Роль митохондрий в старении организма

Виды энергетических «валют» в клетке. Законы биоэнергетики.

3 КОНВЕРТИРУЕМЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ВАЛЮТЫ КЛЕТКИ:

1) АТФ;

2) 2) Δ µ_Н+;

3) Δ µ_Na+.

При хемиосмотическом сопряжении энергии и работы не требуется прямого контакта между специфическим белком, создающим разность потенциалов через мембрану, и белком, совершающим какой-то вид работы: поток ионов или метаболитов обеспечит сопряжение двух векторных реакций на расстоянии при условии, что они соответствующим образом ориентированы в одной и той же мембране. Данное свойство успешно используется живыми клетками в митохондриальных сетях, работающих как электрические кабели.

ЗАКОНЫ БИОЭНЕРГЕТИКИ

1) Живая клетка избегает прямого использования энергии внешних ресурсов для совершения полезной работы. Она сначала превращает их в одну из трех конвертируемых форм энергии ("энергетических валют"), которые затем расходуются для осуществления различных энергоемких процессов. Иными словами, клетка предпочитает "денежное" обращение, а не бартер.

2) Любая живая клетка всегда располагает как минимум двумя "энергетическими валютами": водорастворимой (АТФ) и связанной с мембраной ( Δ µ_Н+, либо Δ µ_Na+).

3) Энергетические валюты" клетки могут превращаться одна в другую. Поэтому получения хотя бы одной из них за счет внешних ресурсов достаточно для поддержания жизнедеятельности.

Роль митохондрий в старении организма.

Митохондриальная теория старения (Мечников, 20 век), предполагает, что старение во многом обусловлено токсичными активными формами кислорода (АФК), вырабатываемыми митохондриями, которые произошли от симбиотических бактерий, поселившихся в эукариотических клетках. Предполагается, что митохондрии являются потомками бактерий, которые паразитировали на общих предках современных эукариот.

Митохондрии потребляют 90% вдыхаемого кислорода и определяют тем самым уровень основного обмена веществ.

Митоходрии являются главным источником энергии и активных форм кислорода (АФК)

В митохондриях нежелательными реакциями являются:

для супероксида – реакция железо-серными комплексами в митохондриях, с образованием ионов двухвалентного железа:
·OO^– + (Fe³⁺) ® O₂ + Fe²⁺;

А реакция с ионами двухвалентного железа (реакция Фентона) с перекисью водорода ведёт к образованию «радикала-убийцы» гидроксила
H₂O₂ + Fe²⁺ ® HO^– + Fe³⁺ + ·OH

Центральное место в свободно-радикальной теории старения занимает повреждение митохондрий, основными мишенями повреждения в которых являются мембраны и митохондриальная ДНК.

Их повреждение приводит к снижению функциональной активности митохондрий т. е. энергообеспечению организма.

МитДНК накапливает мутации более чем в десять раз быстрее по сравнению с ядерным геномом - это связано с тем, что митДНК лишена защитных гистонов и, как уже упоминалось, ее окружение чрезвычайно богато реактивными видами кислорода, являющимися побочным продуктом метаболических процессов, протекающих в митохондриях; кроме того, восстановительные механизмы митДНК малоэффективны по сравнению с ядерной.