為什么細(xì)胞，乃至人類會(huì)衰老?答案可能與線粒體有很大關(guān)系，線粒體是為細(xì)胞提供能量的細(xì)胞器。雖然這個(gè)想法并不新鮮，但一直缺乏人體細(xì)胞的直接證據(jù)。到目前為止。

在 1 月 12 日發(fā)表于Communications Biology的一項(xiàng)研究中，由哥倫比亞大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，線粒體受損的人體細(xì)胞會(huì)通過加快速度并消耗更多能量來(lái)做出反應(yīng)。雖然這種稱為代謝亢進(jìn)的適應(yīng)性提高了細(xì)胞的短期存活率，但它的代價(jià)很高：細(xì)胞衰老的速度急劇增加。

“這些發(fā)現(xiàn)是在患有罕見線粒體疾病的患者的細(xì)胞中進(jìn)行的，但它們也可能與影響線粒體的其他疾病有關(guān)，包括神經(jīng)退行性疾病、炎癥和感染，”首席研究員 Martin Picard 博士說(shuō)，他是副教授哥倫比亞大學(xué)瓦格洛斯內(nèi)外科醫(yī)學(xué)院行為醫(yī)學(xué)(精神病學(xué)和神經(jīng)學(xué))教授。

“此外，代謝亢進(jìn)可能是大多數(shù)細(xì)胞隨著年齡增長(zhǎng)而退化的關(guān)鍵原因。”

代謝亢進(jìn)的細(xì)胞衰老得更快

人們普遍認(rèn)為，線粒體缺陷(會(huì)損害食物來(lái)源向可用能量的轉(zhuǎn)化)會(huì)迫使細(xì)胞減慢新陳代謝速度以保存能量。然而，通過分析線粒體疾病患者細(xì)胞的代謝活動(dòng)和能量消耗，研究人員發(fā)現(xiàn)線粒體受損的細(xì)胞的能量消耗增加了一倍。此外，重新分析數(shù)百名患有不同線粒體疾病的患者的數(shù)據(jù)表明，線粒體缺陷也會(huì)增加全身水平的生活能量成本。

雖然這種能量提升可以讓細(xì)胞保持運(yùn)轉(zhuǎn)，但它也會(huì)降解細(xì)胞的端粒(保護(hù)我們?nèi)旧w末端的帽)并激活應(yīng)激反應(yīng)和炎癥。凈效應(yīng)加速了生物老化。

“當(dāng)細(xì)胞消耗更多能量來(lái)制造短期生存所必需的蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)時(shí)，它們很可能會(huì)從確保長(zhǎng)期生存的過程中竊取資源，例如維持端粒，”研究生和主要作者 Gabriel Sturm 說(shuō)。這項(xiàng)研究。

代謝亢進(jìn)、疲勞和衰老

這種高代謝狀態(tài)可以解釋為什么患有線粒體疾病的人會(huì)出現(xiàn)疲勞和運(yùn)動(dòng)不耐受等癥狀。“為了彌補(bǔ)細(xì)胞中額外的能量消耗，你的身體會(huì)‘告訴’你不要過度勞累，以保存能量。隨著人們年齡的增長(zhǎng)和他們的活力減弱，我們可能會(huì)看到同樣的動(dòng)態(tài)，”皮卡德說(shuō)。

該研究并未指出針對(duì)目前無(wú)法治愈的線粒體疾病患者的任何新療法，但它確實(shí)強(qiáng)化了目前對(duì)患者多運(yùn)動(dòng)的建議。“這似乎違反直覺，因?yàn)槿绻愀钴S，你會(huì)消耗更多的能量，并可能使你的癥狀惡化，”Sturm 說(shuō)。“但眾所周知，運(yùn)動(dòng)可以提高有機(jī)體的效率。例如，與不運(yùn)動(dòng)的人相比，跑步的人使用更少的能量來(lái)維持基本的身體過程。”

提高機(jī)體效率會(huì)降低細(xì)胞的能量消耗并改善疲勞和其他癥狀，這可能部分解釋了運(yùn)動(dòng)對(duì)線粒體疾病患者和其他健康人的健康益處。

Picard 說(shuō)，在尋找線粒體疾病的新療法時(shí)，研究人員應(yīng)該關(guān)注代謝亢進(jìn)。“雖然線粒體缺陷確實(shí)會(huì)損害細(xì)胞產(chǎn)生能量的能力，但能量缺乏可能不是主要的疾病引發(fā)者。我們的研究表明這些缺陷會(huì)增加能量消耗。為了在治療上移動(dòng)針頭，我們可能需要針對(duì)代謝亢進(jìn)。我們需要更多的研究知道這是否行得通。”

代謝亢進(jìn)也常見于其他疾病。如果增加的細(xì)胞能量消耗在推動(dòng)衰老過程中起著因果作用，那么針對(duì)高代謝可能是改善疲勞、改善人們生活質(zhì)量甚至延緩生物衰老的一種方法。

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