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我们为什么变老:线粒体功能障碍

线粒体功能障碍是老化的根本原因之一,如所描述的老化的标志[1]。随着年龄的增长,线粒体失去了提供细胞能量和释放伤害细胞的活性氧的能力。

线粒体是什么?

线粒体通常被称为细胞的动力源,它就像一个微型工厂,把我们吃的食物以一种叫做三磷酸腺苷(ATP)[2]的化学物质的形式转化为可用的能量。ATP为无数的细胞过程提供能量,如肌肉收缩、神经冲动传播和蛋白质合成。ATP在所有生命形式中都是常见的,通常被称为细胞内能量转移的“分子流通单位”。

有趣的是,线粒体没有源于多细胞寿命的一部分;它们在我们的细胞中顽固,并具有自己独特的DNA,与我们自己分开。它被广泛认为它们与所有多种多细胞寿命的早期祖先合并以形成共生关系[3]。线粒体随着年龄的增长而变得功能失调,并且是他们自己单独的(虽然类似)的伤害。

线粒体如何变得功能失调?

随着我们的年龄,我们的线粒体经历了危害他们为我们提供化学能的能力的变化,同时导致释放有害的活性氧物质[4],这可能导致癌症的DNA突变[5-6]甚至伤害proteostasis[7]。活性氧也会导致肌肉无力[8],背景炎症[9]进一步的闷烧水平,以及相关的骨脆弱[10],衰老细胞负荷[11]和老年免疫抑制[12]。老年人的线粒体甚至看起来不同[13];他们在壮大的同时人数在减少,无法在机能失调的状态下迅速取代自己[14-15]。

然而,这些问题并不是所有的反应性氧气可能导致的所有问题;它们还可以导致线粒体DNA中的突变。虽然有些研究表明这种损坏直接没有完成[17],但必须记住,活性氧物种会损伤的蛋白质,这些蛋白质可以控制线粒体的繁殖,并通过延伸将额外的误差引入副本[7]。

虽然大多数这些问题是通过细胞[18]的质量控制机制检测到的,导致受损的线粒体通过一个称为线粒体吞噬的过程被破坏,这些系统随着年龄的增长变得越来越不有效,活动减少,最终允许错误溜走。在某些情况下,这并不是很糟糕;每个细胞都含有大量线粒体,所以10个甚至几百个线粒体发生突变不是问题。然而,其中一些错误可以使功能失调的线粒体比健康的线粒体存活更长时间。通过这种方式,一些类型的功能失调线粒体逐渐形成,并最终变得比健康的[19]更常见。

此外,随着老化的进展,人体细胞中的NAD +水平降低,导致人核和线粒体DNA之间的通信崩溃,再次导致能量产生和增加的反应性氧物质生产[20]。

我们怎么能防止或扭转这个?

已经提出了许多方法来防止这种方法。首先,NAD +的问题可以通过一些NAD +补充的方法来解决,减慢这种损坏的积累。另外,线粒体DNA的最重要部分可以移动到细胞的另一部分 - 核 - 使其获得更好的DNA修复机制并将其与反应性氧物质的来源保持[21]。这种方法已经证明了一些这个重要的代码[22]。特别是注意,这项研究证明这是可能的资助我们众筹平台寿命.IO!

结论

线粒体功能障碍是老化过程的重要组成部分。这些微型化学发动机在能够自复制的同时,随着各种机制逐渐变得更具功能失调,对我们的细胞造成伤害,并鼓励在恶性循环中更具功能障碍。质量控制机制在海湾持有这一点,但它们最终失败,导致衰老的多种疾病和持久的炎症,称为炎症。

文学

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[22] Boominathan,A.,Vanhoozer,S.,Basisty,N.,Powers,K。,Crampton,A. L.,Wang,X.,...&O'Connor,M. S.(2016)。ATP8和ATP6基因的稳定核表达抵押了MTDNA复合V零突变体。核酸研究,44(19),9342-9357。

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