıdır. Farklı hareket ediyorlar. Ve belirli bilgileri algılama, entegre etme ve sinyal verme yetenekleri, yaşadıkları hücreye göre değişir. Mitokondriyal uzmanlık büyük olasılıkla verimlilik kazançları sağlar ve bu da bir organizmanın daha düşük bir genel enerji maliyetiyle hayatta kalmasına izin verir.

İş arkadaşlarım ve ben son zamanlarda birincisini inşa ettik harita insan beyninde mitokondrinin. Bu tek organda bile korteksin farklı bölgelerinde ve daha derin, subkortikal beyin bölgelerinde farklı mitokondri türleri vardır. Beyin, vücudun kütlesinin sadece yüzde 2’sini oluşturmasına rağmen, vücudun enerjisinin yüzde 20’sini kullanır, bu nedenle etkili bir kaynağı güç işleyişi için kritiktir. Meslektaşlarım, özellikle, Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi ve Columbia’dan Eugene V. Mosharov’dan Michel Thiebaut de Schotten ve en yüksek olan daha yakın zamanda gelişen beyin alanlarının enerji harcamalarıenerji dönüşümü için daha güçlü bir şekilde uzmanlaşmış mitokondrilere sahip olun.

Bir hücre içindeki mitokondri de çok farklı görün birbirinden. Örneğin, nöronlar“Dendritik” mitokondri, nöronların diğer hücrelerden sinyal aldığı liflerde veya dendritlerde bulunur. Bu mitokondri, 10 ila 30 mikronun üzerinde uzanan stabil filamentlerdir – bu tür bir yapı için muazzam derecede uzun bir mesafe – ve birkaç mtDNA kopyası olan. “Aksonal” mitokondri, sanki hücresel otoyollarmış gibi diğer nöronlara sinyaller yapan doğrusal aksonlar boyunca hareket eder. Genellikle kısa ve güdümlüdürler (bir mikrona kadar) ve birçok MtDNA eksikliği. “Sitoplazmik” mitokondri çekirdeğin etrafında kümelenir ve dendritik ve aksonal tipler arasında bir şey gibi görünür. Benzer gruplandırma ve mitokondrilerin uzmanlaşması kas Ve yağ hücreler.

Birlikte ele alınan bu bulgular, İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden davranışsal sinirbilimci Carmen Sandi ve ben 2021’de mitokondrinin Sosyal Organeller. Benim gibiyseniz ve hücre altı organel için uygulanan “sosyal” terimini duyduğunuzda kaşınız yükselirse, normal bir refleksiniz var. Bununla birlikte, Sandi ve ben mitokondrinin sosyal varlıkların tüm özelliklerini gösterdiğini iddia ediyor – hücre veya vücut içinde paylaşılan bir ortam, grupların veya türlerin oluşumu, davranışların senkronize edilmesi, birbirine bağımlılık ve gerçekleştirdikleri görevlerde uzmanlaşma.

Acı verici bir şekilde uzun bir süre gerektiren sonraki bir makalede gözden geçirmek 400’den fazla çalışma, California Üniversitesi, Los Angeles’tan Orian S. Shirihai ve mitokondriyal kolektifin mitokondriyal bilgi işleme sistemi veya MIP’ler olarak çalıştığını tespit ettik. Varlıkları ve desteği çevreye esnek bir şekilde yanıt vermesi gereken hayvanlar gibi, mitokondri duyu sinyalleri, bu bilgileri cristae’lerinin membran potansiyeline entegre eder ve hücre genlerini düzenleyen sinyaller üretir ve hücre davranışını şekillendirir.

Gözleriniz ışığı, görme alanınızdaki bir görüntüye dönüşen elektrik dürtülerine dönüştürür ve kulaklarınız hava basıncı dalgalarını sonunda ses olarak algıladığınız elektrik darbelerine dönüştürür. Benzer şekilde, mitokondri düzinelerce hormonal, metabolik, kimyasal ve diğer bilgi akışlarını elektrik membran potansiyellerine dönüştürür. Bu “biyoenerjetik” durum daha sonra çekirdeğe karşı anlaşılabilir ikincil haberci moleküllerin üretimine yol açar. Dolayısıyla, telefonunuzdaki sinyalleri alan, bunları dönüştüren ve deşifre edilebilir bilgileri ekranına projelendiren mesajları okurken, hücrelerinizin çekirdeği çevreyi çevreleyen MIP’lerden “okuyabilir”.

Pil şarj cihazları gibi ek rollere sahip olmak yerine, mitokondri daha çok hücrenin anakartına benziyor. Genler, bazılarını ve bazılarını kapatmak için enerji ve doğru mesaj gelene kadar çekirdekte durur. Mitokondri bu mesajları sağlar, epigenom– İfadesini düzenlemek için genomun üstüne oturan dövülebilir düzenleme tabakası.

Meslektaşım Timothy Calgary Üniversitesi Mitochondria’yı “Hücre CEO’su” olarak adlandırmayı sever: Genel Müdür Organelle. Bu metafor, mitokondrilerin sadece bilgileri entegre etmekle kalmayıp aynı zamanda sipariş verdiğini yakalar. Hücrenin ayrılıp ayrılmadığını veya öldüğünü dikte ederler. Gerçekten de, mitokondrinin hücre yaşamı veya ölüm hakkında bir veto vardır. MIP’ler gerekli görürse, programlanmış hücre ölümünü tetikler veya apoptoz-organizmanın daha büyük iyiliği için bir fedakarlık biçimi.

Çok hayati önem taşıyan, zor zamanlarda hücreler Tüm mitokondrileri bağışlayın diğer hücrelere. Gazeteci Gemma Conroy, “Hücresel acil durumlarda, yeni gelen mitokondri doku onarımını başlatabilir, bağışıklık sistemini ateşleyebilir veya sıkıntılı hücreleri ölümden kurtarabilir” dedi. Doğa Haber hikayesi geçen Nisan. İç tümörler, kanser hücreler ve bağışık Hücreler mitokondri için rekabet ediyor gibi görünmektedir, bunları bir tür biookeapon olarak kullanırlar. St. Louis’deki Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden Jonathan R. Brestoff liderliğindeki katıldığım uluslararası bir çaba, yakın zamanda ortaya çıkan alanına rehberlik etmek için tamamen yeni bir sözlük oluşturdu. Mitokondri transferi ve nakil.

İyi ve iyi, düşünebilirsiniz. Bütün bunlar sağlığım için ne anlama geliyor veya ne kadar yaşayacağım?

Kısa cevap, insan sağlığı ile ilgisi olabileceğidir. Diyabet, nörodejeneratif durumlar, kanser ve hatta zihinsel sağlık hastalıkları, metabolik bozukluklar olarak ortaya çıkıyor arızalı mitokondri. Ve bu bulgular müdahale için yeni yollar gösteriyor.

Mitokondri, sağlığı veya hastalığı çeşitli şekillerde yönlendirir. Bir rota enerji işlemcisi olarak rollerinden kaynaklanır. Bir elektrik devresinde, giriş voltajını çok fazla krank edersek, onu havaya uçurabiliriz. Benzer şekilde, hücrelerimiz çok fazla glikoz veya yağa maruz kalırsa – ya da daha da kötüsü, her ikisi de birlikte, doktorların glukolipotoksisite olarak adlandırdığı şeylere neden olursa – mitokondrinin fisyon ve fragmana küçük bitlere geçmesi, biriktirmek MtDNA kusurları ve hücreyi erken yaşlandıran veya öldüren sinyaller üretir. Hücrelerdeki ve farelerdeki deneyler, aşırı glikoz ve yağların neden olduğu mitokondriyal fisyonu farmakolojik veya genetik olarak önlediğini göstermiştir.

Kanser de bir hücresel metabolizma bozukluğu olabilir. Kanser hücreleri, glikozu oksijen olmadan yakabilir, bu da ya mitokondrileriyle ilgili bir sorun olduğunu ya da hücre bölünmesinde kullanılmak üzere mitokondriyi ayırmayı tercih ettiklerini ve proliferasyonunu önerir.

İkinci bir yol mitokondrinin gen ekspresyonu üzerindeki etkisidir. Mitokondriyal sinyaller, Yüzde 66 nükleer kromozomlardaki genlerin. Hangi genlerin ifade edildiğini ve mtDNA’daki mutasyonlar ne ölçüde değiştirerek doğayı, davranışı ve stres esnekliği hücrelerin ve sonuçta tüm organizmanın.

Mitokondri bakabilir çok tuhaf Hasta olduğunda. Mitokondrileri ilk olarak nanotunnelleri gördüğümüz kişi gibi nadir mitokondriyal hastalıklara neden olan mtDNA kusurları olan kişilerde, özellikle cristae, düzenli açılara sahip mahsul çemberleri, parakristalin kapanımları ve diğer garip şekiller gibi bir şekilde yabancı görünebilir.

Özellikle, biyobelirteçler olarak anormal mitokondriyal şekil ve fonksiyon ortaya çıkıyor ve potansiyel nedenler Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı ve diğerleri gibi bilişsel ve nörodejeneratif bozukluklar. Klinik olarak, nörobiyolojik bir alt tip otizm Spektrum bozukluğu mitokondriyal biyolojideki kusurları içerir.

Üçüncü bir yol iltihaptır. Hücreler yaralandığında veya stresli olduğunda, mtDNA’yı hücrenin iç kısmına, sitoplazmaya veya hatta kana sızdırabilirler. Columbia’dan Caroline Trumpff, Pittsburgh Üniversitesi’nden Anna Marsland ve Brett Kaufman ve diğer iş arkadaşları ile birlikte bunu buldum. zihinsel stres Beş dakika boyunca halka açık konuşmak zorunda kaldığında, kandaki serbest yüzen mtDNA miktarını arttırdı. İnsanlar Yoğun Bakım Birimleri Griefly hasta olan kanlarında çok yüksek mtDNA seviyelerine sahip olma eğilimindedir. MtDNA halkaları bakteriyel DNA’ya benzediğinden, bağışıklık hücreleri onları patojen olarak görür ve iltihaplanmaya dönüşebilen bir saldırı monte eder. Ve iltihaplanmaklinisyenler iyi bilir, bir dizi kronik sağlık koşulunun başlangıcı ve ilerlemesi ile bağlantılıdır.

Mitokondrinin vücutta ve zihinde hastalığa ne kadar yol açtığı henüz cevaplanmamış bir sorudur. Ancak mitokondrilerimizin sağlıklı kalmasını sağlamanın basit yolları vardır. Biri egzersiz yapmak. Güçlü bir şekilde hareket ettiğinizde, hücreleriniz hızla enerji tüketir ve mitokondrinizin membran potansiyelini güçlendirir. Egzersiziniz sizi nefes nefese hissettiriyorsa, mitokondrinizin çok çalıştığının bir işaretidir. Çünkü beyin gövdesi varlığı öngörme konusunda uzmandır ve hazırlama Gelecek için, mitokondrenizi aktive edecek şekilde hareket ederseniz, vücudunuz “Bir dahaki sefere bu olduğunda, hazır olacağım!” Diye düşünüyor. Hazırlanmak için daha fazla mitokondri yapar ve onları en iyi şekilde çalıştırır.

Şaşırtıcı bir şekilde, sosyal bağlantılar da beyin mitokondrimizin sağlığını teşvik edebilir. Chicago’daki Rush Tıp Koleji’nden David A. Bennett liderliğindeki büyük bir çalışmada, araştırmacılar Chicago bölgesinde 65 yaş ve üstü yüzlerce kişiden anketleri doldurmalarını, bilişsel testler yapmasını ve ölene kadar kan vermesini istedi. Ölümden sonra beyinleri mitokondrilerin analizini sağlamak için toplandı. Meslektaşım Trumpff bu verileri, yaşamda amaç hissetme, iyimserlik ve bağlantı duygusu – ya da aksine, algılanan stres, depresyon ve sosyal izolasyon gibi olumsuz zihinsel durumların – mitokondrinin enerji dönüştürme yeteneği ile ilişkili olup olmadığını sormak için kullandı.

Trumpff’un öğrendikleri dikkat çekiciydi: mitokondride enerji dönüşümlü proteinlerin miktarı prefrontal korteks İnsanların ölmeden önceki yıllarda bildirilen kaç olumlu ve olumsuz deneyimlerle anlamlı bir şekilde korele idi. Bu bulgu, erken yaşamla ilgili önceki çalışmalarla uyumlu sıkıntı veya günlük mod Kan bağışıklık hücrelerinde sevgi, yakınlık veya mitokondriye güven gibi belirteçler. Zihin durumlarımız, enerjiyi ne kadar iyi dönüştürdüklerini modüle ederek mitokondrimizin biyolojisini etkileyebilir.

Oldukça etkili olabilecek bir başka müdahale de diyettir. Tüm rafine şekerlerin kesilmesini, karbonhidrat alımını sınırlamayı ve daha fazla protein ve yağ ile kalori farkını oluşturmayı içeren tıbbi ketojenik tedavi veya “beslenme ketozu”, insülin direncini sürdürülebilir bir şekilde tersine çevirdiği gösterilmiştir. Tip 2 Diyabet. Ketojenik diyet onlarca yıldır nöbetleri önlemek ve böylece inatçı ve başka türlü tedavi edilemez çocuklarda ve yetişkinlerde beyni “stabilize etmek” için kullanılmıştır. epilepsi. Ketojenik bir diyet, insanların zihinsel durumunu ve bilişsel işlevini bile iyileştirebilir. Alzheimer. Beyin ağını geliştirir istikrarbeyin yaşlanmasının bir belirteci – ve bu işlev diyetteki bazı insanların neden daha iyi uyuduğunu açıklayabilir.

Ketojenik diyet, 25 yaşında şizofreni ve bipolar hastalık teşhisi konan Kanadalı bir kadın olan Lauren Kennedy West’in hikayesiyle de sonuçlandığı gibi, diğer hastalıklarda da şaşırtıcı etkilere sahip olabilir. Hayatının giderek zorlandığı gibi, “dünyada benim için hiçbir yer yoktu” diye açıkladı, hareketli bir hesapta, Onun yolculuğu Geçen yıl YouTube’da yayınlandı. Aralık 2023’te Batı başlamak Beslenme ketojenik tedavi. Birkaç hafta sonra daha fazla enerjisi olduğunu fark etti. Semptomlarının çoğu azaldı. Yaklaşık dokuz ay sonra semptomsuzdu, ilacını bakım ekibiyle işbirliği içinde konikleştirdi ve daha iyi hissetmeye devam etti. 2024’ün sonlarında son doz antipsikotik ilaçlarını aldı.

West’in deneyimi, bir pilot deneme Bipolar hastalığı ve şizofreni olan 21 kişiden. Şizofreni, depresyon, anksiyete ve obsesif kompulsif bozukluk gibi şiddetli akıl hastalığı olan kişiler için ketojenik diyetin diğer klinik çalışmaları şu anda dünya çapında devam etmektedir. (Bu denemelerin birçoğu, grubun kurucularının oğlu Matt Baszucki’den sonra kurulan hayırsever bir vakıf olan Baszucki Grubu tarafından finanse edilmektedir. işlem görmüş Ketojenik diyet ile bipolar hastalığı. 2024’te Columbia’daki laboratuvarımı finanse etmeye yardımcı olan Baszucki Bilim Ödülü’nü aldım.)

Yeni bir çalışma 28.995 kişi 4,484’ü önemli depresyon belirtileri olan ABD’de, düşük şekerli diyetlerin ruh sağlığı üzerindeki koruyucu etkilerini de desteklemektedir. Diyet “daha ketojenik” olan insanlar – lipitlere ve proteinlere göre karbonhidratlar ve şekerlerde düşük – diyet şekeri açısından zengin olan insanlara kıyasla depresyon geliştirme olasılığının yarısından daha azdı.

Nasıl çalışır? Mitosentrik bir perspektiften bakıldığında, ketojenik diyet üç şey yapar. Birincisi, karaciğer tarafından vücuttaki diğer organları besleyen verimli bir yakıt kaynağı tedarikine yol açar. Hızlı veya ketojenik bir diyet yerseniz, karaciğeriniz yağları aşk kollarınızdan veya yiyeceklerinizden alır ve onları keton gövdeleri adı verilen daha küçük bitlere ayırır. Bu işlem karaciğerin mitokondrisinin içinde gerçekleşir. İkincisi, kana girdikten sonra, keton cisimleri, bazıları beyin de dahil olmak üzere, keton cisimlerini glikoz, proteinler ve yağlar gibi diğer yakıtlara tercih eden organlara ulaşır. Böylece çeşitli yakıt kaynaklarının varlığında, beyin tercihen ketonları yakacaktır.

Üçüncü şey verimlilikle ilgili olabilir ve keton cisimlerinin neden beyin için tercih edilen yakıt olduğunu açıklayabilir. Glikoz, nöron mitokondriye ulaşmadan önce bir dizi engelden geçmelidir – astrositlerden detours, birkaç zardan geçer ve birkaç enzimatik reaksiyondan geçer. Buna karşılık, keton cisimleri doğrudan yakıldıkları nöronlardaki mitokondri tarafından alınır. Çok daha az kıvrımlı bir yol.

Böylece ketoz veya keton cisimlerinin yakılması, enerjinin mitokondri arasında doğrudan akmasını sağlayarak beyin üzerindeki etkilerini uygulayabilir. Kanınızdaki ketonlar, üretici ve tüketici mitokondrileri arasında bir iletişim akışı açar ve sosyalliklerini vücudunuzda teşvik eder.

OMitokondriyi dinamik enerji ve bilgi olarak görüyoruz işlemcilertamamen yeni bir yaşam perspektifi ortaya çıkıyor. Kendinizi bir şelale olarak düşünün. Şelale sadece su molekülleri aşağı akmaya devam ettikçe mevcuttur. Birkaç inert h’yi topladığınızda şelale hakkında çok şey öğrenirsiniz.₂O Moleküller Bir insanın genomlarını sıralayarak ne kadar sağlıklı olduğunu öğrendiğinizde: hiçbir şeye yakın.

Şelale sadece hareketinden, parçalarından anlaşılamaz. Ve akış durduğunda, daha fazla şelale yok. Şelale görünen ve kaybolan bir şey değildir. Bu bir işlem– Akan ve akmayı durduran bir işlem. Bir şelale gibi sen bir şey değilsin. Siz bir süreçsiniz – kesin olmak gerekirse enerjik bir süreç.

Temel olarak enerjik doğanızın iki ana etkisi vardır. Birincisi, dinamik bir süreç olarak değişmek zorunda olduğunuzdur. Vücudunuz sürekli olarak hücreleri döker, öldürür ve yapar. Zihniniz de değişir. Kişiliğiniz gibi zihninizin bazı kısımları nispeten istikrarlıdır. Ama sonra tekrar, bu da değişebilir – örneğin “hangry” olduğunuzda ve en iyi benliğinizden daha az olur. Bu, fikrinizi değiştiren bir enerji açığı.

Bazı ilaçlar fikrinizi önemli ölçüde değiştirebilir. Örneğin psychedelics, serotonin sistemine göre senkronize etmek insan beyni. Ayrıca benlik veya “ego” duygusunu çözerler. Beyin-enerji modellerini değiştirin, fikri değiştirin. O halde zihin aslında bir enerji paterni olabilir. Ayrıca, bir şekilde beyninizden akan enerji hisler bir şey gibi. Ontario’daki Wilfrid Laurier Üniversitesi’nden Nirosha Murugan olarak ve yakın zamanda bir makalede yer aldık, insanlar aşırı deneyimlemek için kablolanabilir rezistans Enerji akışına karşı. Buna karşılık, keyifli bir egzersiz oturumundan sonra veya uyarıcı bir proje üzerinde çalışırken meydana gelen sorunsuz akan enerji, İyi hissettiriyor. Enerji beyninize akmayı bıraktığında – örneğin kalbiniz durursa – bilinçli Farkındalık hızla kaybolur ve artık değilsiniz.

Bütün bunlar orijinal sorularım hakkında yararlı bir şey söylüyor mu? Şimdi cevaplarımız olduğundan şüpheleniyorum. Yaşam ve sağlığın anahtarı, aldığınız her nefesle enerjinin mitokondrinizden ne kadar kolay aktığı konusunda yatabilir. Bir dahaki sefere bu çekici şekerli muameleyi atladığınızda, bir yürüyüşe çıkın, spor salonuna çarpın veya önemsediğiniz biriyle zaman geçirmeye karar verin, mitokondrinizi desteklediğinizi bilin. Mitokondriyal kolektifinizden enerjinin akmasını sağlamak, sağlık ve anlamlı bir yaşamın anahtarı olabilir.