buněčná energie

Buněčná energie - přírodní látky pro obnovu ATP, díl 3.

Mnoho lidí se potýká se sníženými hladinami energie. Často se proto uchylují k užívání kofeinu nebo jiných stimulačních látek, které však únavu pouze maskují a na produkci energie nemají v podstatě žádný vliv. Naštěstí existují také doplňky, které mohou podporovat produkci a obnovu buněčné energie ve formě ATP. Na nejzajímavější z nich se podíváme níže.

Buněčná energie - přírodní látky pro obnovu ATP, díl 3.

Koenzym Q10

Koenzym Q10 (CoQ10) je klíčovým kofaktorem a součástí mitochondriálního elektronového transportního řetězce a jedním z nejpoužívanějších přírodních doplňků. Ve své redukované formě je také silným antioxidantem a může ovlivňovat expresi některých genů zapojených do buněčné signalizace, metabolismu a transportu. Hlavní úlohou CoQ10 je však jeho účast na přenosu elektronů podél četných komplexů mitochondriálního elektronového transportního řetězce. Klinicky se používá v dávkách až 1200 mg denně, ale většina dostupných studií pracovala s nižšími dávkami.

CoQ10 je důležitou součástí mitochondriálního systému oxidativní fosforylace. Více než deset kvalitních studií ukázalo, že suplementace této antioxidační sloučeniny podobné vitaminu vede u jedinců se sníženou hladinou CoQ10 ke zvýšení produkce energie a snížení únavy. Nejdramatičtější výsledky byly zaznamenány u jedinců s degenerativními onemocněními.

Ve studiích zaměřených na léčbu Alzheimerovy choroby se ukázalo, že podávání CoQ10 může významně zpomalovat atrofii mozku. Ve čtyřměsíční klinické studii na přibližně 100 pacientech s Alzheimerovou chorobou, kteří užívali perorální směs vitaminů E, C, CoQ10 a kyseliny α-lipoové, se u skupiny, která dostávala suplementaci, projevilo významné snížení markerů oxidačního stresu a následného poškození DNA.

Osoby s Parkinsonovou chorobou mají výrazně zvýšené markery oxidačního stresu a poškození v mozku. Při podávání CoQ10 bylo pozorováno snížení těchto markerů.

Byly také zkoumány účinky perorálního podávání CoQ10 během fyzického cvičení. V zaslepené, zkřížené studii dostávalo 17 zdravých účastníků po dobu 8 dnů CoQ10 nebo placebo a jejich výkon byl poté dvakrát hodnocen při fixní zátěži na bicyklovém ergometru po dobu 2 hodin, přičemž mezi testy byl 4hodinový odpočinek. Účastníci užívající CoQ10 byli ve srovnání se skupinou užívající placebo schopni dosáhnout vyšších pracovních výkonů, měli menší pocit únavy a jejich potřeba regenerace byla nižší. [1]

D-ribóza

D-ribóza je přirozeně se vyskytující monosacharid, který se nachází zejména v mitochondriích. Jednou z jeho hlavních rolí je pomáhat při tvorbě ATP. D-ribóza se často používá ke zlepšení sportovního výkonu a ke snížení příznaků únavy, křečí, bolesti svalů a ztuhlosti po cvičení.

Pokud nejsou pro tvorbu energie k dispozici ATP, ADP (adenosindifosfát) ani AMP (adenosinmonofosfát), potřebuje tělo pro zvýšení hladiny energie doplňkový zdroj. Jednou z možností je doplnění D-ribózy, která zlepšuje obnovu hladiny ATP a podporuje vitalitu buněk.

Kardiovaskulární onemocnění, zejména ischemie myokardu, souvisí s nižšími hladinami buněčné energie. V jedné studii vedlo užívání 2,5 g D-ribózy spolu s kreatinem a vitaminy B1 a B6 po dobu přibližně 6 měsíců ke zlepšení tolerance zátěže u osob s ischemickou chorobou srdeční. Jiná studie zjistila, že samotná D-ribóza rovněž napomohla ke zlepšení tolerance stresu u osob s ischémií myokardu. V další studii bylo zjištěno, že suplementace D-ribózou má příznivý vliv na diastolickou funkci i kvalitu života osob s městnavým srdečním selháním. [2, 3, 4]

Suplementace D-ribózou může také pomoci při únavě, zejména u pacientů s chronickým únavovým syndromem a fibromyalgií. V otevřené pilotní studii pacienti s fibromyalgií a/nebo chronickým únavovým syndromem užívali třikrát denně 5 g D-ribózy. Většina účastníků pocítila po suplementaci zlepšení a došlo ke statisticky významnému zlepšení subjektivních měření úrovně energie, spánku, duševní jasnosti, bolesti a celkové pohody. [5]

U zdravých jedinců může suplementace D-ribózou také pomoci podpořit obnovu snížené hladiny ATP v důsledku stresu, a tím potenciálně zvýšit výkonnost a regeneraci při cvičení. Tento doplněk stravy může také u zdravých osob po intenzivním tréninku zvýšit resyntézu ATP a rychleji tak vrátit jeho hladinu na úroveň před cvičením. [6]

D-ribóza hraje důležitou roli při produkci energie. Ačkoli ji tělo dokáže syntetizovat, tak v situacích, kdy je hladina ATP snížená (např. po cvičení nebo při chronických chorobných stavech), bylo zjištěno, že poskytování substrátu D-ribózy zvyšuje produkci ATP. To může pomoci redukovat některé projevy snížené hladiny ATP a mitochondriální dysfunkce.

Kokosový olej / MCT

Až 65 % kokosového oleje tvoří mastné kyseliny se středně dlouhým řetězcem (MCT). Tyto mastné kyseliny se označují počtem molekul uhlíku v řetězci od 6 do 12.

Nejdelší uhlíkový řetězec má kyselina laurová (C-12), která má 12 molekul uhlíku a v trávicím systému se chová spíše jako mastná kyselina s dlouhým řetězcem. Rychle se však dostává do jater, kde se přeměňuje na ketony. A neukládá se v tukové tkáni jako jiné tuky v potravě.

Kyselina kaprylová (C-8) a kyselina kaprinová (C-10) obcházejí váš lymfatický systém a putují přímo do jater, kde se přemění na ketony. Tyto ketolátky pak putují po celém těle jako alternativní zdroj paliva pro syntézu ATP v mitochondriích.

Mastné kyseliny nemohou překonat hematoencefalickou bariéru. Výzkum však ukázal, že kyselina kaprylová (C-8), pokud není v játrech přeměněna na ketony, může projít do mozku. Využívají ji gliové buňky k tvorbě ketolátek v buňkách mozku.

Kokosový olej má tedy následující účinky:

Energie těla i mozku

Triglyceridy se středně dlouhým řetězcem (MCT) obsažené v kokosovém oleji obcházejí běžný trávicí systém a putují přímo do jater, kde se přeměňují na ketony. Ketony jsou přenášeny do celého těla včetně mozku, kde se využívají v cyklu kyseliny citronové k výrobě adenosintrifosfátu (ATP). ATP vytvořený v mitochondriích zlepšuje bdělost, poznávání, paměť a náladu.

Antistresový účinek

Výzkum prokázal, že triglyceridy se středně dlouhým řetězcem obsažené v kokosovém oleji pomáhají zvyšovat hladinu antioxidantů v mozku. Zvyšují hladinu serotoninu a zajišťují antistresový účinek.

Neuroprotektivum

Kokosový olej snižuje mitochondriální dysfunkci, která může být způsobena plaky amyloidu-β, jež se podílejí na vzniku Alzheimerovy choroby. U pacientů s epilepsií rezistentní na léky bylo zjištěno, že ketony dodávané kokosovým olejem mohou pomoci snížit frekvenci záchvatů. [7, 8, 9]

Kyselina jablečná (malát)

Kyselina jablečná může pocházet z potravinových zdrojů nebo je syntetizována přímo v těle. Je zapojena do Krebsova cyklu a je tak důležitou složkou pro produkci a obnovu buněčné energie. Má přímý vliv na produkci energie za aerobních i anaerobních podmínek.

Vzhledem k souvislosti poklesu hladiny kyseliny jablečné a vyčerpání energie během cvičení může být suplementace malátu prospěšná jak pro zdravé jedince, kteří mají zájem maximalizovat produkci energie, tak pro osoby trpící chronickými onemocněními, jako fibromyalgie. U potkanů bylo zjištěno, že po vysoce intenzivní fyzické aktivitě dochází k vyčerpání pouze tkáňového malátu, zatímco ostatní klíčové metabolity z Krebsova cyklu potřebné pro produkci energie zůstávají beze změny. Z tohoto důvodu se předpokládá, že nedostatek kyseliny jablečné je hlavní příčinou fyzického vyčerpání. Bylo prokázáno, že podávání kyseliny jablečné potkanům zvyšuje hladinu malátu v mitochondriích a zvyšuje produkci energie. Překvapivě ke zvýšení mitochondriální produkce energie a tvorby ATP stačilo relativně malé množství exogenní kyseliny jablečné. Za hypoxických podmínek dochází k nadměrné spotřebě kyseliny jablečné a její potřeba je obvykle pokryta zvýšením její syntézy prostřednictvím glukoneogeneze a odbourávání svalových bílkovin. To nakonec může vést k rozpadu a poškození svalů.

Ve studii účinku perorálního podávání kyseliny jablečné potkanům bylo zjištěno významné zvýšení anaerobní vytrvalosti. Zajímavé je, že zlepšení vytrvalosti nebylo doprovázeno zvýšením využití sacharidů a kyslíku. To naznačuje, že kyselina jablečná má účinky, které pomáhají organismu šetřit sacharidy a kyslíkem. [10]

Magnesium taurate (taurát hořečnatý)

Hořčík je kofaktorem mnoha důležitých enzymů včetně těch, které se účastní produkce buněčné energie. Tyto enzymy tvoří různé dráhy (Krebsův cyklus, glykolýza, fosforylace), které přeměňují organické sloučeniny na energii ve formě ATP.

Taurát hořečnatý je kombinací hořčíku a aminokyseliny taurinu. Je dobře snášen a vysoce biologicky dostupný, takže je ideální pro běžnou suplementaci, ale oproti jiným typům hořčíku má také další důležité výhody. Ve skutečnosti může být taurát hořečnatý jednou z nejúčinnějších kombinací hořčíku. Je to proto, že taurin se používá k transportu hořčíku do buněk a z buněk. Má také schopnost přizpůsobovat své působení různým buňkám v těle. Užíváním hořčíku a taurinu dohromady tedy zajistíte, že každá jednotlivá buňka získá plný užitek.

Hořčík i taurin mají pozitivní vliv na hladinu cukru v krvi. Pokud je hladina cukru v krvi dlouhodobě příliš vysoká, mohou se buňky stát odolnými vůči inzulínu. To znamená, že ztrácejí schopnost přijímat glukózu z krve a využívat ji k produkci energie.

Během fyzické aktivity potřebuje tělo až o 20 % více hořčíku než v klidových podmínkách. Hořčík pomáhá zvýšit dostupnost glukózy v krvi, přesunout glukózu do svalů a odstranit laktát, tedy látku, která se hromadí a způsobuje pálení svalů a únavu. Výsledky studií naznačují, že užívání hořčíku může podporovat anaerobního metabolismus a svalovou aktivitu.

Jelikož se taurin nachází ve svalových buňkách v poměrně vysokých koncentracích, je logické, že dostatečný přísun taurinu může podporovat funkci svalů během cvičení. Podobně jako u hořčíku bylo prokázáno, že může zvyšovat svalovou vytrvalost a účinně odstraňovat odpadní produkty. To znamená lepší výkon a méně bolestí po cvičení. [11, 12]

Elektrolyty

Elektrolyty samy o sobě energii neposkytují, lidské tělo však elektrolyty potřebuje, aby mohlo přeměnit energii uloženou v potravinách na využitelnou energii ve formě ATP. Vápník, hořčík a draslík hrají při tvorbě ATP důležitou roli a ovlivňují hladinu energie následujícími způsoby:

Vápník

Proces buněčného dýchání potřebuje k produkci ATP desítky enzymů. Vápník se používá k aktivaci mnoha různých enzymů v průběhu celého procesu. Bez dostatečného množství vápníku se tyto enzymy nemohou aktivovat a produkovat energii. Nízká hladina vápníku může také vést ke svalové slabosti nebo křečím.

Hořčík

Enzymy jsou aktivovány také kofaktory, které usnadňují reakce v celém procesu buněčného dýchání. Tělo používá hořčík k syntéze komplexu zvaného MgATP2, který je potřebný k aktivaci některých enzymů, jež jsou rozhodující pro tvorbu ATP.

Hořčík také přes tzv. vápníkové a draslíkové kanály ovlivňuje způsob, jakým se metabolizuje energie. Nedostatek hořčíku může způsobit nepravidelný srdeční tep a špatnou funkci nervů.

Draslíkové kanály

Draslíkové kanály si můžete představit jako vnitřní textové zprávy, které buňky používají ke komunikaci. Když tělo produkuje ATP a zásoby této molekuly se zvyšují, aktivují se určité draslíkové kanály. Tyto draslíkové kanály předávají tělu zprávu, aby začalo vylučovat inzulín, což je hormon, který pomáhá kontrolovat množství glukózy v krvi. Draslíkové kanály jsou klíčové pro řízení využívání energie.

Sodík

Sodík je jediný elektrolyt, kterého obvykle nemáme nedostatek, protože typická západní strava obsahuje velké množství soli. Sodík reguluje množství vody v těle a říká našemu tělu, kolik si jí má ponechat a kolik jí má vyplavit. Jeho vysoké množství může způsobit vysoký krevní tlak.

Chlor

Chlor pomáhá udržovat zdravou rovnováhu tekutin v buňkách, pomáhá vodě cestovat do buněk a z buněk ven. Přispívá k udržení zdravé rovnováhy pH.

Závěr

Pokud dlouhodobě pociťujeme nedostatek energie, je vhodné neřešit situaci kofeinovými nebo jinými stimulanty, ale zvolit dlouhodobé řešení. Takovým řešením může být podpora tvorby buněčné energie pomocí dostupných přírodních složek.

Autor článku: Mgr. Tomáš Pavelek

Reference:

  1. Nicolson GL. Mitochondrial Dysfunction and Chronic Disease: Treatment With Natural Supplements. Integr Med (Encinitas). 2014 Aug;13(4):35-43. PMID: 26770107; PMCID: PMC4566449.
  2. Shecterle LM, Terry KR, St Cyr JA. The patented uses of D-ribose in cardiovascular diseases. Recent Pat Cardiovasc Drug Discov. 2010 Jun;5(2):138-42. doi: 10.2174/157489010791515241. PMID: 20236088.
  3. Pliml W, von Arnim T, Stäblein A, Hofmann H, Zimmer HG, Erdmann E. Effects of ribose on exercise-induced ischaemia in stable coronary artery disease. Lancet. 1992 Aug 29;340(8818):507-10. doi: 10.1016/0140-6736(92)91709-h. PMID: 1354276.
  4. Omran H, Illien S, MacCarter D, St Cyr J, Lüderitz B. D-Ribose improves diastolic function and quality of life in congestive heart failure patients: a prospective feasibility study. Eur J Heart Fail. 2003 Oct;5(5):615-9. doi: 10.1016/s1388-9842(03)00060-6. PMID: 14607200.
  5. Teitelbaum JE, Johnson C, St Cyr J. The use of D-ribose in chronic fatigue syndrome and fibromyalgia: a pilot study. J Altern Complement Med. 2006 Nov;12(9):857-62. doi: 10.1089/acm.2006.12.857. PMID: 17109576.
  6. Seifert JG, Brumet A, St Cyr JA. The influence of D-ribose ingestion and fitness level on performance and recovery. J Int Soc Sports Nutr. 2017 Dec 20;14:47. doi: 10.1186/s12970-017-0205-8. PMID: 29296106; PMCID: PMC5738882.
  7. Yeap SK, Beh BK, Ali NM, Yusof HM, Ho WY, Koh SP, Alitheen NB, Long K. Antistress and antioxidant effects of virgin coconut oil in vivo. Exp Ther Med. 2015 Jan;9(1):39-42. doi: 10.3892/etm.2014.2045. Epub 2014 Nov 3. PMID: 25452773; PMCID: PMC4247320.
  8. Fernando WM, Martins IJ, Goozee KG, Brennan CS, Jayasena V, Martins RN. The role of dietary coconut for the prevention and treatment of Alzheimer's disease: potential mechanisms of action. Br J Nutr. 2015 Jul 14;114(1):1-14. doi: 10.1017/S0007114515001452. Epub 2015 May 22. PMID: 25997382.
  9. Chang CY, Ke DS, Chen JY. Essential fatty acids and human brain. Acta Neurol Taiwan. 2009 Dec;18(4):231-41. PMID: 20329590.
  10. Boulis M, Boulis M, Clauw D. Magnesium and Fibromyalgia: A Literature Review. J Prim Care Community Health. 2021 Jan-Dec;12:21501327211038433. doi: 10.1177/21501327211038433. PMID: 34392734; PMCID: PMC8371721.
  11. Chen HY, Cheng FC, Pan HC, Hsu JC, Wang MF. Magnesium enhances exercise performance via increasing glucose availability in the blood, muscle, and brain during exercise. PLoS One. 2014 Jan 20;9(1):e85486. doi: 10.1371/journal.pone.0085486. PMID: 24465574; PMCID: PMC3896381.
  12. Balshaw TG, Bampouras TM, Barry TJ, Sparks SA. The effect of acute taurine ingestion on 3-km running performance in trained middle-distance runners. Amino Acids. 2013 Feb;44(2):555-61. doi: 10.1007/s00726-012-1372-1. Epub 2012 Aug 2. PMID: 22855206.