клеток органы слабеют и становятся более уязвимыми к стрессу. Мозг уменьшается. Люди теряют мышечную массу. Сердце слабеет. Это явление также наблюдается у пациентов с хроническими психическими расстройствами. Как я уже упоминал, у пациентов со всеми психическими расстройствами были обнаружены признаки ускоренного старения организма.

Более важной причиной нарушения нормальной работы митохондрий я назову митохондриальную дисрегуляцию. Многие из факторов, влияющих на функцию митохондрий, поступают в клетку извне. К таковым относятся нейромедиаторы, гормоны, пептиды, воспалительные сигналы и даже такие вещества, как алкоголь. Да-да! Алкоголь оказывает влияние на функцию митохондрий. Я называю это дисрегуляцией, а не дисфункцией, потому что в некоторых случаях митохондрии работали просто прекрасно, однако окружающая их среда становилась слишком враждебной, тем самым вызывая проблемы.

Чрезвычайно важно определить, на каких именно функциях митохондрий следует сосредоточить внимание, однако исследования не дают однозначного ответа. Одни из них проводятся на митохондриях в живых клетках (in vivo), в то время как другие – на выделенных органеллах в пробирках (in vitro) (6).

Многие исследователи сосредоточились на производстве АТФ. Они могут измерить количество АТФ по отношению к АДФ в цитоплазме клетки и сделать предположения о том, насколько хорошо функционируют митохондрии. Суть подобного исследования простая: АТФ обеспечивает клетку энергией для работы. При пониженном уровне АТФ клетка уже не может эффективно выполнять свои функции. Кроме того, соотношение АТФ и АДФ также является важным сигналом внутри клеток. Оно влияет на многочисленные аспекты работы клетки, включая экспрессию генов. Снижение уровня АТФ было обнаружено при целом ряде заболеваний, включая шизофрению, биполярное расстройство, большое аффективное расстройство, алкоголизм, посттравматическое стрессовое расстройство, аутизм, ОКР, болезнь Альцгеймера, эпилепсию, сердечно-сосудистые заболевания, диабет второго типа и ожирение. Хотя у большинства людей ожирение и ассоциируется с переизбытком энергии в организме, многим клеткам организма у людей с лишним весом на самом деле не хватает АТФ из-за митохондриальной дисфункции (7).

Другие исследователи основательно изучали окислительный стресс. Как вы помните, этим термином описывается эффект от накопления РФК. Напомню, что митохондрии образуют РФК, однако они также способствуют избавлению от них с помощью антиоксидантов. Когда митохондрии не справляются со своими обязанностями, РФК накапливаются и могут причинить вред всей клетке, однако чаще всего страдают сами митохондрии, что приводит к порочному кругу обратной связи. Многочисленные исследования выявили повышенный уровень окислительного стресса практически при всех метаболических, неврологических и психических расстройствах, которые затрагивались в данной книге. Было показано, что чрезмерный окислительный стресс связан с повреждением клеток и ускоренным старением.

На сегодняшний день в изучении роли митохондрий в здоровье и болезни есть три основных недостатка.

1. Упор делается только на какую-то одну функцию. Большинство исследований сосредоточено только на одной функции или аспекте митохондрий, без учета всего их многообразия. Некоторые действия митохондрий могут быть нормальными, а другие – ненормальными. Кроме того, одни функции могут оказывать влияние на другие. Так, в исследованиях, которые рассматривают производство митохондриями АТФ, эта функция часто позиционируется как основная, если не единственная. Таким образом, любые неблагоприятные последствия в изучаемых клетках объясняются нарушением выработки АТФ. На самом же деле у митохондрий, которые вырабатывают недостаточно АТФ, могут также быть проблемы со слиянием друг с другом, чрезмерным выделением РФК или с регуляцией уровня кальция внутри клетки. Эти действия могут стать более значимыми предпосылками проблем, наблюдаемых учеными у клеток, даже если эти функции не были никак ими измерены. В некоторых случаях при нормальном производстве АТФ и нарушении других функций, исследователи могут сделать вывод, что митохондрии функционируют нормально, хотя на самом деле это не так.

2. Различия между клетками. На митохондрии влияют многочисленные факторы, как внутри, так и снаружи клетки. Количество и здоровье органелл может сильно отличаться в зависимости от конкретных клеток организма. Так, у некоторых клеток митохондрии могут быть полностью здоровыми и в изобилии, в то время как в других их может недоставать, либо они могут быть дефектными. Исследователям необходимо изучить конкретные клетки, чтобы понять, играют ли митохондрии в этих клетках какую-то роль в развитии болезней. Изучение здоровой иммунной клетки может не дать никакой информации о том, что происходит в неправильно функционирующей клетке мозга.

3. Влияние петель обратной связи. Вопрос о том, что появляется первым – курица или яйцо, – сбил с пути многих исследователей. Вызывает ли митохондриальная дисфункция болезнь? Или же болезнь приводит к дисфункции митохондрий? Может, митохондрии являются просто невинными свидетелями и жертвами какого-то другого разрушительного процесса?

Когда пытаешься разобраться в причинах и следствиях, быстро можно запутаться. У митохондриальной дисфункции может быть много причин. Равно как и последствий. Вскоре я к этому перейду. Смущает между тем то, что не только причины могут приводить к последствиям, но и последствия могут приводить к причинам. В подобных случаях мы имеем дело с так называемой петлей обратной связи. В случае с обменом веществ и митохондриями почти ни одна из функций не обходится без петли обратной связи.

Один из примеров – исследования болезни Альцгеймера. Известно, что в мозге страдающих этим заболеванием происходит накопление белков под названием бета-амилоиды. Эти белки стали главным предметом исследований болезни Альцгеймера. Мы знаем, что чем больше бета-амилоидов в мозге, тем выше вероятность развития болезни Альцгеймера. Вместе с тем нам также известно, что эти белки оказывают на митохондрии токсическое воздействие, вызывая их дисфункцию (8). Многие исследователи на этом остановились. Они решили, будто у них достаточно данных в пользу того, что митохондрии – лишь невинные свидетели разрушительного воздействия этих белков. Из-за чего же именно происходит накопление бета-амилоидов в мозге? Этого они не знают. Причина остается предметом поисков. Только вот ученые упустили из виду, что митохондриальная дисфункция вполне может быть причиной накопления этих бета-амилоидов. У нас имеются доказательства того, что она зарождается еще до того, как начинают накапливаться бета-амилоиды (9). Возможно, мы имеем дело с петлей положительной обратной связи. Митохондриальная дисфункция мешает нормальному обслуживанию клеток, что приводит к накоплению бета-амилоидов (белков, которые должны утилизироваться и перерабатываться). Накопление бета-амилоидов еще больше усиливает митохондриальную дисфункцию. В конечном счете эта петля обратной связи приводит к тому, что мы называем болезнью Альцгеймера.

К счастью, за последние 20 лет исследования существенно расширили рамки функции митохондрий.

Митохондриальная дисфункция или дисрегуляция связывают воедино все, что мы уже