發(fā)現(xiàn)抗衰老的關(guān)鍵生化機(jī)制

衰老是生命中不可避免的一部分，但有些物種衰老的方式與其他物種非常不同，甚至與非常相似的物種也不一樣。例如，一種體型與鼴鼠或老鼠相仿的東非嚙齒動(dòng)物--裸鼴鼠，表現(xiàn)出明顯的延緩衰老過程，可活到30歲。來自俄羅斯、德國(guó)和瑞士的科學(xué)家現(xiàn)在在老鼠，蝙蝠和裸鼢鼠細(xì)胞中證實(shí)了一種和衰老相關(guān)的機(jī)制--一個(gè)線粒體內(nèi)膜"輕度的去極化"過程：輕度去極化調(diào)節(jié)細(xì)胞中線粒體活性氧的產(chǎn)生(mROS)，因此是一種抗衰老的機(jī)制。在小鼠中，這種機(jī)制在1歲時(shí)瓦解，而在裸鼴鼠中直到20歲才開始瓦解。近日發(fā)表在《PNAS》上的這篇論文詳細(xì)描述了這一新證實(shí)的機(jī)制。

線粒體活性氧(mROS)，如過氧化氫，是細(xì)胞呼吸的副產(chǎn)品，高劑量的mROS與各種疾病和衰老過程有關(guān)。線粒體內(nèi)外膜有不同的調(diào)節(jié)mROS產(chǎn)生的機(jī)制。細(xì)胞呼吸的關(guān)鍵功能是以ATP(三磷酸腺苷)的形式通過線粒體呼吸鏈復(fù)合物與ATP合酶的偶聯(lián)而產(chǎn)生能量。不同的線粒體膜間隙酶(己糖激酶I + II和肌酸激酶)現(xiàn)已被證實(shí)可略微降低內(nèi)線粒體膜的膜電位("輕度去極化")。這意味著線粒體內(nèi)外空間的電負(fù)荷差異降低，通過ATP合成產(chǎn)生的能量在一定程度上減少。同時(shí)，這導(dǎo)致mROS的生產(chǎn)停止。"這種效應(yīng)的證據(jù)表明，輕度去極化是抗衰老計(jì)劃的一種機(jī)制，可以有效地延緩細(xì)胞的衰老過程，"資深作者Vladimir Skulachev說道。

研究小組發(fā)現(xiàn)不同物種、不同組織和不同年齡段這兩種生化機(jī)制都以不同的強(qiáng)度和效率發(fā)生著：研究人員檢查了小鼠、裸鼴鼠和短尾蝙蝠不同組織(肺、腎、腦、骨骼肌、心臟，和其他組織)中的己糖激酶I + II和肌酸激酶機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)了有趣的差異：輕度去極化在小鼠1歲后顯著開始下降，24個(gè)月后骨骼肌、膈肌、心臟、大腦和脾臟中的水平可以忽略不計(jì)。在肺和腎組織中，輕度去極化隨著年齡的增長(zhǎng)而減弱。"小鼠在壽命1/3的時(shí)候就開始出現(xiàn)抗衰老程序搖搖欲墜的細(xì)胞，而裸鼴鼠和短尾蝙蝠保持輕度去極化的狀態(tài)，因此抑制mROS的產(chǎn)生。這有助于這些物種的非凡壽命。"

這些生化機(jī)制解釋了衰老和細(xì)胞內(nèi)的抗衰老程序是如何運(yùn)作和調(diào)節(jié)的。然而，還沒有確定這些過程在何處以及如何被激活和控制。主要作者M(jìn)ikhail Vyssokikh說："主生物鐘還沒有被確定。我們懷疑它位于下丘腦的視交叉上核，負(fù)責(zé)晝夜節(jié)律和季節(jié)節(jié)律。"這個(gè)問題，以及其他一些未知的老化和抗老化事件的組成部分，將是未來老年學(xué)研究的重要目標(biāo)。