线粒体对于细胞的正常运作至关重要,然而,随着年龄的增长,线粒体功能会逐渐下降,导致细胞能量供应不足、氧化应激增加以及细胞凋亡的增加,进而引发多种老年疾病。
能量供应不足:线粒体通过氧化磷酸化过程产生ATP,为细胞提供能量。随着年龄的增长,线粒体呼吸链功能会逐渐下降,导致ATP产生减少,细胞能量供应不足,加速老化过程。
氧化应激增加:线粒体是细胞内最主要的自由基产生源之一。随着年龄的增长,线粒体自由基产生增加,导致氧化应激水平升高,损害细胞结构和功能,促进老化进程。
细胞凋亡增加:线粒体功能不全会导致细胞凋亡的增加。细胞凋亡是一种程序性细胞死亡方式,可以清除受损细胞,但在老化过程中,细胞凋亡的过度激活会加速细胞死亡,导致组织器官功能下降。
近年来,越来越多的研究表明线粒体在长寿中发挥着重要作用。相关研究成果:
线粒体DNA拷贝数与长寿:研究发现,长寿老人特别是百岁老人往往能逃脱或延缓常见衰老相关疾病的困扰,且其后代发生老年疾病的概率也显著低于一般人群。这些长寿老人及其后代的线粒体DNA拷贝数水平显著高于普通老年人群,提示线粒体功能的维持可能是其保持健康、获得长寿的关键所在。
线粒体类型与长寿:复旦大学遗传学专家金力教授带领的课题组经过两年多研究发现,D4单倍型线粒体与长寿密切相关。在长寿人群中,这一线粒体类型的人比例远远高于其他年龄对照组。
线粒体移植技术:线粒体移植技术通过将外源性健康线粒体移植进入受损机体,从而改善受体细胞功能,为治疗与线粒体功能障碍相关的疾病提供了新的思路。例如,通过线粒体移植技术改善心肌缺血性损伤、脑损伤等老年相关疾病,有望延长患者寿命。
线粒体在老化与长寿研究中扮演着重要角色,其功能的维持对于细胞正常运作、延缓衰老过程以及实现长寿具有重要意义。
参考文献:(Picard M, McManus MJ, Gray JD, Nasca C, Moffat C, Kopinski PK, Seifert EL, McEwen BS, Wallace DC. "Mitochondrial functions modulate neuroendocrine, metabolic, inflammatory, and transcriptional responses to acute psychological stress." Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(48):E6614-23.)