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Rivista del prolungamento della vita

LE Magazine febbraio 2001

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L'evoluzione di
durata della vita massima in mammiferi
Ogni le specie di mammifero ha un potenziale massimo conosciuto di durata della vita (MLSP). Una linea intrigante di ricerca ispirata dalla teoria del radicale libero di invecchiamento suggerisce che il MLSP dell'ogni specie corrisponda al livello di radicale libero chiamato superossido. Il superossido è un radicale libero formato da ossigeno, particolarmente quando gli elettroni perdono dalla catena respiratoria cellulare. Più basso il livello mitocondriale del superossido in specie date, più lungamente le specie vive. Una simile relazione fra superossido e MLSP inoltre è stata trovata in specie della mosca. Mentre questo necessariamente non significa che il superossido è una causa diretta di invecchiamento, apre alcune linee affascinanti di indagine, anche se di quelle altamente speculative.

Per capire una comprensione nella longevità che questa ricerca ha assicurato, è necessario da considerare un punto fine della fisiologia animale. In mammiferi, CoQ10 esiste accanto alla forma relativa CoQ9. Le proporzioni di CoQ10 e di CoQ9 variano notevolmente fra le specie. Per esempio, i ratti ed i topi hanno principalmente CoQ9, mentre i conigli, i maiali e le mucche hanno principalmente CoQ10 in mitocondri delle cellule del cuore.
I ricercatori antiossidanti Rajindar Sohal, Achim Lass e colleghi hanno scoperto che più alta la proporzione di CoQ9 in specie, più il superossido è generato in suoi mitocondri del cuore. Le specie con le proporzioni elevate di CoQ10, d'altra parte, hanno la produzione del superossido più bassa in mitocondri del cuore e vivono il più lungo. Come la ragazza e Sohal lo hanno messo (1999), questo che trova è “coerente con la nozione speculativa che la longevità co-ha evoluto con un aumento relativo negli importi di CoQ10.„ Cioè l'evoluzione della durata della vita più lunga in mammiferi può essere collegata con l'evoluzione delle proporzioni elevate di CoQ10.

Non ci può essere modo significativo verificare sperimentalmente l'ipotesi di Sohal. Lui ed i suoi colleghi hanno fatto un tentativo in cui hanno alterato le proporzioni naturali di CoQ9 e di CoQ10 nelle particelle submitochondrial isolate da parecchie specie, quindi misurato i loro tassi di produzione del superossido. Alle concentrazioni fisiologiche normali, i livelli del superossido sono rimanere gli stessi; soltanto alle concentrazioni più superiore normali ha fatto CoQ10 riducono la generazione del superossido. Così il ruolo di CoQ10 nell'evoluzione rimane comunque un'ipotesi inconcludente interessante.

Un modello di invecchiamento bioenergetico

Secondo la teoria del radicale libero di invecchiamento, l'accumulazione dello sforzo ossidativo ed il danno ossidativo causa la degenerazione relativa all'età. Poiché il DNA mitocondriale e la catena respiratoria cellulare sono altamente suscettibili di danno ossidativo, complementi che di questa teoria la teoria bioenergetica di invecchiamento ha proposto da Linnane. Figura 2 illustra come queste teorie potrebbero adattarsi insieme.

La teoria bioenergetica di invecchiamento

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Figura 1. La serie di scatole sul fondo mostra come il deterioramento mitocondriale può accelerare l'invecchiamento e la degenerazione, come proposto da Linnane. I mitocondri sono altamente suscettibili dello sforzo ossidativo, che rinforza gli altri fattori.


Quando l'energia cellulare diminuisce

Figura 2. cellula che subisce morte programmata delle cellule.

La morte programmata delle cellule è un processo ben-orchestrato di autodistruzione cellulare. Come gli strizzacervelli e poi i frammenti delle cellule, i suoi organelli rimangono relativamente intatti ed inclusi dalle membrane. Le cellule o i macrofagi vicini digeriscono sicuro i frammenti. Al contrario, nella morte necrotica delle cellule la cellula gonfia e le rotture, gli organelli si disintegrano e l'infiammazione tende ad accadere.

La morte programmata delle cellule è stata descritta per le decadi, ma gli scienziati stanno cominciando appena a dipanare i suoi meccanismi molecolari. La morte programmata delle cellule è attivata dall'apertura di un canale nella membrana interna dei mitocondri chiamati “il megachannel„ (anche chiamato il poro di transizione di permeabilità, o PTP). Quando il megachannel si apre, la membrana mitocondriale diventa altamente permeabile e perde la sua carica elettrica. I fattori dipromozione delle cellule dallo spazio interno mitocondriale della membrana sono scaricati nella cellula. Quando questo accade in una proporzione abbastanza grande dei mitocondri delle cellule, la cellula non può sopravvivere a. Questo processo può condurre alla morte programmata delle cellule, o alla necrosi chiamata via più distruttiva di morte delle cellule. Che cosa determina se il megachannel si apre e quale percorso che la cellula di morte prende?

Ora sappiamo che la morte programmata delle cellule è controllata dai mitocondri. È pensato che quando una catastrofe bioenergetica improvvisa apre il megachannel prima che la cellula possa adattarsi, la cellula subisca la morte necrotica violenta. D'altra parte, quando il megachannel si apre gradualmente su un periodo sufficiente, un processo cellulare ordinato di suicidio spiega invece.

Una sede del legame per la famiglia CoQ10 dei composti è stata indicata per regolare l'apertura del mega-Manica in cellule del fegato e di muscolo del ratto. Inoltre, la nuova ricerca approfondita del laboratorio indica che CoQ10 direttamente inibisce l'apertura del megachannel.

La ricerca giapponese mostra l'effetto visibile di CoQ10 sulle cellule nell'ambito dello sforzo. Lo sforzo ossidativo conduce alla morte programmata delle cellule, parzialmente danneggiando la catena respiratoria cellulare. Poichè i radicali liberi degradano i meccanismi regolatori del metabolismo delle cellule, DNA e proteine, la cellula appronta le misure adattabili. I mitocondri tipicamente ingrandicono o fondono per formare “il megamitochondria.„ Gli scienziati speculano che questo conserva l'energia o riduce la produzione del radicale libero. Se lo sforzo ossidativo si abbassa, la cellula può ritornare al normale. Tuttavia, lo sforzo ossidativo supplementare procura la morte programmata delle cellule.

Gli scienziati giapponesi hanno trovato che CoQ10 impedisce queste mutazioni patologiche. Hanno dato un gruppo di idrazina dei ratti, una droga che stimola la produzione dei radicali liberi, per i 7 - 8 giorni. Hanno dato ad un altro gruppo CoQ10 oltre all'idrazina. Gli epatociti (cellule di fegato) dal gruppo dell'idrazina indicato “hanno ingrandetto notevolmente„ i mitocondri, mentre gli epatociti dall'idrazina più il gruppo CoQ10 “leggermente sono stati gonfiati soltanto,„ come illustrato sotto. Gli autori concludono che CoQ10 ha impedito la formazione di megamitochondria sopprimendo la perossidazione lipidica e forse impedendo la degradazione di respirazione cellulare (disgiungere del consumo di ossigeno dalla produzione di ATP).


La figura 3. CoQ10 protegge i mitocondri del fegato del ratto dalla tossicità del radicale libero.

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Mitocondri normali dal fegato di ratto non trattato. Megamitochondria dal fegato di ratto dato l'idrazina della tossina. Questo ingrandimento notevole dei mitocondri precede spesso la morte delle cellule dagli stess ossidativi. Mitocondri dal fegato di ratto dato CoQ10 con la tossina. Questi mitocondri sono quasi normali, esibendo soltanto il leggero ingrandimento.

L'impressione dell'artista, adattata da Adachi K. et al. (1995).

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