线粒体 — 生命的发动机

人体由60亿兆细胞组成,细胞的健康程度直接影响着人体健康。而细胞所需的95%的能量都来自于线粒体,它能合成三磷酸腺苷(ATP),为细胞提供生命能量,同时也调控着细胞的生长、凋谢,因此,线粒体也有生命的发动机之称。

注:葡萄糖是人体能量供应的主要來源之一,但其不能直接进入线粒体,而是需要在细胞内变成丙酮酸(源于糖,蛋白质和脂肪的消化产物)才能够进入线粒体。葡萄糖不能进入线粒体中其主要原因有:

    • 1. 线粒体的内膜通透性低,只允许疏水性的小分子通过,由于葡萄亲水性高,因此不能通过线粒体内膜。
    • 2. 而大分子和亲水性(即带电荷的)分子要通过内膜需要有特殊运输蛋白(transport proteins)的帮忙,而线粒体没有对应葡萄糖的运输蛋白。
    • 而丙酮酸则是用H+梯度並借助运输蛋白进行主动运输进入线粒体内膜的

衰老的本质是细胞修复能力的下降,而细胞修复的能量来源有赖于线粒体能量转化。细胞代谢的过程,其基础就是线粒体的氧化代谢过程,在这个过程中线粒体会不断地磨损消耗,进而丧失功能,导致细胞的衰亡。

一般情况下,在人30岁之后,线粒体的效率就开始下降;到70岁时会下降到年轻时的一半。发动机老化,我们的各种身体器官,尤其是那些最需要能量的器官,即心、脑、视网膜、卵巢也会随之老化,线粒体衰老可以说是身体衰老的根源。 — 跟体内的 辅酶1(NAD+)水平有关

线粒体是直接利用氧气制造能量的部位,90%以上吸入体内的氧气被线粒体消耗掉。但是,氧是个“双刃剑”,一方面生物体利用氧分子制造能量,另一方面氧分子在被利用的过程中会产生活性氧自由基(ROS)伤害生物体造成氧毒性。

研究表明,大部分与衰老相关的健康问题,如皮肤老化、动脉粥样硬化 、关节炎 、老年痴呆症等都与自由基密切相关。 线粒体利用氧分子的同时也不断受到氧毒性的伤害,线粒体损伤超过一定限度,细胞就会衰老死亡。

在正常生理状态下,细胞内抗氧化能力与活性氧水平处于动态平衡状态,对维持细胞正常生理功能具有重要作用。但是,当一些原因导致氧自由基超过了线粒体的处理能力,比如说线粒体自身损伤等导致其功能障碍,或是“中和物质”不足够,细胞内ROS含量会增高,高浓度的ROS就会诱发氧化应激反应,致使细胞死亡

高浓度的ROS也会对线粒体DNA(mtDNA)造成损害。由于mtDNA没有组蛋白保护且线粒体自身没有有效的DNA损伤修复系统,线粒体DNA容易受损或突变,影响线粒体氧化磷酸化能力,致其供能不足。

若是体内的线粒体不足,身体就会尽量减少消耗,我们的心脏、肝肾、眼睛机能都会下降,而如果线粒体发生损伤且没有得到及时的修复和清理,细胞功能就会进一步受到损伤,导致其坏死和自噬,身体表现出来的状态就是疾病和衰老。


文章内容摘自 知乎 – 芽谱   添加了 一些新内容 有关 NMN 的。

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