生命衰老的本质原因?一文详解“线粒体衰老”的那些事儿
生物学领域中自由基研究的先驱德纳姆·哈曼于1972年提出了线粒体衰老理论。哈曼说,衰老应该由线粒体的自由基泄漏率,再加上细胞固有的保护或修复损伤的能力共同决定。而随着年龄的增长,我们身体内的线粒体的数量和质量不断下降,线粒体的健康程度决定了生物的健康程度,NAD+在这过程当中起着关键作用。

一、线粒体衰老的表现
1.线粒体数量下降
随着年龄的增长,细胞内线粒体的数量逐渐减少。在老年个体的肌肉细胞中,线粒体数量可能只有年轻个体的一半左右[1]。例如心肌细胞这样高能量需求的细胞,线粒体数量下降会使其收缩功能变弱,因为心肌的持续收缩需要大量的ATP供应。

2. 线粒体质量下降
线粒体呼吸链是产生ATP的关键结构。衰老时,呼吸链中的复合物(如复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)可能会出现结构和功能的异常。电子传递受阻会使质子(H⁺)不能有效地被泵出线粒体膜间隙,从而减少了电化学梯度的形成,导致其质量下降。

当线粒体功能受损时,会导致多种疾病的发生,如线粒体肌病、心力衰竭、神经退行性疾病等。
二、NAD+延缓线粒体衰老
1.为线粒体供能[2]
NAD+在细胞能量代谢过程中扮演关键角色。它是线粒体中三羧酸循环的重要辅酶,参与将营养物质转化为细胞可以利用的能量形式——三磷酸腺苷(ATP)。充足的 NAD+水平能够确保线粒体高效地产生能量,维持细胞的正常生理功能。

2.维持线粒体功能稳定
(1)参与电子传递:NAD+作为电子受体和供体,参与线粒体呼吸链中的电子传递过程,这一过程对于产生 ATP 以及维持细胞的氧化还原平衡至关重要;
(2)调控线粒体自噬:适当水平的 NAD+可以促进线粒体自噬,即清除受损的线粒体,从而维持线粒体群体的健康和功能。
3.延缓细胞衰老[3]
随着年龄的增长,体内 NAD+水平逐渐下降,导致线粒体功能衰退。线粒体功能异常与衰老及多种衰老相关疾病密切相关。通过提高体内 NAD+水平,可能有助于改善线粒体功能,延缓细胞衰老进程。
三、如何有效补充NAD+

1.规律运动
适量进行有氧运动,如散步、游泳等,可以提升心肺功能,促进血液循环,一定程度上提高体内NAD+含量,对改善线粒体功能有益。
2.均衡饮食
增加富含NAD+前体分子的新鲜水果蔬菜摄入量,有助于提高体内NAD+含量减少自由基对线粒体的损伤,保护线粒体膜和DNA,维持线粒体的正常功能。
3.提升NAD+水平[4]
通过营养补充剂来增加NAD+的水平。如NMN是NAD+的前体物质,补充NMN可以提高细胞内NAD+水平,增强线粒体的功能,改善能量代谢,对线粒体具有保护和修复作用。当然,直接外源性补充NAD+是改善线粒体功能最有效的方式。
结论:
综上所述,衰老的特征是线粒体稳态丧失和 NAD+水平的降低,因此通过补充NAD+营养剂增强代谢,可以保持线粒体功能稳定,延缓衰老,有效预防神经退行性疾病、代谢疾病以及心血管疾病等。
在众多补充NAD+的方式中,又以直接外源性滴注补充NAD+吸收率更高,见效更快,为最有效的补充方式之一。
参考文献:
[1]Nunnari J, Suomalainen A. Mitochondria: in sickness and in health. Cell. 2012 Mar 16;148(6):1145-59.
[2]Ng M, Wai T, Simonsen A. Quality control of the mitochondrion. Dev Cell. 2021 Apr 5;56(7):881-905.
[3]Harrington J, Ryter S, Price D, et al. Mitochondria in health, disease, and aging. Physiol Rev. 2023 Oct 1;103(4):2349-2422.
[4]Amorim J, Coppotelli G, Rolo A,et al. Mitochondrial and metabolic dysfunction in ageing and age-related diseases. Nat Rev Endocrinol. 2022 Apr;18(4):243-258.
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