线粒体损伤与衰老
温馨提醒：本文属严谨学术风，篇幅较长，请合理安排阅读时间。
本期看点：
1. 线粒体和衰老
2. 线粒体与氧化应激
3. 线粒体损伤
4. 线粒体损伤的饮食干预
5. 市场产品简介
衰老在进行，疾病随之发生：关节炎、肌少症、骨质松弛症、心脏病、癌症、阿尔兹海默症。。。
衰老是一个复杂的生物学过程，细胞衰老是细胞在执行生命活动过程中，随时间的推移，细胞增殖与分化能力及生理功能逐渐发生衰退的变化过程。研究发现越来越多的疾病与细胞衰老有关，例如肿瘤、特发性肺纤维化、高血压、帕金森综合征、糖尿病等。
而健康的老去，是对生命的尊重。不与疾病疼痛作伴的衰老，才是值得被期待的！
线粒体和衰老
线粒体是细胞内氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷（ATP）的主要场所，为细胞的生命活动提供直接能量,有“细胞动力工厂”之称。线粒体的主要功能是将高能物质经过三羧酸循环产生的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸通过电子传递链转化为腺苷三磷酸，为机体细胞供能，调节能量代谢。线粒体作为机体细胞最重要的供能“机器”，其呼吸能力直接关系心肌和骨骼肌的功能，因此线粒体呼吸能力下降会导致心肌和骨骼肌功能障碍，诱发心肌、骨骼肌细胞衰老。同时，线粒体电子传递链的完整对于维持线粒体正常呼吸功能至关重要，许多动物模型中发现线粒体电子传递链复合体的生物合成直接影响细胞衰老。
线粒体是维持我们机体组织结构和功能的细胞器,从哲学意义上说,它起到规范我们的机体,抵抗宇宙中各种无序趋势的作用,这种无序趋势的程度被称之为熵，人最终走向死亡的原因就是大千世界中那些无序的倾向超越了人体的有序和稳定。线粒体正是通过制造能量、减少炎症反应以及促进机体修复等途径为机体带来健康和稳定,如果某一器官和组织内的线粒体制造能量的过程出现紊乱,那么这个机器和组织便不会获得足够的有序能量,至此,机体和器官便开始走向衰败。
关于线粒体在衰老过程中的重要作用己经被证实。大量的遗传学实验结果已经表明：线粒体在老鼠、果蝇和秀丽线虫的衰老中起着重大作用。在老鼠中表达线粒体的过氧化氢酶可以延长其寿命。在秀丽线虫中通过突变抑制超氧化物歧化酶-2或-3的活性可以导致线虫生存能力的下降。此外很多科学家发现寿命很长的线虫中，氧自由基的损害非常的小。
从生化上讲，线粒体损伤引发线粒体功能障碍能够导致活性氧类代谢紊乱，活性氧类（ROS）水平的升高具有细胞毒性作用，造成脂质、蛋白质、DNA损伤，细胞周期阻滞，激活DNA损伤应答，导致细胞衰老。
衰老是一个从低等生物到高等生物都普遍存在的过程，是细胞胞内组分损伤积累致使的细胞和组织功能逐步下降，最终导致机体生存率随时间逐步下降的复杂过程。衰老作为一个进化上保守的过程，受到各种内在和外在因素的影响，衰老同时是许多衰老相关疾病(包括心脑血管疾病、神经退行性疾病、II型糖尿病及部分癌症等)的主要风险因子。
线粒体功能障碍在当前研究中已被证实与衰老进程存在复杂关系。老年小鼠电镜下可观察到脑线粒体数目减少，体积肿胀，形状受损。线粒体数量减少，ATP生成减少，则能量供应不足而使机体代谢能力下，从而发生一系列衰老变化。线粒体生物合成减少与缺陷线粒体清除不足会导致其损伤累计和更新更少，共同促进衰老的进展。有研究发现细胞凋亡之前线粒体膜的通透性增加，线粒体内细胞色素C释放入胞浆，同时或之后线粒体跨膜电位崩溃，最后出现核酸酶的激活，细胞进入不可逆的过程。细胞凋亡使体细胞特别是具有重要功能的细胞如脑细胞数量减少，造成其组成的重要器官如脑皮层的萎缩等老年性退行性病症。
线粒体与氧化应激
氧化应激以及其造成的线粒体损伤是造成疾病的重要病理生理途径。我们可以将氧化应激理解为，氧化还原反应之间的平衡被打破，氧化占据领先地位。而人体内时刻在发生着氧化还原反应，并维持着某种平衡，当氧化和抗氧化过程不平衡（比如疾病、微生物、紫外线、抗氧化剂补充不足、外界环境因素、人体长期消耗疲劳状态、精神因素等）会导致更多氧化。这时候就可能产生较多的活性氧（ROS），包括超氧阴离子（O₂-）、羟自由基（·OH）和过氧化氢（H₂O₂）、脂质过氧自由基（LOO·）。这些氧化剂是DNA氧化磷酸化系统的副产物，其产生脂质过氧化物、氮、硫化物以及其他类型的自由基，会导致线粒体脂质过氧化、蛋白氧化及mtDNA突变，造成线粒体功能障碍和细胞损伤。举例来说：长期处于阳光下暴晒的人群,脸上的皱纹深。紫外线会促使皮肤产生大量自由基,对皮下组织和胶原蛋白进行氧化损伤,并使两者交链,从而影响皮肤的外表结构和基地组织,改变皮肤的外在表现,这个例子可以帮助我们了解肉眼不可见的自由基氧化损伤是组织老化的过程。
线粒体损伤
线粒体DNA呈裸露的环状双螺旋结构,缺乏蛋白保护和损伤修复系统,容易受到本身氧化磷酸化过程中产生的氧自由基的损伤而发生突变,突变率远高于细胞核DNA。许多研究表明线粒体DNA突变产生了许多与线粒体功能障碍有关的临床症状。随年龄增长,线粒体DNA突变严重积累,可与帕金森病、老年痴呆等退行性疾病的发生相关。
线粒体损伤可导致几乎所有的慢性疾病发生，线粒体损伤导致的常见症状：焦虑、抑郁、头疼、较差的心理功能和认知能力，对感染抵抗力较弱，消化问题，肌肉和关节疼痛，头晕、低血糖等，有些人伴有未知原因的疲劳、无力及虚脱感。其相应的疾病：阿尔兹海默症、帕金森症、多发性硬化症、纤维肌痛、骨性关节炎、类风湿性关节炎、心血管疾病、癌症、慢性疲劳综合症等。
线粒体损伤的饮食干预
造成氧化应激和线粒体损伤的饮食来源有：炭烤食品和多环芳香烃、过量的糖、葡萄糖、精致碳水化合物、精细加工食品，过量饮酒、香烟等导致细胞因子增加的因素，暴饮暴食导致机体囤积多余热量，饮食中的腐败脂肪，大量摄入饱和动物脂肪，营养不足和营养缺乏。
我们的机体通过亿万年的演化进化出了一套防止线粒体氧化损伤的精密的抗氧化保护系统。线粒体膜上有着丰富的不饱和脂肪酸,而形成一种有效抗氧化的保护屏障;氧化还原缓冲剂是线粒体内的高层次功能部分,它就好像是电线的绝缘层,保护着线粒体免受损伤;还有大量的高水平的抗氧化酶,如过氧化氢酶（依赖铁元素）、超氧化物歧化酶（依赖锌/铜/锰）和谷胱甘肽过氧化物酶（依赖硒）等,可以控制并降低氧化形式的谷胱甘肽浓度,这也是线粒体保护机制的一部分，线粒体含有大量的内源性小分子抗氧化物质如α硫辛酸、被视为电子传递链上的绝缘体的辅酶Q10、能跨线粒体外膜运输的左旋肉碱、谷胱甘肽、胆固醇、半胱氨酸等。
减少氧化应激，提高线粒体功能的营养素主要有：
微量元素：类胡萝卜素物质如叶黄素、番茄红素、玉米黄质，维生素A、维生素C、维生素D、锌、硒
植物抗氧化剂：绿茶多酚、花青素、槲皮素、姜黄素、白藜芦醇、水飞蓟、迷迭香
辅酶Q10、肌酸、N-乙酰半胱氨酸、还原性谷胱甘肽、α硫辛酸等
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总之，健康老去不是梦，体现在线粒体的重要性，饮食干预只是一部分。
编辑、校对：五花瓜
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