Роль митохондрий в старении I. Теория о свободных радикалах

Aintelligence

Контентолог
Команда форума
ЯuToR Science
Подтвержденный
Cinematic
Сообщения
7.812
Реакции
10.571
За последние 10 лет учёные собрали много доказательств, указывающих на то, что проблемы с работой митохондрий (это такие "энергетические станции" в наших клетках) могут быть причиной многих изменений, связанных со старением. Изучение изменений в ДНК митохондрий (особый тип ДНК, который находится именно в митохондриях) и проблем в работе этих "энергетических станций" показало, что они являются частью естественного процесса старения. Однако только недавно учёные смогли напрямую доказать, что увеличение количества мутаций (ошибок) в митохондриальной ДНК может ускорить процесс старения. Это было показано на примере мышей с определёнными мутациями в митохондриальной ДНК.

Интересно, что накопление этих мутаций со временем, которое связывают со старением, не обязательно происходит из-за увеличения количества повреждений, а скорее из-за того, что в процессе развития клетки "копируют" ошибки в митохондриальной ДНК, которые затем активно распространяются.

(которая говорит о том, что митохондрии создают вредные вещества, ускоряющие старение), мы также рассматриваем другие механизмы. К ним относятся, например, влияние инсулина и фактора роста, похожего на инсулин (IGF-1), на процесс старения, а также роль определённых белков, связанных с митохондриями, в управлении этим процессом. Всё это подчёркивает важную роль митохондрий в том, как мы стареем.

Понять, почему мы стареем, сложно. Обычно считается, что старение — это процесс постепенного ухудшения, вызванного накоплением повреждений, что приводит к сбоям в работе клеток, проблемам с тканями организма и в конечном итоге к смерти. Учёные предложили несколько теорий, пытающихся объяснить этот процесс, и одна из главных в течение долгого времени была теория о свободных радикалах митохондрий.

Согласно этой теории, в процессе жизнедеятельности наших клеток образуются свободные радикалы — чрезвычайно активные частицы, которые могут повредить клеточные структуры, включая ДНК, белки и жиры. Эти радикалы появляются в митохондриях, когда они производят энергию. Один из таких радикалов, супероксид, может превратиться в перекись водорода, которая, хоть и не является радикалом, в присутствии некоторых металлов может стать гидроксильным радикалом — чрезвычайно разрушительной формой свободного радикала, способной повреждать практически любую молекулу в клетке.

Давайте попробуем привести аналогию. Представьте, что митохондрии — это фабрики, производящие энергию для клеток. В процессе работы эти фабрики случайно выделяют отходы (свободные радикалы), которые могут повредить саму фабрику и окружающие её здания (другие части клетки). Перекись водорода здесь — как утечка неконтролируемого вещества, которое при определённых условиях может стать ещё более опасным (превращение в гидроксильный радикал), вызывая ещё больше разрушений.



Этот процесс, называемый окислительным фосфорилированием, происходит с участием четырёх специальных "станков" (комплексов RC CI-CIV) и машины для сборки АТФ (АТФ-синтазы CV), расположенных во внутренней оболочке митохондрий. При этом процессе электроны передаются от одних молекул (НАДН и ФАДН2) к кислороду (O2), что позволяет перекачивать протоны через мембрану, создавая так называемый протонный градиент. Этот градиент действует как энергетический запас, который митохондрия использует для производства АТФ. Иногда этот энергетический поток может "сбиваться с пути" через специальные белки, что приводит к потере эффективности производства АТФ, но это также помогает регулировать энергию в клетке.

Побочным продуктом этого энергетического процесса является образование свободных радикалов, в частности супероксида — одного из самых распространённых в клетке. Чтобы защититься от повреждений, которые могут нанести эти активные молекулы, клетки производят антиоксидантные ферменты. Эти "стражи" превращают опасные свободные радикалы в менее вредные вещества. Например, супероксид превращается в перекись водорода, которая далее может быть безопасно преобразована в воду. Однако, если перекись водорода встречается с определёнными металлами, она может превратиться в ещё более реактивный гидроксильный радикал, способный нанести серьёзный урон клетке.

Этот процесс можно сравнить с работой очистных сооружений, которые удаляют опасные отходы из воды, прежде чем она вернётся в окружающую среду. Как и в случае с нашими клетками, если система фильтрации не справляется, возникают проблемы.
Важные детали процесса, такие как цитохром C (CytC) и коэнзим Q10 (CoQ), играют свои роли в транспорте электронов и защите клеток, подобно различным частям машины, каждая из которых выполняет свою задачу для обеспечения эффективной и безопасной работы всей системы.

Теория о свободных радикалах митохондрий (MFRTA) строится на нескольких ключевых наблюдениях:
  1. С возрастом митохондрии начинают производить больше свободных радикалов из-за того, что они работают хуже.
  2. Активность ферментов, которые "ловят" и нейтрализуют эти свободные радикалы, уменьшается по мере старения.
  3. Мутации в митохондриальной ДНК приводят к ещё большему увеличению производства свободных радикалов и к накоплению повреждений белков, липидов и ДНК.
  4. Эти изменения создают замкнутый круг, где мутации митохондриальной ДНК ухудшают работу митохондрий, что в свою очередь приводит к ещё большему накоплению свободных радикалов.

По теории MFRTA, митохондрии играют центральную роль в активации окислительного стресса, который является одной из причин старения. Есть много данных, подтверждающих эту теорию, особенно связь между увеличением производства свободных радикалов и окислительным повреждением с возрастными заболеваниями. Однако недавние исследования заставляют задуматься о полноте этой модели.

В статьях Исследователи, также рассматривают важные моменты:
  • Роль мутаций митохондриальной ДНК как ключевого фактора старения.
  • Влияние митохондриальных свободных радикалов на процесс старения.
  • Связь между работой митохондрий и сигнальными путями, которые, как считается, определяют продолжительность жизни.

Основные выводы:​

  1. Накопление мутаций в митохондриальной ДНК может ускорить процесс старения, что демонстрируется на моделях мышей. Эти мутации приводят к сбоям в работе митохондрий и ухудшению их функциональности.
  2. Свободные радикалы, образующиеся в процессе митохондриальной активности, могут нанести значительный ущерб клеточным структурам, способствуя старению. Особое внимание уделяется перекиси водорода и гидроксильному радикалу, которые особенно вредны для клеток.
  3. Антиоксидантные ферменты важны для нейтрализации свободных радикалов, но их активность снижается с возрастом, что приводит к накоплению повреждений.
  4. Кроме теории о свободных радикалах, в статье так же обсуждается влияние инсулина, фактора роста похожего на инсулин (IGF-1) и определённых белков, связанных с митохондриями, на процесс старения.

Рекомендации для поддержания здоровья:​

  1. Принимайте антиоксиданты, такие как витамины C и E, коэнзим Q10, которые могут помочь уменьшить уровень свободных радикалов в организме. Хотя эффективность этой рекомендации ставится под сомнение и в следующей статье - я напишу почему.
  2. Следите за уровнем инсулина и употребляйте пищу, богатую ненасыщенными жирами, чтобы поддерживать здоровье митохондрий.
  3. Физическая активность стимулирует производство новых митохондрий и улучшает их функциональность, что может замедлить процесс старения.

Дополнительные исследования по теме митохондриального влияния на процесс старения.:
1.
В этой статье обсуждается теория о том, что мутации митохондриальной ДНК могут вызывать старение. Авторы анализируют экспериментальные данные, полученные на различных модельных системах, и приходят к выводу, что мутации митохондриальной ДНК могут способствовать старению за счет накопления повреждений в клетках.

2.
В этой статье обсуждается роль митохондриальной дисфункции в процессе старения. Авторы анализируют данные экспериментов на различных модельных системах и приходят к выводу, что митохондриальная дисфункция может способствовать старению за счет нарушения метаболизма и накопления повреждений в клетках.

3.
В этой статье обсуждается роль митохондриальной дисфункции в возраст-зависимых заболеваниях. Авторы анализируют данные экспериментов на различных модельных системах и приходят к выводу, что митохондриальная дисфункция может способствовать развитию возраст-зависимых заболеваний.





Так же по теме:







Примите участие в нашем розыгрыше!
Ваше мнение ценно, и мы готовы щедро вознаградить вас за комментарии.
Просто оставьте свои мысли в разделах
"
" и " ",

и получите уникальный шанс выиграть денежные призы.
Ваши комментарии помогут нам создать интересное и познавательное сообщество,
а вознаграждение станет приятным бонусом.
Не упустите свой шанс внести свой вклад и получить награду!

Научный телеграм канал
и

Все вопросы по разделам
Science и Киновселенная
задавать
Neural Network
Aintelligence
 
Последнее редактирование:
продлевает жизнь)

Любовь к обучению, высокий интеллект, активность и любознательность объединяют долгожителей, живущих сейчас в мире. Это выяснили Ученые из Мадридского университета. Они решили выявить черты характера, которые свойственны людям от 100 до 107 лет. Об этом сообщается в Journal of Happiness Studies.

В исследовании приняли участие около 14 тысяч человек старческого возраста. Тестирование показало, что этих людей объединяет 19 черт характера.

Одни из самых распространенных оказались любопытство, жизнерадостность, религиозная вера, смелость и юмор.

Такое исследование натолкнуло ученых на мысль, что жизнь с такими взглядами может способствовать долгожительству. В будущем авторы планируют продолжить изучать образ жизни людей, которые смогли пережить свое столетие.
 
продлевает жизнь)

Любовь к обучению, высокий интеллект, активность и любознательность объединяют долгожителей, живущих сейчас в мире. Это выяснили Ученые из Мадридского университета. Они решили выявить черты характера, которые свойственны людям от 100 до 107 лет. Об этом сообщается в Journal of Happiness Studies.

В исследовании приняли участие около 14 тысяч человек старческого возраста. Тестирование показало, что этих людей объединяет 19 черт характера.

Одни из самых распространенных оказались любопытство, жизнерадостность, религиозная вера, смелость и юмор.

Такое исследование натолкнуло ученых на мысль, что жизнь с такими взглядами может способствовать долгожительству. В будущем авторы планируют продолжить изучать образ жизни людей, которые смогли пережить свое столетие.
не похоже на правду на самом деле
 
продлевает жизнь)

Любовь к обучению, высокий интеллект, активность и любознательность объединяют долгожителей, живущих сейчас в мире. Это выяснили Ученые из Мадридского университета. Они решили выявить черты характера, которые свойственны людям от 100 до 107 лет. Об этом сообщается в Journal of Happiness Studies.

В исследовании приняли участие около 14 тысяч человек старческого возраста. Тестирование показало, что этих людей объединяет 19 черт характера.

Одни из самых распространенных оказались любопытство, жизнерадостность, религиозная вера, смелость и юмор.

Такое исследование натолкнуло ученых на мысль, что жизнь с такими взглядами может способствовать долгожительству. В будущем авторы планируют продолжить изучать образ жизни людей, которые смогли пережить свое столетие.
Спасибо, так приятно. На самом деле это действительно хорошая цель на работе)))
В школе не помню, чтобы такое рассказывали
:)
 

Похожие темы

Митохондрии уникальны тем, что содержат собственную ДНК, которая отвечает за производство ключевых белков, необходимых для этого процесса. С возрастом работа митохондрий замедляется, что проявляется в виде изменений их формы и уменьшения количества как самих митохондрий, так и митохондриальной...
Ответы
0
Просмотры
431
Согласно теории свободных радикалов старения, продолжительность жизни должна быть прямо связана со способностью клеток снижать уровень окислительного повреждения. Однако, несмотря на логичное предположение, что усиление антиоксидантной защиты клеток должно замедлять старение, экспериментальные...
Ответы
2
Просмотры
632
Молекулярные механизмы долголетия: новые открытия и перспективы Современная биология старения активно исследует механизмы, позволяющие увеличить продолжительность жизни и замедлить процесс старения. Недавние исследования выявили молекулярные и клеточные процессы, которые могут быть ключом к...
Ответы
14
Просмотры
Нейрогенез, процесс рождения новых нейронов, традиционно ассоциируется с развитием мозга в детстве, однако исследования последних лет показали, что этот процесс также присущ взрослому мозгу, особенно в такой критической области как гиппокамп. Гиппокамп играет важную роль в регулировании...
Ответы
5
Просмотры
657
Астробиология исследует условия возникновения жизни, её возможные формы во Вселенной и пределы биологической устойчивости. Это междисциплинарная область, сочетающая астрономию, биохимию, геологию, планетологию, микробиологию и теорию эволюции. Главный вопрос астробиологии звучит просто: может ли...
Ответы
1
Просмотры
705
Назад
Сверху Снизу