线粒体在细胞内形成一个相互连接的网络:
- 融合使单个线粒体加入线粒体网络,
- 而裂变使线粒体彼此分离。
- 线粒体裂变有助于清除功能障碍的线粒体以及产生新的线粒体
- 线粒体融合促进线粒体成分的互补,以实现最佳线粒体功能
随着生物体衰老,其线粒体网络变得越来越碎片化,失去了在融合和碎片化网络之间切换的能力;而健康的百岁老人拥有高度连通的线粒体网络。
改变线粒体动力学会影响生物体的健康和寿命。
什么是drp-1?
drp-1是线虫负责线粒体裂变基因。
drp-1曾经是线虫(Caenorhabditis elegans)中的一个基因,编码与线粒体分裂相关的蛋白质。它是人类的Dynamin-related protein 1 (DRP1)的同源物,属于动力蛋白超家族。
主要功能
- 线粒体分裂:drp-1在调节线粒体的分裂和融合方面起着关键作用。通过促进线粒体的分裂,drp-1帮助维持线粒体的形态和功能,确保细胞内的能量代谢和质量控制。
- 细胞应激反应:drp-1的功能与细胞对压力的响应密切相关。研究表明,抑制drp-1可以增强线虫在面对环境压力时的生存能力,例如氧化应激和热应激。
- 衰老调节:drp-1的突变会延长* daf-2*突变体的寿命,表明它在衰老过程中起着重要作用。通过调节线粒体的动态变化,drp-1影响细胞的代谢和衰老相关的信号通路。
什么是daf-2?
daf-2是线虫(Caenorhabditis elegans)中的一个基因,编码的是胰岛素样生长因子1(IGF-1)受体的同源物。该基因在调节生长、代谢和衰老方面发挥着重要作用。
主要功能和作用
- 衰老调节:daf-2基因是第一个被发现与衰老速率调节相关的代谢通路的组成部分。减少daf-2的活性可以显着延长线虫的寿命,研究表明,daf-2突变体的寿命可以增加到野生型的266.5%。
- 生殖和发育:daf-2不仅影响寿命,还调节生殖发育和对环境压力的抵抗能力。突变体在面对氧化应激、热应激和缺氧等条件时表现出更强的耐受性。
- 细胞非自主性:daf-2在多个细胞中发挥作用,通过细胞间的信号传递影响寿命延长和发育过程。例如,daf-2在不同组织中的表达模式与其调节的多种表型相关联。
- 信号转导通路:daf-2通过激活胰岛素/IGF-1信号通路来调节下游转录因子DAF-16的活性。DAF-16在未被磷酸化时是活跃的,能够上调与细胞保护相关的基因,促进抗氧化和应激反应
破坏drp-1 => 增强daf-2 => 延长寿命
但是,drp-1延长daf-2寿命的机制尚不清楚:在这项研究中,我们确定了破坏drp-1可延长daf-2寿命的条件,并确定了daf-2突变体中drp-1缺失所导致的多种可能有助于延长寿命的因素。
我们发现:
- 在发育过程中抑制drp-1足以延长daf-2 的寿命,
- 但在神经元、肠道或肌肉中组织特异性抑制drp-1 则无法延长daf-2 的寿命。
- 此外,在不破坏drp-1 的情况下减少线粒体碎片也足以延长daf-2 的寿命。
- 对慢性应激的抵抗力、
- 降低繁殖能力、
- 增强线粒体功能、
- 增加线粒体自噬
- 并增强过氧化物酶体连接,
饮食调节如何破坏drp-1?
限制卡路里:,也就是俗称的"节食"或"饥饿",可以间接影响drp-1的功能,从而延缓衰老过程。
饮食限制与drp-1
- 延长寿命:多项研究表明,适度的饮食限制可以显着延长多种生物的寿命,包括酵母、线虫、果蝇和啮齿动物。这种寿命延长的机制与drp-1基因的功能调节有关。
- 抑制drp-1:饮食限制可以抑制drp-1的表达或活性,从而减少线粒体的分裂,维持线粒体的功能。这种对线粒体动态的调控被认为是饮食限制延寿的重要机制之一。
- 增强应激抵抗力:饮食限制还可以增强生物体对各种应激因素的抵抗能力,如氧化应激、热应激和免疫应激。这种应激抵抗能力的提高与drp-1介导的线粒体功能维持有关。
- 调节代谢:饮食限制可以调节机体的代谢过程,如糖脂代谢、能量代谢等。这些代谢过程的改变可能会影响drp-1的活性和下游效应。
在另外一篇2024年6月19日自然上《基于主成分的临床衰老时钟可识别健康衰老的特征和临床干预的目标》:
- 通过量化分析:限制12%的卡路里可以显著减缓人类衰老的速度
哈佛大学抗衰教父辛克莱
- 我一直在努力做的是激活我的身体抵御衰老的能力(包括提高免疫力)
- 这个办法就是:让你的身体认为它处于逆境之中,这一天吃三顿饭增加营养的想法正好相反。
- 它可以是逆境模式 这是好的模式
- 也可以是富足模式 这是当今的社会和商业主义
你买的所有东西都是为了让你的生活更轻松 更满足,但是这和我们真正需要的恰恰相反:
- 偶尔 你可以在让自己处于逆境 否则你的身体会很快衰老
总结:
饮食方式影响身体代谢,代谢影响线粒体,线粒体动态调整影响寿命。