איך המיטוכונדריה מושפעת על ידי פעילות גופנית ותזונה

מהי מיטוכונדריה?

בחלל התא מופיעים מאות גופים מאורכים הנקראים מיטוכונדריה (מיוונית: מיטוס = חוט, כונדרוס = גרגר).
למיטוכונדריון צורת גליל מאורך כמעין בוטן, והוא גמיש ובעל כושר תנועה. יש לו שני קרומים: חיצוני ופנימי.
הקרום החיצוני הוא חלק לגמרי, וחדיר במיוחד. בין שני הקרומים ישנו חלל בין קרומי, המכיל נוזל שהרכבו דומה להרכב נוזל הציטופלסמה.
הקרום הפנימי מקופל בצורות שונות, לקיפולים דקים המכונים רכסים. יש בו נוזל שונה מהנוזל בחלל הבין קרומי, המכיל מאות אנזימים שונים הדרושים לנשימה תאית (נשימה ארובית).
המטרה העיקרית של המיטוכונדריה היא להפוך אנרגיה זמינה לתא, פעילות המתרחשת באמצעות נשימה תאית. זהו תהליך מטבולי בו מתקבלת אנרגיה שנאגרה בגלוקוז ובחומרים אורגניים אחרים על ידי שבירת הקשר הכימי, ובסופו של דבר מתקבל אדנוזין טריפוספט (ATP). כלומר המיטוכונדריה נחשבת גם לתחנת הכוח של התא, מפעל ליצור אנרגיה שצריך מזון וחמצן (נשימה).

המיטוכונדריה קשורה גם לניצול גלוקוז ושומן כמקור אנרגיה ולכן יש לה גם משמעות לגבי מחלות מטבוליות (סוכרת והשמנה).
אך לא רק. יש לה גם קשר למחלות הקשורות לניוון עצבי במוח (אלצהיימר, פרקינסון והנטיגטון) ולמעשה תפקודי המיטוכונדריה קשורים לכל המחלות הקשורות להזדקנות.

מיטוכונדריה – פעילות גופנית

בכל תא יש תהליך של ניקוי ומחזור של אברונים, שנקרא אוטופאגיה וזה חלק בלתי נפרד משמירה על תפקוד תקין של התא. במחקרים קודמים ראו שיש קשר בין פעילות גופנית לתהליך האוטופאגי וקיוו למצוא במנגנון זה רמזים לשמירה על בריאות התא ותפקודי המיטוכונדריה.
מחקר מפברואר 2020 שפורסם בג'ורנל הרפואי FASEB Journal נותן הארות חדשות לגבי תפקודי המיטוכונדרה ועל דרך לשמר את תפקודם ובריאותם, כאשר הם בחנו את ההשפעות של פעילות גופנית (כולל מאומצת) ותזונה שומנית.
ראשית הם ראו שאין באמת קשר בין תהליך אוטופאגי וליכולת של התא להסתגל למאמץ בזמן פעילות גופנית

כלומר הם ראו שלתא יש כושר הסתגלות גם למצבים קיצוניים והמיטוכונדריה ידעה לייצר בצורה טובה אנרגיה מאותה תזונה רוויה בשומנים והם גם ראו שפעילות גופנית עוזרת לתא לייצר אברוני מיטוכונדריה כאשר אחרים עברו תהליך אוטופאגי. כלומר גוף בריא יודע לאזן עצמו גם כשמופעל עליו עומס ולפעילות גופנית חשיבות גדולה באותו איזון.

תזונה רוויה בשומן לא פגעה ביכולת ההסתגלות של המיטוכונדריה.

החוקרים הגיעו למסקנה שפעילות גופנית היא דרך אחת וטובה לשיפור תפקודי התא והמיטוכונדריה וגם לשיפור המטבוליזם של סוכרים ושומנים, גם אם לא נצפית ירידה משמעותית במשקל. ולכן כדאי להתמיד!
לא משהו חדש אבל בהחלט מדגיש את החשיבות של תנועה באופן כללי על מרכיב קטן וקריטי עבור בריאות התא והגוף כולו…

פעילות גופנית – מיטוכונדריה – מחלות מטבוליות – כבד שומני

ברחבי העולם אחד מכל ארבעה אנשים סובל ממחלת כבד לא אלכוהולית (NAFLD), הנקראת גם מחלת כבד מטבולית. לנפגעים יש לעיתים קרובות סוכרת מסוג 2 וכן סיכון מוגבר לשחמת כבד ומחלות לב וכלי דם. בנוסף.
חוסר האיזון שבין ייצור אנרגיה לצריכת המזון נידון כדבר המוביל להצטברות שומן בכבד ולאורך זמן לפגיעה בתפקוד המיטוכונדריה, שניהם גורמי סיכון להתפתחות תנגודת לאינסולין בכבד ודלקת בכבד.

מחקר שפורסם בדצמבר 21 בג'ורנל Molecular Metabolism בחן את המכניזם שבעזרתו פעילות גופנית יכולה למנוע התפתחות של כבד שומני.
המחקר החדש של המרכז הגרמני לחקר סוכרת (DZD) ואוניברסיטת Tübingen מראים אילו התאמות מולקולריות, במיוחד של המיטוכונדריה של הכבד, ניתן לראות בתהליך זה.
במחקר האכילו עכברים בתזונה עתירת אנרגיה. חלק מהעכברים קיבלו גם אימון הליכון קבוע. לאחר ההתערבות בת שישה שבועות, החוקרים בדקו את הכבד והשרירים של החיות לאיתור שינויים בתעתיקי RNA (טרנסקיפטום), כלל החלבונים המתבטאים במיטוכונדריה (mitochondrial proteom), הרכב השומנים והתפקוד המיטוכונדריאלי.
התוצאות הראו כי האימון מווסת אנזימים חשובים של פירוק גלוקוז ופרוקטוז בכבד וכן את חילוף החומרים של פירובט (pyruvate) במיטוכונדריה.
(*** הפירובט מעורב גם ביצירת חומצות חלב, אחרי עומס בפעילות אנאירובית למשל).
בדרך זו, ניתן להפחית את העומס על תהליך הנשימה של המיטוכונדריה ועל סינתזת שומנים. כתוצאה מכך, פחות שומן מאוחסן בכבד – ושומנים ספציפיים כגון דיגליצריד, שרמות גבוהות שלו נקשרו למחלות מטבוליות של הכבד
(*** הדיגליצריד נמצא ברמות גבוהות במזונות מהחי וגם כתוסף מזון מעובד ממשפחת המתחלבים). יתרה מכך, נמצא שהפעילות הגופנית. הקלה על הלחץ המטבולי בכבד.

פעילות גופנית יכולה למנוע מחלת כבד שומני הנגרמת כתוצאה מתזונת יתר

החוקרים מסכמים שפעילות גופנית סדירה מווסתת מטרות רבות בו-זמנית של צמתים מרכזיים של מסלולים מטבוליים, השפעה שלא ניתן להשיג עם מונותרפיה (טיפול תרופתי יחידני), כלומר לפעילות גופנית השפעה כמו כמה תרופות ביחד מבחינת מנגנוני פעולה.
https://www.dzd-ev.de/en/latest/news/news/article/how-regular-exercise-can-protect-against-fatty-liver-associated-diseases/index.html

*** תוספת ינואר 23
על פי מחקר שפורסם ב
דצמבר 23 בכתב העת Metabolism, פעילות גופנית אירובית יכולה לעזור להילחם במחלת הכבד השומני.
החוקרת הראשית, פרופ' María Isabel Heràndez-Alvarez, מהפקולטה לביולוגיה של אוניברסיטת Barcelona, מציינת שאחד המאפיינים של מחלת הכבד השומני או שלב מתקדם יותר המלווה בדלקת (סטאטוהפטיטיס), הוא הריכוז הגבוה של טיפות שומנים או Lipid droplet (LD)) המצטברות בתאי הכבד. היא מוסיפה שהממצאים שלהם חשפו שפעילות גופנית אירובית/ פעילות גופנית מתונה לאורך זמן, מקטינה את גודל טיפות השומנים, ולכן, את חומרת המחלה.

כאשר אדם עוסק בפע"ג הגוף דורש ייצור אנרגיה, תהליך המוסדר ביחסים הפיזיים והתפקודיים בין LD למיטוכונדריה. האינטראקציה הזו, על פי María Isabel עשויה להתרחש באוכלוסיה ספציפית של מיטוכונדריה שנקראת peridroplet mitochondria (PDM). והיא כאמור חשובה מבחינה תפקודית להומאוסטזיס של חילוף החומרים.
המחקר גם מדגיש כי חלבון הממוקם בממברנה החיצונית של המיטוכונדריה, שנקרא mitofusin 2 (Mfn-2), ממלא תפקיד מכריע בתהליך זה, מכיוון שהוא משנה את התקשורת בין טיפות שומנים לאוכלוסיית המיטוכונדריה הספציפית.
נמצאה ירידה בתכולה הקשורה לחומצות שומן רוויות בממברנות המיטוכונדריאליות של הכבד אצל העכברים שעשו פעילות גופנית. זה מצביע על כך שנזילות הממברנה במיטוכונדריה עלתה. ובמקרה של העכברים ללא הגן Mfn-2, שנחשפו לפעילות גופנית, לא נמצא שינויי בסטורציה ובמטבוליזם של חומצות שומן. תוצאות שמראות שחלבון Mfn-2 לוקח חלק בוויסות הרכב חומצות השומן של ממברנות המיטוכונדריה בתגובה לפעילות גופנית.
https://web.ub.edu/en/web/actualitat/w/aerobic-exercise-can-help-fight-liver-diseases

תזונה – מערכת עיכול – מיטוכונדריה

מדי יום נולדים מאות מיליוני תאים חדשים במעי הדק, יותר מאשר בכל רקמת גוף אחרת. התאים נוצרים בבסיס Villi (בעברית מוריגים) – בליטות זעירות דמויות אצבע המגדילות את שטח הפנים של המעי פי 30.

התאים הללו נוצרים מתאי גזע המצויים בנקיקים שבין המוריגים. עד לא מזמן היתה סברה שלאחר שתאי גזע אלה מתמיינים לסוגי תאים שונים – למשל, אנטרוציטים (סוג התא הנפוץ ביותר בדופן הפנימית של המעי הדק) – תם תהליך התמיינותם. במחקר שפורסם בנובמבר 18 התברר שהם ממשיכים להתמיין בהתאם למיקומם על גבי הבליטות – כמו במפעל עם פסי ייצור שונים המותאמים להפליא לכל מיקום ומיקום. כך למשל ליד בסיס האצבעות מתפקדים התאים כ'שומרי סף' של מחסום המעי (מה עובר ומה לא).
גם ספיגת חומרי המזון השונים משתנה מתחנה לתחנה. 'שומרי הסף' למשל מתמחים בספיגת חומצות אמינו; האנטרוציטים בחלקם המרכזי של המוריגים מתמחים בספיגת גלוקוז, ובקצות האצבעות, מתמיינים האנטרוציטים לתת-סוג המתמחה בספיגת שומנים.
התאים שבקצות האצבעות מבצעים תפקיד חיוני נוסף: הם קולטים מחלל המעי מולקולות ATP המופרשות בכמויות גדולות על ידי החיידקים במעי, מה שמראה שהאנטרוציטים באזור זה מאזנים את תגובת המערכת החיסונית לחיידקי המעי.

אם כן אותו חלק שאחראי על ספיגת שומנים גם מווסת פעילות של חיידקי מעי, אז אולי יש כאן משהו מעבר שמסביר גם את החשיבות של שומנים בריאים.
שומן הוא מרכיב הכרחי בתזונה שלנו. שומנים מספקים לגוף אבני בניין חיוניות ומקלים על ספיגת ויטמינים חשובים לבריאות. למרות זאת חשוב לשמור על הומאוסטזיס שומני מאוזן, כלומר לא להגזים עם שומן כמו שקורה בתזונה המערבית שמעלה סיכון למחלות מטבוליות (סוכרת, השמנה, כבד שומני) מחלות כלי דם ולב.

במחקר שפורסם בדצמבר 23 בכתב העת Nature, צוות חוקרים בראשות פרופסור Manolis Pasparakis דיווח על מנגנון חדש המסדיר את העיבוד וההובלה של שומנים תזונתיים על ידי המעי.
החוקרים חקרו את תפקוד המיטוכונדריה באנטרוציטים. הם מצאו שהפרעה בתפקוד המיטוכונדריה במעיים של עכברים גרמה להצטברות חריגה של שומן בתזונה באנטרוציטים ולפגיעה באספקה של שומנים לאיברים ההיקפיים.
הממצא המרכזי במחקר היה שכאשר המיטוכונדריה לא תפקדה כראוי, אנטרוציטים הראו פגיעה באריזה ובהובלה של שומנים בצורה של כילומיקרונים (Chylomicrons), נשאים חיוניים של שומנים תזונתיים, ויצירתם והובלתם הנכונים חיוניים לספיגת חומרי ההזנה.
החוקרים מציינים שתגלית זו מסמנת קפיצת מדרגה משמעותית בהבנת התפקיד המכריע של המיטוכונדריה בהובלת שומנים בתזונה ובמטבוליזם. ממצאים אלו מספקים נקודות מבט חדשות להבנה טובה יותר של תסמיני מערכת העיכול בחולים הסובלים ממחלות הקשורות למיטוכונדריה (עייפות, חולשה, שבץ מטבולי, פרכוסים אפילפטיים, מחלות קרדיומטבוליות, בעיות גדילה, שמיעה, ראייה, מחלות כליה).
https://portal.uni-koeln.de/en/universitaet/aktuell/press-releases/single-news/wie-mitochondrien-die-verarbeitung-von-nahrungsfetten-beeinflussen

מוזמנים להזין דוא"ל למטה כדי להתעדכן ראשונים