2.2 Mitokondrium – urmor nummer to
Samarbeidet mellom urcellen og cyanobakterien den omsluttet var fundamentalt, men ikke så unikt som man skulle tro. For det finnes et annet like viktig samarbeid hvis resultat allerede er omtalt i foregående poster. Mitokondriene som finnes i nesten alle våre celler, var også en gang en egen organisme som ble omsluttet av en vert. Og i stedet for å bli spist, ble det starten på et vakkert vennskap. Det er mitokondriene i våre celler som lager ATP fra maten vi spiser. Kropper, inkludert deres bevissthet, tanker og emosjoner drives av energi. Som dyr kan vi ikke få energi fra sola, men må i stedet få den fra mat. Og vi får kun energi fra fire stoffer i maten; karbohydrater, fett, proteiner og alkohol. Ingenting annet kan drive våre prosesser, verken luft, sol, eller kjærlighet.
Mitokondrier har også eget DNA. Vi arver vårt mitokondrielle DNA kun fra vår mor. Det betyr at det har vært en direkte linje fra urmoren som var denne cellen, via et ufattelig antall mødre gjennom hele jordas evolusjon, helt frem til din mor. Når våre kropper blir oppvarmet utenifra, for eksempel fra sola, trenger vi ikke bruke så mye energi fra mat til å varme oss opp. De som klipper sauer vet at når suen mister ulla, fryser de mer og må produsere mer varme inni kroppen. Da trenger de også mer mat som kroppen kan brenne. Slik er det også med mennesker. Energien i maten blir brukt til to prosesser i kroppen; til å lade opp ATP eller til å skape varme. Jo mer vi fryser og jo mer varme vi må produsere, jo mer mat må forbrennes. Alle oss som ikke er planter, må bruke oksygen til å brenne næringsstoffer i mitokondriene våre på samme måte som vi lager varmeenergi ved å brenne en vedkubbe i ovnen. Det er kanskje ikke overraskende at funksjonen til mitokondriene på en helt grunnleggende måte påvirker funksjonen til hele økosystemet som er kroppen, både fysisk og psykisk.
Her passer det med en digresjon. Cyanid er svært giftig. Mange planter produserer cyanid for å beskytte seg mot å bli spist. Mandler, aprikos, epler, fersken og cassava er alle eksempler på cyanidproduserende planter. Nå har vi klart å avle på mandler for å få frem en type som ikke lenger produserer cyanid slik den gjør naturlig, men det vi kaller bitre mandler produserer fortsatt denne giften. Cyanid virker gjennom å hindre en av prosessene i mitokondriene som må til for at de kan lage ATP. Dermed mister kroppen tilgang på energien som skal drive alle dens prosesser og de vevene som er mest avhengig av forbrenning, slik som hjertet, får ikke energien de trenger. Eksemplet viser hvor avhengig kropper er av å kunne produsere store mengder ATP hele tiden.
Nå skal det sies at det ikke bare er i mitokondriene ATP kan lades opp for så å kunne drive alle kroppens prosesser, alt i fra bevegelser til bekymringer. Vi kan lade opp ATP på to andre måter også, men de er ikke forbrenning. Ute i cellevæsken (kalt cytosol) kan glykogen (som er lange kjeder med glukosemolekyler) bytes ned til glukose og dermed brytes ned enda mer på en måte som frigjør kjemisk energi nok til å bygge opp ATP. Siden denne prosessen i cellevæsken ikke bruker oksygen, er den ikke forbrenning. Den er heller ikke særlig effektiv med tanke på hvor mange ATP molekyler som kan lades opp sammenlignet med forbrenning i mitokondriene (2 molekyler ATP per molekyl glukose som brytes ned, sammenlignet med 36 om molekylet forbrennes i mitokondriene). Denne prosessen er veldig hurtig og kan lage ATP svært fort. Men prosessen er litt som når vi forsøker å brenne noe i et ildsted med dårlig trekk, og i stedet for at veden brenner fullstendig opp, gløder den litt og forkulles. Dette er ikke effektivt fordi det fortsatt er mye energi igjen i kullet. Det vet vi jo fra grillsesongen hvor vi bruker kull til å varme maten vår (da med god trekk). Også i denne celleprosessen vi kaller glykolyse, dannes det et reststoff som fortsatt inneholder mye energi og vi kaller det laktat eller melkesyre.
Kroppen lager melkesyre hele tiden, ikke bare om vi driver med voldsom aktivitet og man blir i motsetning til hva mange tror ikke stiv av melkesyre. Det er bare en skikkelig seiglivet myte. Men når vi opplever stivhet i musklene ved voldsom aktivitet, er det på samme tidspunkt hvor det også er mye melkesyre i musklene. Melkesyren ble derfor tidligere urettmessig dømt fordi den var på åstedet. Her må det sies at det strengt tatt ikke er melkesyre vi snakker om, men stoffet laktat som dannes fra melkesyre. Og laktat er ikke en syre. Grunnen til at det er mye melkesyre i musklene etter anstrengende muskelarbeid, er fordi vi har gjort mange sammentrekninger med høy intensitet. Det betyr at vi har laget mye ATP, for det er ATP som gjør at musklene kan trekke seg sammen. Når vi stiller store krav til ATP-produksjon får vi mer ATP fra alle prosesser som kan lage ATP. Laktat kan også forbrennes i mitokondriene og dermed skape ATP, akkurat som kullet som kan brennes. Om gjør vi store bevegelser med høy intensitet lager vi mer laktat og selv om vi også hele tiden bryter laktat ned igjen, vil vi da produsere mer enn vi bryter ned og nivået i musklene øker. Så fort vi reduserer aktivitsnivået blir laktatet brutt ned som et viktig drivstoff.
Laktat er faktisk både et svært viktig drivstoff, blant annet for hjernens mange celler, og det er et viktig signalmolekyl. Men noen ganger, om ting går skikkelig galt, produserer noen av kroppens celler alt for mye laktat. Det kan skje om man får kreft. Et kjennetegn med de fleste kreftformer er at de gjør at mitokondriene blir dårlige og ødelagt og det gjør at kreftcellene må lage sin ATP fra nedbrytning av glukose i cellevæska i stedet for fra forbrenning. Dette er anaerob (uten luft) produksjon av ATP, og kalles ofte fermentering i dagligtale. Det er den samme prosessen vi bruker når vi brygger øl, fermenterer surkål eller lager yoghurt (melkesyrebakteriene må lage sin ATP uten oksygen og produserer dermed melkesyre når de bryter ned sukker, noe som gjør yoghurten sur).
Kreftceller med ødelagte mitokondrier må lage sin ATP gjennom fermentering (kjent som Warburg effekten) og det har gitt oss en mulighet for å oppdage kreftceller ved bruk av sukker. En måte å påvise kreftsvulster på, er nemlig at pasienter drikker en drikk med radioaktivt merket sukker. Så legges de i en PET skanner. På bildene fra PET skanneren kan man se tydelige ansamlinger av det radioaktivt merkede sukkeret og det betyr at der er det kreft. Kreftceller suger til seg sukkeret de trenger for å vokse og er helt avhengig av sukker. Det faktum har gjort at man blant annet har brukt faste og kosthold uten karbohydrater (nesten alle karbohydrater brytes ned til glukose som fraktes i blodet og kan brukes av kreftceller) i bekjempelse og forebygging av kreft (Haskins et al., 2021). Kreftsykdommer er også livsstilssykdommer akkurat som overvekt og hjerte- og karsykdom og var så godt som ikke-eksisterende hos mennesker som levde som jegere og sankere. At det er vanlig nå, betyr at noe ved vår livsstil ikke er bra for oss. Det er resonnementet bak alle livsstilssykdommer.
I denne sammenhengen er faste interessant. Menneskekropper er mest sannsynlig tilpasset et behov for fasteperioder innimellom. Perioder der vi ikke spiser mat. Om de må være på en dag eller lengre eller bare dreier seg om at det går lang tid fra siste måltid en dag til første måltid neste dag, er noe usikkert. Forskning tyder dog på helt spesielle helsefremmende effekter etter lengre faste som varer noen dager. Og en grunn til at faste har en gunstig effekt på vår helse er hva den gjør med mitokondriene våre (Zhao et al., 2022). Mitokondriene våre kan som nevnt bli dårlige og ødelagte og da er det svært viktig at kroppen ødelegger og fjerner dem før det går skikkelig galt. Vi er hele tiden i en tilstand av oppbygning og nedbrytning og vi har mange forskjellige grener av det vi kan kalle et renovasjonsvesen i kroppen. Blant annet lysosomer som har i oppgave å bryte ned ødelagte strukturer i cellene. Om vi går litt lengre perioder uten å spise, vil kroppen registrere det som næringsstoffmangel og når vi får i oss lite byggesteiner for å bygge opp cellene, må vi bli flinkere til å gjenbruke det vi allerede har. Og det er det som skjer ved faste. Vi blir blant annet flinkere til å spise av oss selv, en prosess som kalles autofagi på fagspråket. Og det som blir spist opp og gjenbrukt først er det som fungerer dårlig. Slik som dårlige mitokondrier. Innen medisinen kaller man dårlige mitokondrier for mitokondriell dysfunksjon og dette er sentralt i mange av de store livsstilssykdommene slik som overvekt, diabetes type 2 og kreft. Og siden alt ved oss er fysiologisk, vil dårlige mitokondrier også påvirke det mentale. Mitokondriell dysfunksjon er også en av mekanismene ved depresjon (Bansal & Kuhad, 2016) som også er en moderne livsstilsykdom. Vi trenger friske mitokondrier og vi kan med andre ord gjennom vår livsstil bidra til å ta vare på denne lille organellen hvis urmor en gang var en helt egen organisme. Og selv om vi er avhengig av oksygen, kommer det å drive en kropp på forbrenning med konsekvenser for blant annet vår livsstil.
På den ene siden av livet står trær og planter og puster ut og på den andre står dyrelivet, oss inkludert, og puster inn. Pusten er hos begge knyttet til å lage energi til å drive kroppene våre og det er de samme gassene vi deler og som knytter oss ubønnhørlig sammen til jordas åndedrett. Vi puster for å skape energi til å sette sammen et nesten uendelig antall kjemiske stoffer for å bygge opp komplekse kropper og for å drive vår kontemplasjon over egen kompleksitet. Til syvende og sist kommer all energien som brukes fra solen, og energi er det som må til for å skape orden av uorden. En kropp er, til tross for hvor kompleks og rotete den kan virke, langt mer ordnet enn om alle atomene den var satt sammen av bare eksisterte i en slags suppe.
Litteratur
Bansal, Y., & Kuhad, A. (2016). Mitochondrial Dysfunction in Depression. Current Neuropharmacology, 14(6), 610-618. https://doi.org/10.2174/1570159×14666160229114755
Haskins, C., Cohen, J., Kotecha, R., & Kaiser, A. (2021). Low Carbohydrate Diets in Cancer Therapeutics: Current Evidence. Front Nutr, 8, 662952. https://doi.org/10.3389/fnut.2021.662952
Zhao, Y., Jia, M., Chen, W., & Liu, Z. (2022). The neuroprotective effects of intermittent fasting on brain aging and neurodegenerative diseases via regulating mitochondrial function. Free Radical Biology and Medicine, 182, 206-218. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2022.02.021
Pål Jåbekk 
Legg igjen en kommentar