Itt írjon a(z) Mitochondrium_oregedes-ról/ről

A mitokondriumok szerepe az öregedésben

• Az öregedés során bekövetkező változások a szervezetben

Az öregedés az elmúlt évtizedekben egy nagyon intenzíven kutatott terület, amelyben számos folyamat közrejátszik. Ezek közül a mai tudásunk szerint a mitokondriumoknak van a legnagyobb szerepe, ugyanis az energiatermelés nélkülözhetetlen a sejtek megfelelő működéséhez. Az öregedés során romlanak a szervezet élettani funkciói: mitokondriális légzési lánc diszfunkció alakul ki, amely csökkent energiatermelést eredményez a sejtben. Ennek következtében kialakulnak az öregedéssel kapcsolatos betegségek is, mint például az Alzheimer kór, Parkinson kór, daganatos betegségek, 2-es típusú cukorbetegség (Anton és mtsai, 2015; Basaria, 2013; Fulop és mtsai, 2010). A kialakuló életminőség csökkenésben szerepet játszanak külső (exogén), és belső (endogén) tényezők, azonban ezek éles elkülönítése nem lehetséges, mivel egymásra kölcsönösen ható, komplex folyamatokról van szó.

A mitokondrium funkcióra hatással lévő exogén tényezők között meg kell említenünk a hormonokat (Vaitkus és mtsai, 2015; Velarde, 2014), a test fizikai állapotát (Gram és mtsai, 2015), valamint egyéb hatásokat, mint a dohányzás, karcinogén anyagok, sugárzás.

Az endogén tényezők közé pedig a sejtben és a mitokondriumban keletkező termékek tartoznak, amelyek zavart okoznak a mitokondrium funkcióban: mitokondriális DNS mutációk, reaktív oxigén gyökök.

Ezen tényezők együttes hatása fejti ki a mitokondriumban bekövetkező funkcionális degradációt, amely az öregedéshez vezethet (Kauppila és mtsai, 2017).

A mitokondriumban bekövetkező változások

Morfológiai változások

Az említett exogén és endogén tényezők következtében morfológiai és számbeli változások következnek be a mitokondriumok esetében. A vázizomban és az agyban az öregedéssel párhuzamosan megfigyelték a mitokondriumok számának csökkenését, abnormális megnagyobbodását, és morfológiai változását: a mitokondriumok ovális helyett egyre inkább gömb alakúak lettek (Palomera-Avalos és mtsai, 2016; Crane és mtsai, 2010; Shigenaga és mtsai, 1994; Terman és mtsai, 2010).

Mutációk a mitokondriális DNS-ben

Nem csak morfológiai változások következnek be az öregedéssel, a mitokondriális DNS is jelentős változásokon megy át. Az idő előrehaladtával mitokondriális DNS mutáció akkumuláció figyelhető meg, ezáltal oxidatív foszforiláció diszfunkció alakul ki, ami a sejtek között mozaikszerűen jelenik meg (Larsson, 2010).

A mtDNS mutációk jelentősége kiemelendő, ugyanis a mitokondriális DNS által kódolt, és termelt fehérjék az oxidatív foszforilációban vesznek részt, amely a sejt energia ellátásáért felelős. Az itt keletkező mutációk jelentős hatással vannak a sejt energia háztartására, valamint funkciójára (Chinnery, 2015; Keogh, M.J. és Chinnery, P. F., 2015).

Bogenhagen és Clayton (1977) kimutatták, hogy a mtDNS több száz példányban van jelen minden sejtben, és az élet során replikálódik a sejtciklus által meghatározott módon.

Minden szervezetben jelen van egy bizonyos szintű mtDNS mutáció (Payne és mtsai, 2013). Ez érintheti a teljes mitokondriális genomot (homoplazmás mutáció), vagy csak a másolatok egy részét (heteroplazmás mutáció). A mutációk mértékének el kell érnie egy küszöbértéket, hogy mitokondrium diszfunkció alakuljon ki (Boulet és mtsai, 1992; Larsson és mtsai, 1992; Rossignol és mtsai, 2003; Stewart és Chinnery, 2015). Ezt a bizonyos küszöbértéket, csak azon mutációk érhetik el, amelyeknek elég idejük van replikálódni, tehát, amelyek öröklődtek, vagy az embrionális korban keletkeztek (Elson és mtsai, 2001).

A mtDNS mutációk többféle módon keletkezhetnek: örökletesen, oxidatív sérülések által, replikációs hibákból adódóan, illetve az elégtelen hibajavító működés következtében.

ROS (reaktív oxigén gyökök) okozta változások

Harman elmélete

A XX. század közepén kezdtek el foglalkozni a reaktív oxigén gyökök szerepével azon folyamatokban, amelyek az öregedéshez vezethetnek. Harman (1956) adta ki az öregedés szabad gyökös elméletét, miszerint az öregedéshez a növekvő ROS termelés vezet, amely oxidatív sérüléseket okozva, következetes diszfunkciót vált ki a nukleinsavakban, fehérjékben, lipidekben.

Harman (1972) kiegészítette alapvető teóriáját, miszerint az öregedésben szerepet játszó reaktív oxigén és nitrogén gyökök egyaránt a mitokondriumban termelődnek, és ott is fejtik ki hatásukat.

A ROS kialakulása, hatásmechanizmusa

A ROS legnagyobb része a mitokondriumban termelődik az elektrontranszport-lánchoz kötötten a terminális oxidáció során. Az elektronok szivárgása (főleg az I., és III. komplexből) a termelődés oka, ugyanis ezek az elektronok az oxigént szuperoxid anionná redukálják. A szuperoxid jelentősége abban rejlik, hogy számos sejten belüli folyamatnak a prekurzora (Turrens, 2003; Murphy, 2009).