Каковы некоторые митохондриальные теории старения?

Старение или старение обычно рассматривается как необходимый компонент человеческой жизни. Геронтология охватывает изучение процессов старения и эффектов старения, и одна интригующая ветвь геронтологии стремится понять биологические процессы, способствующие старению. Существует много теорий старения, и более чем немногие рассматривают роль крошечной клеточной структуры, о которой многие люди даже не подозревают: митохондия. Эта структура помогает во многих клеточных функциях, и нарушения в любой из следующих функций могут потенциально вызывать старение: клеточное деление, передача сигналов клетки и гибель клетки. Возможно, самая известная митохондриальная теория старения касается воздействия нестабильных молекул кислорода, называемых свободными радикалами, на структуры митохондрий.

Митохондрии могут рассматриваться как энергетические фабрики клеток. Каждая клетка человека обладает от десятков до тысяч таких фабрик. Каждая крошечная митохондрия работает, чтобы производить энергию, которая приводит в действие различные процессы, от дыхания до ходьбы. Они создают эту энергию, разбивая молекулы пищи на электроны, которые затем сохраняются в энергетических пучках аденозинтрифосфата (АТФ).

Митохондриальные структуры имеют другой вид дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), чем другие клеточные части. ДНК, содержащаяся в митохондриях, известна как митохондриальная ДНК (мДНК), и она не содержит такой же уровень защиты, как традиционная ДНК. Как ферменты, так и белки, называемые гистонами, обычно защищают ДНК от любого серьезного повреждения, но в мДНК отсутствуют эти вещества. Следовательно, поскольку митохондрия наносит ущерб, то и энергетические процессы, которые в значительной степени определяют возможности человека. Таким образом, клеточная дегенерация является одним из наиболее важных подходов к митохондриальным теориям старения.

Тесно связанным подразделением митохондриальной теории старения клеток является теория свободных радикалов. Большинство молекул в организме работают стабильно и предсказуемо, однако нестабильность все еще может возникать, особенно в молекулах кислорода организма. Как только молекулы кислорода теряют свой порядок, их называют свободными радикалами. Эти хаотические частицы могут нанести серьезный ущерб хрупким областям, и они процветают в митохондриальных областях, так как каждая митохондрия выполняет дыхание для клеток. Из-за отсутствия защиты нити митохондриальной ДНК являются одними из наиболее уязвимых для атаки свободных радикалов.

Митохондрии имеют другие ключевые функции, помимо выработки энергии, и каждая из этих функций может служить линзой в митохондриальных теориях старения. Например, вещества являются важным краеугольным камнем клеточного деления, при котором одна клетка делится на несколько новых клеток. Этот процесс помогает заменить старые и изношенные клетки, поэтому, если клеточное деление замедляется или останавливается, то последствия пролиферации старых клеток будут ощущаться как внутри, так и вне организма. Дисфункциональные митохондрии будут сильно влиять на возможности клеточного деления.

С другой стороны, эти структуры могут также в значительной степени диктовать запрограммированную гибель клеток: процесс, при котором клетки по существу самоуничтожаются. Различные процессы, которые могут способствовать этому самоубийству, включают фрагментацию ДНК, мутацию клеточных мембран, разрушение и сокращение ядра клетки. Если запрограммированная гибель клеток проявляется в результате старения, как считают многие исследователи, то роль митохондрий в облегчении запрограммированной гибели клеток добавляет еще один аспект к митохондриальным теориям старения.

Клетки могут связываться друг с другом в значительной степени из-за митохондрий. Митохондрии помогают в передаче сигналов клеткам, когда клетки передают импульсы информации, касающиеся равновесия, восстановления тканей и других процессов. Устойчивое повреждение митохондрий может привести к ошибкам при обработке этой информации. Исследователи, сосредоточенные на теориях ошибок, обвиняют этот результат во многих заболеваниях. Теоретики старения могут также приписывать ошибочную передачу сигналов клеткам процессам старения.

Многие факторы могут влиять на здоровье и функционирование митохондрий. Как упоминалось ранее, теория свободных радикалов дает одно объяснение дефектных митохондрий. Клеточные мутации могут нанести аналогичное повреждение, и эти мутации могут возникнуть в результате диеты, наследственных состояний или просто случайности. Иногда повреждение происходит от естественного износа с течением времени. Поскольку у большинства клеток кожи есть только один митохондрий, чтобы поддерживать их в течение всей жизни, возможно, неудивительно, что кожа является одной из наиболее заметных областей воздействия старения.

Исследование митохондриальных теорий старения привело к некоторым рекомендациям по лечению. С одной стороны, считается, что комплексные витамины группы В облегчают и корректируют некоторые нарушения фермента, вызванные повреждением митохондрий. Кроме того, вещества липоевая кислота и алкар могут перенаправлять энергетическую деятельность мозга на митохондрии, когда этим процессам препятствуют другие процессы.