Почему митохондрии являются источником выносливости?

Все говорят об окислении жиров/лактата в спорте на выносливость.
Однако, все эти дискуссии упускают истинную цель и эволюционную роль митохондрий и то, почему биогенез (образование новых митохондрий) происходит, как адаптация.
В недавней работе были опубликованы данные, подтверждающей предыдущие выводы о том, что употребление большего количества углеводов во время субмаксимальных упражнений на выносливость, похоже, не щадит мышечный гликоген.
Почему? Потому что в митохондриальной массе не было изменений.
Ученые уже почти 70 лет назад отметили эту важную адаптацию к выносливости. С тех пор мы выясняем, почему и как это происходит.
"Простое" понимание клеточного метаболизма фокусируется только на АТФ. Хорошо известные метаболические процессы дают восстановительные эквиваленты (NADH, FADH2) для транспортной цепи электронов (ETC), чтобы удовлетворить спрос на АТФ.
Спрос на сокращение эквивалентов (восстановительный спрос) в цепи электронов увеличивается по мере увеличения запроса на АТФ.
Большая митохондриальная масса помогает увеличить площадь поверхности, доступную для их транспорта в уникальную среду матрицы.
Большая площадь поверхности означает больше транспорта и большую способность удовлетворять окислительно-восстановительный запрос. Это означает большее окисление как жиров, так и лактата, позволяя удовлетворить спрос на окисление и экономя ограниченные источники энергии, такие как мышечный гликоген.
Эффект сохранения гликогена очень быстро развивается у нетренированных людей.
Чем больше окислительно-восстановительной потребности удовлетворяются митохондриями (распределение нагрузки), тем лучше энергетическое состояние клетки для выполнения работы, что позволяет АТФ выполнять полезную работу. Во время упражнений АТФ используется при сокращении мышц.
Оказывается, чем больше у нас митохондрий, тем медленнее мы задействуем мышечные запасы гликогена. Это связано с тем, что энергетическое состояние клетки является весомым фактором, определяющим распад гликогена для поддержания способности АТФ выполнять работу, если потребность в окислительно-восстановительном состоянии удовлетворяется недостаточно.
Больше митохондрий означает большую площадь поверхности для транспортировки субстратов и удовлетворения окислительно-восстановительной потребности электронной цепи при сохранении максимального энергетического состояния клетки.
Таким образом, больше митохондрий означает не только лучшее поддержание энергетического состояния, но и работает как временный и пространственный энергетический буфер (большее распределение нагрузки).
Не будем забывать, что если энергетическое состояние клетки падает слишком сильно, клетка умирает.
Вот почему сжигание большего количества жиров не улучшает показатели выносливости. Сигналы для адаптации к выносливости в значительной степени независимы от окисления субстратов, поэтому мы сжигаем то, что у нас есть.
Есть и другие сигналы: кальций, повышенная потребность в окислении, падение энергетического состояния и т. д, которые тоже приводят к улучшению выносливости.
Способность окислять жиры и лактат (для удовлетворения окислительно-восстановительной потребности) является побочным продуктом истинной природы адаптации.
Запрос на окисление и энергетическое состояние связаны, но не линейно. Истинная природа адаптации заключается в поддержании энергетического состояния на максимально возможном уровне, одновременно удовлетворяя окислительно-восстановительный запрос с помощью устойчивых источников энергии и щадя ограниченные.