Мы знаем, что митохондрии — органеллы размером около 1 микрометра, являющиеся частью большинства клеток, — играют в организме важную функцию: они занимаются синтезом энергии. За это митохондрии называют клеточными «электростанциями». Но последние исследования говорят о том, что, вероятнее всего, мы недооценивали их. Сейчас растет понимание, что без митохондрий также не могут обойтись процессы, связанные с регуляцией стресса. Это означает, что они могут стать ключом для понимания тревожных расстройств и депрессии, пишет Quanta Magazine. 

Эксперименты Кармен Сэнди, нейробиолога Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария), обнаружили аномалии в нейронах, активных во время тревожного поведения: их митохондрии работали не очень хорошо и производили подозрительно мало энергии. Это указало на связь между «электростанцией» клетки и вызванными стрессом симптомами. Другими словами, митохондрии оказывались не просто важными для физического состояния организма, но и ключевыми для психического здоровья. 

Это открытие шло вразрез с традиционными представлениями, но теперь ученые находят ему все больше подтверждений. Судя по полученным результатам, без митохондрий вообще невозможна реакция на стресс, так как они служат и медиаторами биохимических процессов, и теми целями, по которым стресс наносит удар. 

Связь с ментальным здоровьем 

В своей лаборатории Кармен Сэнди решила проверить, что будет, если заставить крыс конкурировать за социальную иерархию. Оказалось, что животные с меньшим уровнем тревожности чаще получали доминирующие позиции в группе. Когда Сэнди исследовала митохондрии крыс-лидеров, она обнаружила, что в одной из структур мозга — прилежащем ядре — органеллы функционировали лучше. Прилежащее ядро — зона, участвующая в формировании удовольствия, зависимости, агрессии, страха, а также мотивации и депрессии. 

Несколько лет спустя нейроиммунолог Мартин Пикар и исследователь стресса, нейроэндокринолог Брюс Макьюэн опубликовали метаанализ 23 исследований, посвященных митохондриям и тревожности. 19 из них указывали на «существенное негативное влияние психологического стресса на митохондрии», а 4 — на то, что из-за стресса меняется размер и функциональность клеточных «электростанций». 

Еще один обзор от исследователей из Института психиатрии Общества Макса Планка, вышедший в конце 2018 года, заключил, что митохондрии могут быть связующим звеном между стрессом, полученным животным в молодом возрасте, работой мозга и ментальным здоровьем. 

Социальная изоляция митохондрий 

Что именно происходит в митохондриях при стрессе, не до конца понятно, но у ученых есть предположения. Мартин Пикар считает, что митохондрии с помощью других органелл синтезируют кортизол в надпочечниках, перерабатывая холестерин. Затем кортизол путешествует в кровотоке, попадает внутрь клеток тела благодаря специализированным рецепторам и там активирует порядка 1000 генов, чтобы запустить известную реакцию «бей или беги», приводящую организм в состояние боевой готовности. 

Но параллельно рецепторы направляют часть кортизола и в митохондрии, находящиеся в клетках, чтобы процесс производства энергии тоже прибавил в эффективности. Получается, что сначала митохондрии в надпочечниках производят кортизол, а потом их сестры во всем остальном теле получают его вместе с сигналом, как надо себя вести. 

Адаптируясь к этим сигналам, органеллы могут менять форму и размер, расходиться или, наоборот, склеиваться друг с другом. Нарушение этих процессов слияния и разделения может привести к повреждению или даже смерти клетки. Пикар сравнивает это с социальной изоляцией: когда митохондрии не общаются, им становится хуже. 

В прошлом году ученые из США подтвердили — на этот раз на примере людей, а не крыс, — что при воздействии психологического стресса в крови резко (в 2–3 раза) возрастает количество коротких сегментов митохондриальной ДНК, «плавающих» вне клеток (причем у мужчин эффект был заметнее, чем у женщин). Такие фрагменты обычно оказываются в крови во время вредных физических воздействий — травм или болезни — но теперь существуют указания на то, что психологические стрессоры действуют так же. Результат один: крошево из митохондриальной ДНК. 

Как защитить митохондрии? 

По мнению ученых, пишет Quanta, интервенции, направленные на митохондрии, могут быть полезны для людей, подверженных стрессу, депрессии и тревожности. Эти интервенции можно разделить на два блока. 

Фармакологические. В частности, исследователи изучают гликопротеин рилина на предмет его возможного применения в качестве антидепрессанта. Вообще, рилин важен для формирования мозга во время фетального и послеродового развития. Но совсем недавно эксперименты с мышами показали, что введение рилина в гиппокамп (участвует в формировании эмоций) может дать эффект антидепрессанта (правда, пока только у самцов). 

Лаборатория Сэнди также продемонстрировала, что диазепам — препарат, применяемый в лечении тревоги и бессонницы, — усиливает митохондриальную функцию у крыс, а добавка ацетил-L-карнитин (способствует доставке жирных кислот в митохондрии для производства АТФ) смягчает депрессивные симптомы у животных. Ведутся и другие исследования препаратов, способных помочь митохондриям в их нелегком труде. 

Поведенческие. Пикар, впрочем, скептически относится к таким интервенциям. По мнению ученого, для среднего человека эффективнее будет внести коррективы в свой образ жизни. Например, взять в привычку физические упражнения. «Вероятно, это лучшее, что вы можете сделать для своих митохондрий», — говорит нейроиммунолог. 

Среди других способов помочь митохондриям — отказ от взаимодействия с токсинами, интервальное голодание, гигиена сна и прочие. 

Но в любом случае, подчеркивает исследователь митохондриального метаболизма Мэттью Хёрши, стресс — очень сложный процесс, который невозможно свести к одному механизму. Митохондрии очень важны для неврологических функций — нейроны требуют большого количества энергии. Но как именно стресс действует на них, до сих пор остается открытым вопросом. Честнее всего относиться к митохондриям как к одному из многих фрагментов большого пазла, объединяющего тревогу и психологический стресс.