КЛЕТОЧНОЕ ПИТАНИЕ И МИТОХОНДРИИ

Описание

ВНИМАНИЕ! Пожалуйста, очень внимательно, до конца и желательно несколько раз перечитайте данный раздел. Это касается НЕ только спортсменов.

Это касается ВСЕХ, кто чувствует и понимает, что сил и выносливости уже не с только , сколько было раньше. И благодаря этому материалу Вы сможете всё понять, вернуть силы, выносливость и восстановить жизненную энергию!

Для начала знакомьтесь: это одна из ста пятидесяти триллионов ваших клеток

Согласитесь, очень тонкий организм, требующий особого внимания, ухода и питания, чтобы обычное здоровая клетка не превратилась в онкологическую

Думаю не погрешу против истины, сказав, что ещё 10-12 лет назад о самом таком понятии как митохондрии в силовых видах спорта мало кто знал, тем более об их роли в силовых упражнениях. Да и о роли в любых ежедневных нагрузках обычных людей.

Селуянов Виктор Николаевич был первым учёным, досконально изучившим проблемы локальной мышечной выносливости и доказавшим её первостепенное значение в спорте. Ранее среди учёных превалирующим считалось развитие общей выносливости, которая определялась функциональными возможностями сердечно-сосудистой дыхательной и нервной системы. Профессор доказал, что эти системы крайне редко являются причиной утомления и что в основном работоспособность лимитирована самими мышцами, а именно количество в них митохондриальной массы.

Митохондрии – это клеточные органеллы. Так называют специализированные клеточные структуры размером с бактерию. Они найдены в большом количестве почти во всех эукариотических клетках. Эукариотические клетки – это клетки, содержащие клеточное ядро.  Впервые митохондрии были открыты в виде гранул в мышечных клетках в 1850 году.

Митохондрии часто называют энергетическими станциями клетки.  Они занимаются ресинтезом (то есть обратным восстановлением) молекул АТФ с помощью окислительного фосфорилирования. Всем известно, что АТФ – это универсальный источник энергии в клетках. Отдавая свой фосфатный остаток, АТФ превращается в АДФ с выделением энергии. Для этого и нужны митохондрии.  Они поглощают АДФ, кислород, пируват, жирные кислоты, глицерол, ионы водорода, и выделяют ресинтезированные молекулы АТФ, углекислый газ и воду. Гликоген и глюкоза не могут проникнуть митохондрию сквозь её мембрану. поэтому они ресинтезируют АТФ без участия микро митохондрий саркоплазме МВ образуя конечным продуктом распада пируват.

Пируват имеет две возможности для преобразования.

1- подойти к митохондриям, превратиться в ацетил – коэнзим – А, подвергнуться окислительному фосфолированию до образования углекислого газа, воды и молекул АТФ. Это метаболический путь: гликоген – пируват – митохондрия – углекислый газ и вода называют аэробным гликолизом.

2- с помощью фермента ЛДГМ (лактат дегидрогеназы мышечного типа) пируват превращается в молочную кислоту. Этот метаболический путь: гликоген – пируват – молочная кислота называется анаэробным гликолизом.

Молочная кислота состоит из аниона – отрицательно заряженной молекулы лактата и катиона – положительно заряженного иона водорода.  Лактат – крупная молекула. Она не может участвовать в химических реакциях без участия ферментов, поэтому НЕ может повредить клетке. Ион водорода – самый маленький атом, положительно заряженный, поэтому проникает в сложные структуры и приводит к существенным химическим разрушениям. Мембраны МВ не пускают в кровоток отдельные протоны и анионы, а впускают только нейтральные молекулы, поэтому кровь выйти ионы водорода выйти не могут, а может только молочная кислота.

Дорогие друзья, пусть многое из того что вы сейчас читаете, на данном этапе будет не совсем понятным, но это нужно для того, чтобы понимать, какие сложные окислительно-восстановительные химические и метаболические процессы ежесекундно происходят в организме, и что получается если не хватает хотя бы одного какого-то звена.

Жирные кислоты могут ресинтезировать АТФ только в митохондриях. Исходя из этого понятна крайняя важность большой митохондриальной массы в рабочих мышцах спортсменов циклических видов спорта.  Без наличия должного количества митохондрий пируват при работе требуемой интенсивности начнёт частично превращаться в лактат, А образующиеся  ионы водорода будут постепенно закислять мышцу, и в ней соответственно будет развиваться утомление.

Основная задача спортсменов силовых видов спорта – переделать свои Гликолитические (ГМВ) и Промежуточные (ПМВ) в Окислительные (ОМВ) мышечные волокна.  тогда они станут практически неутомимыми на той мощности которую им позволяют развивать их силовые способности.

Поэтому окислительные мышечные волокна не поддаются развитию в плане увеличения выносливости. А вот если их гипертрофировать, то есть если в мышечном волокне будут добавляться новые миофибриллы, вокруг новых миофибрилл будут появляться митохондрии, то тогда аэробные возможности будут расти.

А в чём ПОЛЬЗА митохондрий для спортсменов силовых видов спорта?  В том, что они могут поглощать ионы водорода в Гликолитических (ГМВ) и Промежуточных (ПМВ) мышечных волокнах. А это позволяет более длительно выполнять упражнения и быстрее восстанавливаться между подходами.  Даже в таких скоростно-силовых видах спорта как тяжёлая атлетика, когда отдых между подходами составляет 2-3-5 минут, возникает проблема с восстановлением мышц, они могут восстановиться только в том случае, если молочная кислота уходит в соседние мышечные волокна либо в тех же МВ (мышечных волокнах) попадает в митохондрии и превращается в воду

Митохондрии поглощают ионы водорода, но при их избытке просто лопаются. Поэтому продолжительные тяжёлые тренировки с сильным закислением не приводят к увеличению выносливости, а наоборот напрочь её убивают. Как часто нужно делать подобные тренировки? не реже трёх раз в неделю. Можно понемногу ежедневно. Новая митохондрия образуется за 4 дня. Период её полжизни 7-10 дней. За три недели без тренировок вся приобретённая выносливость падает. Если человек по вынужденным обстоятельствам долго находится без движения, например по болезни в постельном режиме или гипсе, то митохондрии уходят даже из ММВ после выздоровления (ММВ – это волокна красного цвета, что связано с повышенным количеством капилляров в мышечной ткани. Они растут довольно медленно, выполняют медленные и легкие сокращения). Они становятся медленными гликолитическими (т.е. с низким количеством митохондрий. Такой больной даже после выздоровления очень быстро быстро утомляется, сделал всего даже несколько шагов.

Организм устроен мудро и экономично если двигательные единицы задействованы постоянно то мы ощебриллы в них постоянно оплетены митохондриями и это Окислительные (ОМВ) мышечные волокна. Если в повседневной жизни они задействуются раз в неделю, а то и реже, то митохондрии в них практически нет и это Гликолитические (ГМВ) мышечные волокна.

Зачем содержать и питать ненужные органеллы? Но если образ жизни меняется на более интенсивный, то выносливость растёт очень быстро. Как было уже сказано, новые митохондрии образуются уже через 4 дня после тренировки. А если А через 2 месяца ежедневно тренировок достигают максимума своего развития.

Так вот если нет собственных митохондрий, то процессы выхода молочной кислоты в кровь или в соседние мышечные волокна достаточно длительны и спортсмен (или выздоравливающий) очень долго восстанавливается.

Поэтому правильно подготовленный спортсмен в штангист для того, чтобы показывать стабильные результаты, должен иметь своих гликолитических волокнах митохондрии.  Особенно это актуально на высшем спортивном уровне, когда в финале соревнования остаются два или один спортсмена, и выходят на свой следующий подход практически через три минуты.

Очень важный запас митохондрий во всех видах единоборств, армрестлинге, гиревом спорте, многоповторном жиме, кроссфите и пр.

Автор Андрей Антонов

ОВСЯНОЕ МОЛОЧКО (эндосперм овса) – это натуральный, созданный Самой Природой продукт, содержащий максимальное количество митохондрий и полного набора ВСЕХ веществ, необходимых для полноценного клеточного питания.

А самый яркий пример результатов и достижений подобного питания: Посмотрите на спортивных лошадей: лишнего жира нет, грациозные, мускулистые, сильные, выносливые, а питаются они именно овсом. Нужны ещё аргументы и доказательства? ). Просто включите это в свой рацион и

Ознакомиться с продуктом ОВСЯНОЕ МОЛОЧКО

страница откроется в новой вкладке

* * * * * *

Кому интересно дальше – ещё немного научных подробностей.

ФУНКЦИИИ МИТОХОНДРИЙ И ЭНЕРГООБРАЗОВАНИЕ.

Одной из основных функций митохондрий является синтез АТФ — универсальной формы химической энергии в любой живой клетке. Как и у прокариот, данная молекула может образовываться двумя путями: в результате субстратного фосфорилирования в жидкой фазе (например, при гликолизе) или в процессе мембранного фосфорилирования, связанного с использованием энергии трансмембранного электрохимического градиента протонов (ионов водорода). Митохондрии реализуют оба эти пути, первый из которых характерен для начальных процессов окисления субстрата и происходит в матриксе, а второй завершает процессы энергообразования и связан с кристами митохондрий. При этом своеобразие митохондрий как энергообразующих органелл эукариотической клетки определяет именно второй путь генерации АТФ, получивший название «хемиосмотического сопряжения». По сути это последовательное превращение химической энергии восстанавливающих эквивалентов НАДН в электрохимический протонный градиент ΔμН+ по обе стороны внутренней мембраны митохондрии, что приводит в действие мембранно-связанную АТФ-синтетазу и завершается образованием макроэргической связи в молекуле АТФ.

В целом весь процесс энергообразования в митохондриях может быть разбит на четыре основные стадии, первые две из которых протекают в матриксе, а две последние — на кристах митохондрий:
Превращение поступивших из цитоплазмы в митохондрию пирувата и жирных кислот в ацетил-СоА;
Окисление ацетил-СоА в цикле Кребса, ведущее к образованию НАДН+ и двух молекул СО2;
Перенос электронов с НАДН на кислород по дыхательной цепи с образованием Н2О;
Образование АТФ в результате деятельности мембранного АТФ-синтетазного комплекса.

Ещё в цитоплазме в серии из 10 отдельных ферментативных реакций гликолиза шестиуглеродная молекула глюкозы частично окисляется до двух трёхуглеродных молекул пирувата с образованием двух молекул АТФ. Затем пируват переносится из цитозоля через наружную и внутреннюю мембраны в матрикс, где первоначально декарбоксилируется и превращается в ацетил-СоА. Этот процесс катализируется крупным пируватдегидрогеназным комплексом, имеющим размер, сопоставимый с размером рибосомы, и состоящим из трёх ферментов, пяти коферментов и двух регуляторных белков. Точно так же жирные кислоты, полученные при расщеплении нерастворимых триглицеридов в цитоплазме, переносятся в митохондриальный матрикс в виде ацил-СоА-производных и подвергаются бета-окислению с образованием ацетил-СоА.
На следующем этапе, также протекающем в матриксе митохондрии, ацетил-СоА полностью окисляется в цикле Кребса. В его работе задействованы четыре отдельных фермента, за каждый цикл обеспечивающие распад ацетил-СоА на два атома углерода, в виде СО2. Этот процесс обеспечивает образование одной молекулы ГТФ, а также НАДН — высокоэнергетического промежуточного соединения, которое легко отдаёт электроны в цепь переноса электронов на кристах митохондрий.

Дальнейшие процессы энергообразования в митохондрии происходят на её кристах и связаны с переносом электронов от НАДН к кислороду. В соответствии с тем, что потребление кислорода в качестве окислителя обычно называют «внутриклеточным дыханием», электронно-транспортную цепь ферментов, осуществляющих последовательный перенос электронов от НАДН к кислороду, часто называют «дыхательной цепью». При этом трансформация энергии окисления осуществляется ферментами, расположенными на кристах митохондрий и осуществляющими векторный (направленный по отношению к сторонам мембраны) перенос протонов водорода из матрикса митохондрии в межмембранное пространство. В этом состоит принципиальное отличие работы оксидоредуктаз дыхательной цепи от функционирования ферментов, катализирующих реакции в гомогенном (изотропном) растворе, где вопрос о направлении реакции в пространстве не имеет смысла.

Весь процесс переноса электрона по дыхательной цепи может быть разбит на три стадии, каждая из которых катализируется отдельным трансмембранным липопротеидным комплексом (I, III и IV), встроенным в мембрану кристы митохондрии. В состав каждого из названных комплексов входят следующие компоненты:
Большой олигомерный фермент, катализирующий перенос электронов;
Небелковые органические (простетические) группы, принимающие и высвобождающие электроны;
Белки, обеспечивающие движение электронов.

Каждый из этих комплексов осуществляет перенос электронов от донора к акцептору по градиенту редокс-потенциала через ряд последовательно функционирующих переносчиков. В качестве последних в дыхательной цепи митохондрий функционируют мигрирующие в плоскости мембраны жирорастворимые молекулы убихинона, а также небольшие (молекулярная масса 13 кДа) водорастворимые белки, содержащие ковалентно связанный гем и называемые «цитохромами с». При этом три из пяти компонентов, составляющих дыхательную цепь, работают так, что перенос электронов сопровождается переносом протонов через мембрану крист митохондрий в направлении из матрикса в межмембранное пространство.

Дыхательная цепь начинается с комплекса I (НАДН-убихинон-оксидоредуктаза), состоящего как минимум из 26 полипептидных цепей и имеющего молекулярную массу около 850 кДа. Функциональная активность этого комплекса определяется тем, что он содержит в своём составе более 20 атомов железа, упакованных в ячейки из атомов серы, а также флавин (флавинмононуклеотид — производное витамина рибофлавина). Комплекс I катализирует окисление НАДН, отщепляя от него два электрона, которые после «путешествия» по окислительно-восстановительным компонентам комплекса I попадают на молекулу-переносчик, в качестве которой выступает убихинон (Q). Последний способен ступенчато восстанавливаться, принимая на себя по два электрона и протона и, таким образом, превращаясь в восстановленную форму — убихинол (QH2).

Энергетический потенциал (запас энергии) в молекуле убихинола существенно ниже, чем в молекуле НАДН, а разница в подобной энергии временно запасается в виде электрохимического протонного градиента. Последний возникает в результате того, что перенос электронов по простетическим группам комплекса I, ведущий к снижению энергетического потенциала электронов, сопровождается трансмембранным переносом двух протонов из матрикса в межмембранное пространство митохондрии.
Восстановленный убихинол мигрирует в плоскости мембраны, где достигает второго фермента дыхательной цепи — комплекса III (цитохром bc1). Последний представляет собой димер с молекулярной массой более 300 кДа, сформированный из восьми полипептидных цепей и содержащий атомы железа как в виде железосерных центров, так и в виде комплексов с гемами b(I), b(II) и c1 — сложными гетероциклическими молекулами с четырьмя атомами азота, расположенными по углам металлосвязывающего квадрата. Комплекс III катализирует реакцию окисления двух убихинолов до убихинонов, восстанавливая две молекулы цитохрома c (гемсодержащий переносчик, находящегося в межмембранном пространстве). Отщепляющиеся при этом от убихинолов четыре протона освобождаются в межмембранное пространство, продолжая формирование электрохимического градиента.

Последняя стадия катализируется комплексом IV (цитохром c-оксидаза) с молекулярной массой около 200 кДа, состоящим из 10-13 полипептидных цепей и, помимо двух различных гемов, включающим также несколько атомов меди, прочно связанных с белками. При этом электроны, отбираемые у восстановленного цитохрома c, пройдя по атомам железа и меди в составе комплекса IV, попадают на связанный в активном центре этого фермента кислород, что приводит к образованию воды.
Таким образом, суммарная реакция, катализируемая ферментами дыхательной цепи, состоит в окислении НАДН кислородом с образованием воды. По сути этот процесс заключается в ступенчатом переносе электронов между атомами металлов, присутствующих в простетических группах белковых комплексов дыхательной цепи, где каждый последующий комплекс обладает более высоким сродством к электрону, чем предыдущий. При этом сами электроны передаются по цепи до тех пор, пока не соединятся с молекулярным кислородом, обладающим наибольшим сродством к электронам. Освобождаемая же при этом энергия запасается в виде электрохимического (протонного) градиента по обе стороны внутренней мембраны митохондрий. При этом считается, что в процессе транспорта по дыхательной цепи пары электронов перекачивается от трёх до шести протонов.

Завершающим этапом функционирования митохондрии является генерация АТФ, осуществляемая встроенным во внутреннюю мембрану специальным макромолекулярным комплексом с молекулярной массой 500 кДа. Этот комплекс, называемый АТФ-синтазой, как раз и катализирует синтез АТФ путём конверсии энергии трансмембранного электрохимического градиента протонов водорода в энергию макроэргической связи молекулы АТФ.

Источник: Википедия

Что скрывают ваши митохондрии?
Доктор Дзидзария о старении и хронических болезнях

Вернуться в раздел ЗАМЕТКИ О ЗДОРОВЬЕ