Хранителни, енергийни и митохондриални заболявания

Хосе Антонио Енрикес. Фондация "Национален център за сърдечно-съдови изследвания" на Карлос III. CNIC

Ако случайно имаме хобито да приготвяме собствен кефир у дома, можем да отгледаме онази маса, подобна на карфиол, която ще имаме много трудности да определим каква е, но която можем да отрежем и подарим, за да може семейството или приятелите да се хранят го с мляко и се насладете на собствената си и вкусна кисела ферментирала. На микроскопично ниво кефирът е общност от клетки от два вида, бактерии от типа Lactobacillus acidophilus и дрожди Saccharomyces kefir, които живеят съвместно, образувайки полезна общност или симбиоза и за двете. Тази общност седи на полизахаридна матрица, наречена кефиран, и всичко това съставлява карфиола в снимката. Всички живи същества са изградени от клетки, които живеят изолирано или подобно на кефира в повече или по-малко организирани общности, наречени многоклетъчни организми. Растенията и животните, включително и нас, са многоклетъчни организми, като клетките са единици на живота. Всеки един, макар и да не правим разлика между тях, трябва да се храни индивидуално и всеки има способността да използва храната и кислорода, които идват при тях, за да го изгори буквално по контролиран начин и да освободи съдържащата се в него енергия, за да запази собствените си функции активен.

Това, което всички разбираме като храна, храносмилане и дишане на нивото на цялостния организъм, се състои от фрагментацията и подготовката на хранителните вещества, за да стане възможно тяхното разпределение чрез кръвта до всяка от клетките на нашето тяло, но в този процес не се генерира енергия по-скоро се консумира енергия. Именно във всяка една от клетките се случва истинската трансформация на хранителните вещества, за да се освободи енергията, която притежават. Ако хранителните запаси са в изобилие, част от хранителните вещества се трансформират и съхраняват в големи молекули захар (гликоген) или мазнини (триглицериди), за да се използват на гладно.

Храната съхранява енергия.

Вътре в клетките ни хранителните вещества, от които може да се извлече енергия, главно захари или мастни киселини, се фрагментират на по-малки молекули. По този начин захарта, глюкозата, която е молекула, съставена от 6 въглеродни атома, се разпада наполовина, давайки две молекули с 3 въглеродни атома. От химическа гледна точка фрагментирането на молекула предполага разкъсване на връзките между някои от нейните атоми и този процес освобождава енергия. За да може енергията, освободена от тази фрагментация, да бъде използваема, тя се „пакетира“ в два основни типа контейнери за молекулярна енергия: 1) АТФ: контейнер за директна употреба, тъй като по този начин е използваем от клетъчните процеси; 2) NADH и FADH2: по-малко използваеми директно контейнери, които могат да бъдат допълнително обработени, за да станат и АТФ, ние ги наричаме електронни „опаковки“.

Впоследствие, в същите митохондрии, трансферът на енергия от контейнерите NADH или FADH2 към използваемия енергиен контейнер ATP също се осъществява по контролиран начин. Процесът, който извършва този трансфер, се нарича окислително фосфорилиране и ако той не функционира правилно, клетката енергично ще се срути и ще умре. Изследването на окислителното фосфорилиране, един от най-старите и най-важни клетъчни процеси за живота на клетките, е белязано с приноси, достойни за Нобеловата награда: през 1929 г. за Артър Хардън, през 1953 г. за Фриц Алберт Липман, през 1978 г. за Питър Д. Мичъл и през 1997 г. Джон Е. Уокър и Пол Д. Бойер.