19.1: Митохондрии

Митохондрии — это эукариотические клеточные органеллы, которые, как известно, производят энергию в процессе, называемом окислительным фосфорилированием. Помимо своей основной функции, митохондрии участвуют в различных клеточных процессах, включая рост клеток, дифференцировку, передачу сигналов, метаболизм и старение. Возрастные изменения вызывают снижение качества и целостности митохондрий из-за увеличения митохондриальных мутаций и окислительного повреждения. Таким образом, старение может серьезно повлиять на функции митохондрий, что приведет к аномальным клеточным процессам.

Митохондрии известны своей структурной пластичностью и подвергаются делению или слиянию в зависимости от конкретных клеточных процессов. Например, деление митохондрий связано с митофагией, регуляторным процессом, который специфически удаляет поврежденные митохондрии, тем самым поддерживая гомеостаз тканей. Однако старение может привести к потере или мутации белков, участвующих в делении митохондрий. В конечном итоге это ухудшает митофагию, состояние, которое часто коррелирует с несколькими возрастными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, кардиомиопатии и рак.

Митохондрии связываются с цитоскелетом для облегчения своей собственной мобильности. Это решающий фактор, который позволяет распределить митохондрии по цитоплазмам в клетках со сложной структурой, таких как нейроны. Однако в стареющих клетках цитоскелет может стать нестабильным, что снижает движение митохондрий и приводит к аномальным функциям нейронов.

Выработка энергии посредством дыхания является фундаментальной функцией митохондрий. Митохондриальные дыхательные цепи генерируют супероксидные радикалы в качестве токсичного побочного продукта. Митохондриальная антиоксидантная система обычно нейтрализует эти радикалы. Однако стареющие митохондрии имеют сниженную антиоксидантную способность и не могут бороться с окислительным стрессом от супероксидных радикалов. Это приводит к накоплению активных форм кислорода в клетке, которые в конечном итоге вызывают гибель клетки.