Červené światło, mitochondria, ATP i woda pozbawiona deuteru

Deuter, syntaza ATP, woda zubożona w deuter i czerwone światło brzmią jak pojęcia z laboratorium fizyki. W rzeczywistości opisują procesy zachodzące w tej chwili w każdej komórce Twojego ciała, gdzie mitochondria przekształcają wo:contentReference[oaicite:0]{index=0}metaboliczną oraz energię potrzebną do życia.

Dlaczego deuter i mitochondria doprowadziły do powstania Mitochondriak®?

Pojęcia takie jak deuter, syntaza ATP i woda zubożona w deuter należą do głównych powodów, dla których powstał projekt Mitochondriak®. Od początku nie chcieliśmy jedynie podążać za trendem czerwonego światła. Naszym sterem miały być mitochondria oraz środowisko, w którym produkują energię i wodę.

Dla większości osób deuter jest nowym pojęciem. Podobnie brzmi woda zubożona w deuter, choć jej znaczenie prowadzi bezpośrednio do procesów zachodzących w mitochondrialnym łańcuchu oddechowym.

Urządzenia Mitochondriak®, podobnie jak cała nasza idea, wyróżniają się tym, że zaczynamy od biologii, a dopiero później przechodzimy do produktu. Nie pytamy najpierw, jakie funkcje dobrze wyglądają w reklamie. Pytamy, czego potrzebują mitochondria, ich centra Redox, cytochrom c oksydaza, syntaza ATP oraz wodne środowisko komórki.

Mitochondria nie są zwykłymi bateriami. Są mikroskopijnymi elektrowniami wodnymi, filtrami wodoru i przetwornikami energii, które nieustannie utrzymują życie każdej komórki.

To właśnie te niezwykłe organelle, wywodzące się ewolucyjnie z dawnych bakterii, pozwalają nam oddychać, myśleć, poruszać się, regenerować i utrzymywać własne wewnętrzne środowisko wodne.

Wszystko zaczyna się od jedzenia, tlenu, elektronów i protonów.

Jak mitochondria produkują energię, ATP i wodę?

Podczas oddychania komórkowego mitochondria pozyskują z pożywienia elektrony oraz protony, przenoszą je przez łańcuch oddechowy i wykorzystują do tworzenia ATP oraz wody metabolicznej. Dwutlenek węgla opuszcza organizm z oddechem, a energia zostaje wykorzystana przez komórki.

Oddychanie komórkowe, nazywane również respiracją komórkową, jest procesem, w którym energia zawarta w tłuszczach, cukrach i białkach zostaje przekształcona w formę dostępną dla organizmu.

Można opisać je w kilku prostych krokach:

1. Pożywienie zostaje rozłożone na mniejsze cząsteczki i związki dostarczające wodoru.
2. Wodór zostaje rozdzielony na elektrony i protony.
3. Elektrony przepływają przez kompleksy mitochondrialnego łańcucha oddechowego.
4. Protony są pompowane przez wewnętrzną błonę mitochondrium i tworzą gradient elektrochemiczny.
5. Protony wracają przez syntazę ATP, napędzając produkcję ATP.
6. Na końcu łańcucha tlen przyjmuje elektrony i protony, dzięki czemu powstaje również woda metaboliczna.

Kiedy zjadasz posiłek albo wykorzystujesz własne zapasy tłuszczu, mitochondria nie spalają go jak ogień. Rozbierają go na elementy znacznie mniejsze niż komórka. Wyodrębniają elektrony i protony, a następnie prowadzą je przez precyzyjnie ułożoną geometrię białek, błon i cząsteczek wody.

Właśnie dlatego metabolizm nie jest jedynie księgowością kalorii. Liczy się także droga elektronu, różnica potencjałów, stan Redox, dostępność tlenu, jakość błon mitochondrialnych oraz środowisko wodne, w którym pracują enzymy.

Można powiedzieć, że zjadasz duży posiłek, ale mitochondria widzą w nim maleńkie cząstki subatomowe. To dzięki ich przepływowi możesz później poruszyć ręką, przeczytać to zdanie albo wykonać kolejny oddech.

Czym jest ATP i dlaczego stale je odnawiamy?

ATP, czyli adenozynotrifosforan, jest bezpośrednio dostępnym chemicznym nośnikiem energii wykorzystywanym przez komórki. Organizm potrzebuje go podczas ruchu, pracy mózgu, trawienia, transportu jonów, syntezy białek, regeneracji oraz niemal każdej innej czynności biologicznej.

ATP nie jest zapasem energii przechowywanym na wiele dni. Bardziej przypomina małą, stale odnawianą monetę energetyczną. Komórka zużywa ją, odłącza grupę fosforanową i przekształca ATP w ADP. Następnie mitochondria ponownie dołączają fosforan i odtwarzają ATP.

Ten proces zachodzi bez przerwy. W każdej sekundzie ogromna liczba cząsteczek ATP zostaje wykorzystana i ponownie odtworzona.

W naszym spojrzeniu ATP nie jest jedynym ważnym rezultatem pracy mitochondriów. Równie istotna jest produkcja wody metabolicznej oraz selekcja wodoru, który zostaje dopuszczony do najbardziej precyzyjnych części mitochondrialnej maszyny.

Jak działa syntaza ATP?

Syntaza ATP jest molekularnym silnikiem osadzonym w wewnętrznej błonie mitochondrium. Protony wracające zgodnie z gradientem elektrochemicznym przepływają przez jej kanał, wprawiają część enzymu w ruch obrotowy i umożliwiają połączenie ADP z fosforanem w cząsteczkę ATP.

Najłatwiej wyobrazić ją sobie jako mikroskopijną elektrownię wodną. W zaporze różnica poziomów wody tworzy potencjał. Gdy woda przepływa przez turbinę, jej ruch zostaje zamieniony w energię.

W mitochondrium rolę wody napędzającej turbinę pełnią protony, a rolę różnicy poziomów pełni różnica potencjałów po obu stronach wewnętrznej błony mitochondrialnej.

Syntaza ATP jest niezwykle mała, szybka i wydajna. Jej praca zależy jednak nie tylko od liczby protonów. Znaczenie ma również lepkość oraz uporządkowanie wody znajdującej się wokół molekularnego rotora.

Gdy środowisko staje się mniej lepkie, części obrotowe mogą pracować z mniejszym oporem. To właśnie tutaj pojawia się związek między czerwonym światłem, wodą i ATP.

Przepływ protonów przez syntazę ATP prowadzi do wytworzenia ATP. Woda metaboliczna powstaje natomiast na końcu łańcucha oddechowego, gdzie tlen łączy się z elektronami i protonami.

Oba procesy są ze sobą sprzężone. Bez przepływu elektronów nie powstanie odpowiedni gradient protonowy. Bez gradientu nie ruszy syntaza ATP. Bez tlenu nie zostanie zamknięty cały obwód.

Czym jest deuter i czym różni się od wodoru?

Deuter jest stabilnym, cięższym izotopem wodoru. Jądro zwykłego wodoru, czyli protium, zawiera jeden proton. Jądro deuteru zawiera jeden proton oraz jeden neutron, dlatego deuter ma około dwukrotnie większą masę.

Wodór jest najprostszym pierwiastkiem. Znajduje się w wodzie, tłuszczach, cukrach, białkach i niemal całej materii biologicznej.

Litera H w zapisie H₂O oznacza właśnie wodór. Dwa atomy wodoru łączą się z jednym atomem tlenu, tworząc cząsteczkę wody.

Nie każdy wodór jest jednak identyczny:

Deuter występuje naturalnie w wodzie i związkach organicznych. Nie jest więc obcą toksyną, która pojawiła się dopiero we współczesnym świecie. Jest naturalną częścią środowiska, lecz jego większa masa zmienia zachowanie wiązań chemicznych oraz tempo części reakcji.

Dlaczego deuter jest ważny dla mitochondriów?

Deuter jest większy i cięższy od lekkiego wodoru, dlatego inaczej przechodzi przez enzymy, kanały protonowe i molekularne rotory. Przy nadmiernej koncentracji może wpływać na reakcje biochemiczne, metabolizm energetyczny, podział komórkowy oraz pracę struktur zależnych od precyzyjnego transferu protonów.

W skali dużego narządu różnica pomiędzy lekkim wodorem a deuterem może wydawać się niewielka. W skali syntazy ATP, której kanał pracuje z cząstkami subatomowymi, dodatkowy neutron staje się dużym obciążeniem.

Wyobraź sobie bramkę zaprojektowaną dla lekkiej piłki. Cięższa piłka może przez nią przejść wolniej, utknąć albo zmienić rytm całego mechanizmu.

W naszym mitochondrialnym spojrzeniu łańcuch oddechowy i syntaza ATP tworzą system selekcji wodoru. Lekki wodór przechodzi sprawniej, natomiast cięższy deuter jest filtrowany i nie uczestniczy w procesie z taką samą łatwością.

Nie oznacza to, że organizm usuwa absolutnie każdą cząstkę deuteru. Chodzi o biologiczne zubożenie, czyli powstanie środowiska zawierającego mniej deuteru w porównaniu z wodą oraz związkami przyjmowanymi z zewnątrz.

Najprościej: deuter jest ciężkim wodorem, a mitochondria mają mechanizmy, które preferują lekki wodór i pomagają ograniczać udział deuteru w najbardziej precyzyjnych procesach energetycznych.

Stan mitochondriów wpływa więc nie tylko na ilość ATP. Wpływa również na to, jak skutecznie komórka zarządza wodorem, wodą, potencjałem błonowym i własnym środowiskiem Redox.

Czym jest woda zubożona w deuter?

Woda zubożona w deuter to woda zawierająca mniejszy udział ciężkiego wodoru niż woda wyjściowa. W mitochondriach woda metaboliczna powstaje na końcu łańcucha oddechowego, kiedy tlen przyjmuje elektrony oraz protony. Dzięki wcześniejszej selekcji wodoru ma ona niższy udział deuteru.

To właśnie tutaj różnica między wodą z kranu a wodą mitochondrialną staje się najłatwiejsza do zrozumienia.

• Woda z kranu lub butelki trafia do organizmu z zewnątrz i zawiera skład izotopowy zależny od swojego pochodzenia.
• Woda metaboliczna powstaje bezpośrednio w komórce jako rezultat oddychania mitochondrialnego.
• Woda zubożona w deuter zawiera mniej ciężkiego wodoru, ponieważ wcześniejsze etapy metabolizmu preferują lekki wodór.

Można porównać ten proces do filtra montowanego na kranie. Mieszanina dociera do filtra, ale jego małe kanały nie przepuszczają wszystkich elementów z taką samą łatwością.

W naszym ujęciu głównym zadaniem mitochondriów nie jest więc wyłącznie produkcja ATP. Równie ważna jest produkcja oraz organizacja wewnętrznej wody komórkowej.

ATP można postrzegać jako produkt energetyczny, natomiast wodę jako środowisko, w którym cała biologia może dalej przebiegać. Bez odpowiednio zorganizowanej wody nie działają prawidłowo białka, błony, transport jonów ani przenoszenie protonów.

Woda zubożona w deuter jest lżejsza i ma inne właściwości fizyczne niż woda zawierająca większą ilość ciężkiego wodoru. Dzięki temu wspiera płynniejsze środowisko wokół molekularnych maszyn oraz wewnętrzną hydratację komórki.

Jeżeli chcesz zagłębić się w ten temat, odwiedź kategorię poświęconą deuterowi na blogu Jaroslava Lachkiego.

Jak czerwone światło wpływa na ATP i mitochondrialną wodę?

Czerwone światło i bliska podczerwień wspierają mitochondrialny łańcuch oddechowy, produkcję ATP oraz wodne środowisko syntazy ATP. Fotony mogą oddziaływać z cytochromem c oksydazą, tlenkiem azotu, stanem Redox oraz lepkością wody otaczającej molekularny rotor.

Najczęściej opisywany mechanizm fotobiomodulacji dotyczy kompleksu IV łańcucha oddechowego, czyli cytochromu c oksydazy, w skrócie CCO.

Gdy odpowiednie fotony docierają do mitochondrium, mogą wspierać kilka wzajemnie połączonych procesów:

• aktywność cytochromu c oksydazy i końcowy transfer elektronów na tlen,
• uwalnianie tlenku azotu, który może blokować miejsca związane z tlenem,
• przepływ elektronów przez łańcuch oddechowy,
• tworzenie gradientu protonowego po obu stronach wewnętrznej błony,
• pracę syntazy ATP i odnawianie ATP,
• właściwości wody otaczającej mitochondrialne białka i molekularne silniki.

Badanie z wykorzystaniem światła 670 nm opisało zmniejszenie lepkości wody przy syntazie ATP. Mniejszy opór wodnego środowiska pozwala molekularnemu rotorowi pracować swobodniej, co wspiera wydajność produkcji ATP.

Nie jest to oddzielny magiczny efekt światła. To element większej układanki. Fotony wpływają na wodę, woda wpływa na białka, białka kierują elektronami i protonami, a ich ruch tworzy energię i kolejną wodę.

Światło, woda i mitochondria nie są więc trzema osobnymi tematami. Tworzą jeden system.

Dlaczego urządzenia Mitochondriak® zawierają 760 nm?

Długość fali 760 nm została włączona do urządzeń Mitochondriak®, ponieważ należy do historycznie opisywanych pików aktywacyjnych w czerwonym i bliskim podczerwonym spektrum cytochromu c oksydazy. Uzupełnia ona 630, 670, 810, 830, 850 oraz 940 nm w aktualnych panelach wielofalowych.

Tiina Karu, jedna z najważniejszych badaczek fotobiomodulacji, opisywała cztery piki w okolicach 620, 680, 760 oraz 820 nm. Łączyła je ze spektrami absorpcyjnymi centrów Redox cytochromu c oksydazy.

Właśnie dlatego nie budowaliśmy urządzeń wyłącznie wokół jednej popularnej długości fali. Różne chromofory, stany oksydacyjne i głębokości tkanek nie reagują identycznie na jedno pasmo.

Aktualne panele Mitochondriak® nowej generacji wykorzystują siedem długości fal: 630, 670, 760, 810, 830, 850 oraz 940 nm. Poszczególne modele różnią się wielkością, liczbą diod oraz dodatkowymi funkcjami, lecz fundament pozostaje ten sam: wielofalowe wsparcie mitochondrialnego środowiska.

Nie próbujemy hakować natury ani twierdzić, że panel zastępuje pełne spektrum słońca. Staramy się zrozumieć mechanizmy, które natura wykorzystuje od miliardów lat, i przenieść wybrane długości fal do środowiska, w którym współczesny człowiek spędza większość dnia.

Co warto zapamiętać?

Najczęstsze pytania o deuter, ATP i czerwone światło

Czym jest deuter?

Deuter jest stabilnym, cięższym izotopem wodoru. Jego jądro zawiera jeden proton oraz jeden neutron, podczas gdy najczęstsza forma wodoru zawiera tylko proton. Deuter naturalnie występuje w wodzie, pożywieniu i organizmie, ale większa masa sprawia, że inaczej wpływa na część reakcji biochemicznych.

Czym jest syntaza ATP?

Syntaza ATP jest molekularnym enzymem osadzonym w wewnętrznej błonie mitochondrium. Protony przepływające przez jej kanał wprawiają rotor w ruch. Energia tego ruchu pozwala połączyć ADP z fosforanem i odtworzyć ATP, czyli bezpośrednio dostępny chemiczny nośnik energii komórkowej.

Czy mitochondria naprawdę produkują wodę?

Tak. Woda metaboliczna powstaje na końcu mitochondrialnego łańcucha oddechowego, kiedy tlen przyjmuje elektrony oraz protony. Jest to naturalna część oddychania komórkowego. Woda ta powstaje wewnątrz komórki i różni się pochodzeniem od wody wypitej z kranu lub butelki.

Czym jest woda zubożona w deuter?

Jest to woda zawierająca mniejszy udział ciężkiego wodoru, czyli deuteru. W naszym mitochondrialnym ujęciu oddychanie komórkowe, metabolizm wodoru i selekcja zachodząca w łańcuchu oddechowym prowadzą do powstawania wody metabolicznej o niższej zawartości deuteru.

Jak czerwone światło wpływa na ATP?

Czerwone światło i bliska podczerwień mogą wspierać cytochrom c oksydazę, przepływ elektronów, gradient protonowy oraz wodne środowisko syntazy ATP. Badania nad 670 nm opisują również wpływ światła na lepkość wody otaczającej molekularny rotor, co może ułatwiać jego pracę.

Dlaczego urządzenia Mitochondriak® zawierają 760 nm?

Długość 760 nm należy do historycznie opisywanych pików aktywacyjnych centrów Redox cytochromu c oksydazy. W urządzeniach Mitochondriak® uzupełnia inne długości fal RED oraz NIR, aby panel nie opierał się wyłącznie na jednej części spektrum.

Czy panel z czerwonym światłem zastępuje słońce?

Nie. Słońce dostarcza dynamicznie zmieniającego się pełnego spektrum światła, którego żadne urządzenie nie odtwarza w całości. Panel jest narzędziem do celowanego wykorzystania wybranych długości fal, szczególnie w warunkach życia we wnętrzach oraz ograniczonego dostępu do naturalnego światła.

Czy picie wody zubożonej w deuter jest konieczne?

Artykuł koncentruje się przede wszystkim na wodzie metabolicznej produkowanej przez mitochondria, a nie na konkretnym protokole picia komercyjnej wody zubożonej w deuter. Podstawą pozostaje wspieranie mitochondrialnego metabolizmu, światła, rytmu dobowego i ogólnego środowiska organizmu.

Źródła, badania i wykorzystana literatura

1. Chung H et al. The nuts and bolts of low-level laser light therapy. Annals of Biomedical Engineering. 2012. PubMed PMID 22045511.
2. de Freitas LF, Hamblin MR. Proposed mechanisms of photobiomodulation or low-level light therapy. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2016. PubMed Central PMC5215870.
3. Somlyai G et al. Deuterium depletion as a possible new tool in cancer research and treatment. Journal of Cancer Research and Therapy. PubMed Central PMC9963022.
4. Somlyai G. Defeating Cancer: The Biological Effect of Deuterium Depletion.
5. Somlyai G et al. Naturally occurring deuterium is essential for the normal growth rate of cells. FEBS Letters. 1993. PubMed PMID 8405397.
6. Somlyai G et al. Deuterium depletion may delay the progression of prostate cancer. Journal of Cancer Therapy. 2011. DOI.
7. Wong-Riley MTT et al. Photobiomodulation directly benefits primary neurons functionally inactivated by toxins: role of cytochrome c oxidase. Journal of Biological Chemistry. 2005. DOI 10.1074/jbc.M409650200.
8. Karu TI. Primary and secondary mechanisms of action of visible to near IR radiation on cells. Journal of Photochemistry and Photobiology B. 1999. PubMed PMID 10365442.
9. Sommer AP et al. Quantum biology in low level light therapy: death of a dogma. Annals of Translational Medicine. 2020. PubMed PMID 32175388.
10. Molecular mechanism investigating photobiomodulation induced by 670 nm light via changes in mitochondrial interfacial water. Scientific Reports. 2015. Nature Scientific Reports.
11. Lachký J. Kvantová biológia. Informacje o książce.