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Verlängerung der Lebensdauers-Zeitschrift

LE Magazine im Februar 2001

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Die Entwicklung von
maximale Lebensdauer in den Säugetieren
Jedes haben Spezies des Säugetieres ein bekanntes maximales Lebensdauer-Potenzial (MLSP). Eine faszinierende Linie der Forschung angespornt durch die Theorie des freien Radikals des Alterns schlägt vor, dass das MLSP von jedem Spezies dem Niveau eines freien Radikals entspricht, das Superoxide genannt wird. Superoxide ist ein freies Radikal, das vom Sauerstoff gebildet wird, besonders wenn Elektronen heraus von der zellulären Atmungskette lecken. Je niedriger lebt das mitochondrische Superoxideniveau in gegebene Spezies, desto länger Spezies. Ein Ähnliches Verhältnis zwischen Superoxide und MLSP ist auch in den Fliegenspezies gefunden worden. Während dieses nicht notwendigerweise bedeutet, dass Superoxide eine unmittelbare Ursache des Alterns ist, erschließt es einige faszinierende Linien der Untersuchung, obwohl der in hohem Grade spekulativen.

Um einen Einblick in Langlebigkeit zu verstehen die diese Forschung vorausgesetzt hat, ist es notwendig einen feinen Punkt der Tierphysiologie zu betrachten. In den Säugetieren existiert CoQ10 neben der in Verbindung stehenden Form CoQ9. Die Anteile CoQ10 und des CoQ9 schwanken groß zwischen Spezies. Zum Beispiel haben Ratten und Mäuse größtenteils CoQ9, während Kaninchen, Schweine und Kühe größtenteils CoQ10 in den Herzzellmitochondrien haben.
Antioxidansforscher Rajindar Sohal, Achim Lass und Kollegen entdeckten den, je höher der Anteil CoQ9 in Spezies, desto mehr Superoxide wird erzeugt in seinen Herzmitochondrien. Die Spezies mit den höchsten Anteilen von CoQ10 andererseits haben die niedrigste Superoxideproduktion in den Herzmitochondrien und leben das längste. Wie Lass und Sohal es (1999) setzten, ist dieses, das findet, „mit dem spekulativen Begriff in Einklang, den Langlebigkeit mit-entwickelte mit einer relativen Zunahme der Mengen von CoQ10.“ Das heißt, wird die Entwicklung der längeren Lebensdauer in den Säugetieren mit der Entwicklung von höheren Anteilen CoQ10 angeschlossen möglicherweise.

Es gibt möglicherweise keine bedeutungsvolle Weise, Sohals Hypothese experimentell zu prüfen. Er und seine Kollegen machten einen Versuch, in dem sie die natürlichen Anteile CoQ9 und des CoQ10 in lokalisierten submitochondrial Partikeln von einigen Spezies änderten, dann gemessen ihrer Rate der Superoxideproduktion. Bei normalen physiologischen Konzentrationen blieben Superoxideniveaus die selben; nur bei höheres als normalen Konzentrationen tat CoQ10 verringern Superoxidegeneration. So bleibt die Rolle von CoQ10 in der Geschichte eine nachdenklich stimmend zwar ergebnislose Hypothese.

Ein Modell des bioenergetischen Alterns

Entsprechend der Theorie des freien Radikals des Alterns, verursacht die Anhäufung des oxidativen Stresses und der oxydierende Schaden altersbedingte Degeneration. Seit mitochondrialem DNA und der zellulären Atmungskette seien Sie gegen oxydierenden Schaden in hohem Grade anfällig, Ergänzungen dieser Theorie, welche die bioenergetische Theorie des Alterns durch Linnane vorschlug. Abbildung 2 veranschaulicht, wie diese Theorien möglicherweise zusammen passten.

Die bioenergetische Theorie des Alterns

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Abbildung 1. Die Reihe von Kästen auf der Unterseite zeigt, wie mitochondrische Verschlechterung Altern und Degeneration beschleunigen kann, wie durch Linnane vorgeschlagen. Mitochondrien sind gegen oxidativen Stress in hohem Grade anfällig, der die anderen Faktoren verstärkt.


Wenn zelluläre Energie sinkt

Abbildung 2.-Zelle, die programmierten Zelltod durchmacht.

Programmierter Zelltod ist ein fein abgestimmter Prozess der zellulären Selbstzerstörung. Als die Zellpsychiater und dann -fragmente bleiben seine Organellen durch Membranen verhältnismäßig intakt und beiliegend. Benachbarte Zellen oder Makrophagen verdauen sicher die Fragmente. Durch Kontrast im nekrotischen Zelltod schwillt die Zelle und Abbrüche, lösen sich Organellen auf, und Entzündung neigt aufzutreten.

Programmierter Zelltod ist für Jahrzehnte beschrieben worden, aber Wissenschaftler fangen gerade an, seine molekularen Mechanismen zu entwirren. Programmierter Zelltod wird durch die Eröffnung eines Kanals in der inneren Membran der Mitochondrien betätigt, die das „megachannel“ genannt werden (auch genannt die Durchlässigkeitsübergangspore oder PTP). Wenn das megachannel sich öffnet, wird die mitochondrische Membran in hohem Grade durchlässig und verliert seine elektrische Ladung. Zelltod-förderungsfaktoren vom mitochondrischen inneren Membranraum werden in die Zelle freigegeben. Wenn dieses in einem großen genug Anteil der Mitochondrien der Zelle geschieht, kann die Zelle nicht überleben. Dieser Prozess kann entweder zu programmiertem Zelltod oder zu die destruktivere Zelltodbahn führen, die Nekrose genannt wird. Was bestimmt, ob das megachannel sich öffnet und welcher Weg, den die sterbende Zelle nimmt?

Wir wissen jetzt, dass programmierter Zelltod durch die Mitochondrien gesteuert wird. Es wird gedacht, dass, wenn eine plötzliche bioenergetische Katastrophe das megachannel öffnet, bevor die Zelle sich anpassen kann, die Zelle heftigen nekrotischen Tod durchmacht. Andererseits wenn das megachannel sich allmählich in einem genügenden Zeitabschnitt öffnet, breitet ein geordneter zellulärer Selbstmordprozeß stattdessen aus.

Eine Bindungsstelle für die Familie CoQ10 von Mitteln ist gezeigt worden, um die Eröffnung des Megakanals in den Rattenleber- und -muskelzellen zu regulieren. Außerdem zeigt bahnbrechende neue Laborforschung, dass CoQ10 direkt die Eröffnung des megachannel hemmt.

Japanische Forschung zeigt den sichtbaren Effekt von CoQ10 auf Zellen unter Druck. Oxidativer Stress führt zu programmierten Zelltod, teils, indem er die zelluläre Atmungskette beschädigt. Da freie Radikale die regelnden Mechanismen des Metabolismus der Zelle, DNA und Proteine vermindern, ergreift die Zelle anpassungsfähige Maßnahmen. Die Mitochondrien gewöhnlich vergrößern oder fixieren, um „megamitochondria zu bilden.“ Wissenschaftler spekulieren, dass dieses Energie konserviert oder Produktion des freien Radikals verringert. Wenn oxidativer Stress nachläßt, geht möglicherweise die Zelle zum Normal zurück. Jedoch holt zusätzlicher oxidativer Stress auf programmierten Zelltod.

Japanische Wissenschaftler fanden, dass CoQ10 diese pathologischen Änderungen verhindert. Sie gaben eine Gruppe des Rattenhydrazins, eine Droge, die Produktion von freien Radikalen anregt, für 7 bis 8 Tage. Sie gaben einer anderen Gruppe CoQ10 zusätzlich zum Hydrazin. Hepatocytes (Leberzellen) von der gezeigten Hydrazingruppe „vergrößerten bemerkenswert“ Mitochondrien, während Hepatocytes vom Hydrazin plus Gruppe CoQ10 nur „etwas geschwollen wurden,“ wie unten veranschaulicht. Die Autoren stellen, dass CoQ10 megamitochondria Bildung verhinderte, indem es Lipidperoxidation unterdrückte, und möglicherweise fest, indem sie Verminderung der zellulären Atmung verhindern (Lösen des Sauerstoffverbrauchs von Atp-Produktion).


Abbildung 3. CoQ10 schützt Rattenlebermitochondrien vor Giftigkeit des freien Radikals.

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Normale Mitochondrien von der Leber einer unbehandelten Ratte. Megamitochondria von der Leber einer Ratte das Giftstoffhydrazin gegeben. Diese bemerkenswerte Erweiterung der Mitochondrien geht häufig Zelltod von den oxydierenden stess voraus. Mitochondrien von der Leber einer Ratte CoQ10 zusammen mit dem Giftstoff gegeben. Diese Mitochondrien sind fast normal und weisen nur geringfügige Erweiterung auf.

Der Eindruck des Künstlers, et al. angepasst von Adachi K. (1995).

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