Was sind einige mitochondriale Theorien des Alterns?
Altern oder Seneszenz wird im Allgemeinen als notwendiger Bestandteil des menschlichen Lebens angesehen. Die Gerontologie umfasst die Untersuchung von Alterungsprozessen und Alterungseffekten, und ein faszinierender Zweig der Gerontologie versucht, die biologischen Prozesse zu verstehen, die das Altern erleichtern. Es gibt viele Theorien über das Altern und nicht wenige betrachten die Rolle einer winzigen Zellstruktur, die viele Menschen wahrscheinlich gar nicht kennen: die Mitochondion. Diese Struktur unterstützt viele Zellfunktionen, und Störungen in einer der folgenden Funktionen können möglicherweise zu Alterung führen: Zellteilung, Zellsignalisierung und Zelltod. Die vielleicht bekannteste mitochondriale Theorie des Alterns betrifft den Einfluss instabiler Sauerstoffmoleküle, die als freie Radikale bezeichnet werden, auf mitochondriale Strukturen.
Mitochondrien könnten als Energiefabriken von Zellen betrachtet werden. Jede menschliche Zelle besitzt Dutzende bis Tausende dieser Fabriken. Jedes winzige Mitochondrium produziert Energie, die verschiedene Prozesse von der Atmung bis zum Gehen antreibt. Sie erzeugen diese Energie, indem sie Lebensmittelmoleküle in Elektronen zerlegen, die dann in Adenosintriphosphat (ATP) -Energiebündeln gespeichert werden.
Die mitochondrialen Strukturen haben eine andere Art von Desoxyribonukleinsäure (DNA) als andere Zellteile. Die in Mitochondrien enthaltene DNA ist als Mitochondrien-DNA (mDNA) bekannt und enthält nicht das gleiche Schutzniveau wie herkömmliche DNA. Sowohl Enzyme als auch Proteine, die als Histone bezeichnet werden, schützen die DNA typischerweise vor größeren Schäden, aber mDNA fehlen diese Substanzen. Wenn ein Mitochondrium Schaden erleidet, sind es auch die Energieprozesse, die so viel von der menschlichen Leistungsfähigkeit bestimmen. Die zelluläre Degeneration ist daher einer der bedeutenderen Ansätze für mitochondriale Alterungstheorien.
Eine eng damit verbundene Unterteilung der mitochondrialen Theorie der Zelldegeneration des Alterns ist die Theorie der freien Radikale. Die meisten Moleküle im Körper arbeiten stabil und vorhersehbar, dennoch kann es zu Instabilitäten kommen, insbesondere in den Sauerstoffmolekülen des Körpers. Sobald Sauerstoffmoleküle ihre Ordnung verlieren, werden sie als freie Radikale bezeichnet. Diese chaotischen Partikel können in empfindlichen Bereichen schwere Verwüstungen anrichten, und sie gedeihen in den mitochondrialen Bereichen, da jedes Mitochondrion die Atmung für Zellen ausführt. Aufgrund ihres fehlenden Schutzes sind die mitochondrialen DNA-Stränge für einen Angriff durch freie Radikale am anfälligsten.
Mitochondrien haben neben der Energieerzeugung andere Schlüsselfunktionen, und jede dieser Funktionen kann als Linse für mitochondriale Alterungstheorien dienen. Beispielsweise sind die Substanzen ein wichtiger Eckpfeiler der Zellteilung, bei der sich eine Zelle in mehrere neue Zellen aufteilt. Dieser Prozess hilft, alte und abgenutzte Zellen zu ersetzen. Wenn sich die Zellteilung verlangsamt oder aufhört, sind die Auswirkungen der Vermehrung alter Zellen sowohl innerhalb als auch außerhalb des Körpers zu spüren. Dysfunktionelle Mitochondrien werden die Zellteilungsfähigkeiten stark beeinflussen.
In einem verwandten Sinne können diese Strukturen auch weitgehend den programmierten Zelltod bestimmen: ein Prozess, bei dem sich Zellen im Wesentlichen selbst zerstören. Verschiedene Prozesse, die diesen Selbstmord begünstigen könnten, umfassen das Fragmentieren von DNA, das Mutieren von Zellmembranen und das Zerlegen und Schrumpfen des Zellkerns. Wenn sich der programmierte Zelltod durch Altern manifestiert, wie viele Forscher glauben, dann fügt die Rolle des Mitochondriums bei der Erleichterung des programmierten Zelltods einen weiteren Aspekt zu den mitochondrialen Theorien des Alterns hinzu.
Zellen können zu einem großen Teil auch aufgrund von Mitochondrien miteinander kommunizieren. Mitochondrien unterstützen die Zellsignalisierung, bei der Zellen Informationsimpulse über das Gleichgewicht, die Gewebereparatur und andere Prozesse übertragen. Anhaltende Mitochondrienschäden können zu Fehlern bei der Informationsverarbeitung führen. Forscher konzentrierten sich auf Fehlertheorien, die dieses Ergebnis für viele Krankheiten verantwortlich machen. Alternstheoretiker können fehlerhafte Zellsignale auch Alterungsprozessen zuschreiben.
Viele Faktoren können die Gesundheit und Funktion eines Mitochondriums beeinflussen. Wie bereits erwähnt, liefert die Theorie der freien Radikale eine Erklärung für fehlerhafte Mitochondrien. Zellmutationen können ähnlichen Schaden anrichten, und diese Mutationen können sich aus der Ernährung, ererbten Zuständen oder einfach einem Zufall ergeben. Manchmal entsteht der Schaden durch natürliche Abnutzung im Laufe der Zeit. Da die meisten Hautzellen nur einen Mitochondrien haben, um sie über eine Lebensdauer zu erhalten, ist es möglicherweise nicht überraschend, dass die Haut einer der sichtbarsten Bereiche für Alterungseffekte ist.
Die Erforschung der mitochondrialen Theorien des Alterns hat zu einigen Empfehlungen zur Abhilfe geführt. Zum einen wird angenommen, dass B-Komplex-Vitamine einige der durch Mitochondrienschäden verursachten Enzymdefekte lindern und korrigieren. Darüber hinaus können die Substanzen Liponsäure und Alcar die Energiegewinnung des Gehirns auf Mitochondrien lenken, wenn diese Prozesse auf andere Weise behindert wurden.