保持年輕的秘密|粒線體的應用,讓你越活越年輕

目錄

傾城不老,為何有些人的臉就是看不出歲月的痕跡

老化是人人都無法避免的,尤其近年來台灣也逐漸邁入高齡化社會,國家發展委員會調查顯示,台灣預估將於2025年邁入超高齡社會。慢慢變老是人生必經之路,但你想要老態龍鍾,還是想要老的健康,老的帥氣、老的美麗呢?

現在已經越來越注重體內跟體外的保養,畢竟平均餘命延長了,面子跟裡子當然都要好好照顧啦!養生、駐顏的話題正熱,大家都很認真研究保養建生之道,以及防止皮膚老化的方法,有其是40歲過後,皮膚老化尤為明顯,光看市面上有這麼多的抗老保健食品、抗老保養品、抗皺產品,醫美廣告電波拉皮、音波拉皮、鳳凰電波……這些技術不斷推陳出新,愛美、抗老化、防止老化的議題,越來越夯。隨著年齡增長,老化的現象最容易由外表的變化看出來,像是皮膚的皺紋變多、彈性變差、長班、掉頭髮……等等,雖然體內的老化速度,無法直接看出,但是細胞的老化與新生速度,可是會直接影響到我們的外觀!有的人中年後就容易被叫大叔、大嬸,看起來很老態,但有的人,就算平時沒有靠醫美維持外表,歲月似乎沒有在他臉上留下太多痕跡。

 

我們是如何變老的?細胞老化的機轉

科學家們努力想找出延緩人類老化,甚至延長壽命的方法。想了解如何延緩老化,就不得不先講到老化的機轉。其中最關鍵的就是端粒粒線體了!

細胞老化最主要的特徵,就是染色體上的端粒(Telomere)逐漸變短細胞增生速率逐漸下降,或是細胞型態逐漸扁平擴大。另一個與老化非常有關的因子,則跟粒線體(mitochondrion)有關。號稱細胞能量工廠的粒線體,在體內不斷的進行氧化還原,製造細胞需要的ATP(三磷酸腺苷)。人體不同部位的粒線體數目不盡相同,從100~3000個以上都有可能,如果用你的體重來計算,粒線體大概可佔你的1/10體重,可見粒線體對人體的影響有多大。

 

能量工廠對人體的重要性

1.粒腺體在人體扮演的角色

我們所有的器官都充滿了粒線體(mitochondria),尤其在心臟、大腦、肌肉這些位置的數量最多,號稱細胞發電廠的粒線體會將碳水化合物轉換成ATP,提供細胞能量的同時,也進行氧化磷酸化、電子傳遞等功能,其最重要的作用在於傳遞細胞訊息,控制細胞凋亡、老化等狀態

我們吃進來的食物,經過不斷的分解,最後會以乙醯輔酶A(acetyl CoA)的型式進入能量代謝的循環中,這邊我們又稱作檸檬酸循環,供給粒線體電子,加上吸入的氧氣,在粒線體中進行氧化還原後製造出細胞的能量貨幣ATP,給細胞進行各種作用,人體細胞所需的能量貨幣幾乎有90%是由粒線體製造出來的。也就是說,如果粒線體出了問題,不管是先天的問題,或是後天造成的破壞,都會對人體產生很大的影響。

粒線體就像人體的電池

我們可以把粒線體比喻成電池,年輕時體內的粒線體就像Duracell 金頂電池,可以持續的穩定的提供身體足夠的能量,然而隨著年齡的增長、累積的壓力與疲勞,都會讓粒線體的活性便會慢慢衰退,就像你使用市面上那些非大品牌的電池,電量容易消耗光,或電壓不穩,活性衰退的粒性體會導致細胞無法獲得足夠能量,進一步加速老化,讓你容易感到疲倦或精神不濟。癱瘓細胞粒線體就可以使人體瞬間斷電,例如受到米酵菌酸 (Bongkrekic Acid)和仙人掌細菌的腸毒素 (cereulide)攻擊,這些都是粒線體毒素,尤其米酵菌酸毒性又強很多,更容易造成粒線體急性損傷,造成猛爆性多重器官衰竭,讓我們的肝腎衰竭、陷入昏迷、休克,甚至死亡。

 

2.粒腺體這麼重要,為何會逐漸失去功能?

粒線體 mitochondria 能量工廠的老化也會影響人體老化
圖片來源:維基百科

粒線體呼吸鏈執行電子傳遞的過程中,會產生過氧化氫 (H2O2)、超氧陰離子(O2  )及氫氧自由基(HO.)等活性氧分子(reactive oxygen species, ROS),粒線體則是人類和動物細胞製造ROS最主要的地方,然而粒線體製造出來的自由基或活性氧物質(ROS),也是慢性發炎及老化的原因

環境與飲食都會影響ROS的累積速度,ROS的累積則會造成DNA、蛋白質、脂質等分子的破壞,進而導致細胞凋亡。雖然正常來說,人體與生俱來就具備能消除活性氧自由基的防衛系統,這個系統主要仰賴存在粒線體內的CoQ10和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(catalase)和穀胱甘肽過氧化酶(glutathione peroxidase)等酵素進行抗氧化作用。

目前認為粒腺體產生的ROS含量是控制老化速率的主因,至少在脊椎動物、真菌類、培養細胞中是被確定的。氧化壓力造成的腦神經退化性疾病常見的有:阿茲海默症與巴金森氏症等皆與ROS傷害有直接的相關性。

 

3.活化粒線體

粒線體也參與嘧啶核苷酸(pyrimidine nucleotides)生合成、細胞內鈣離子恆定(homeostasis)調解及透過凋亡分子(apoptotic molecules)的移位(translocation)管控細胞的生與死。科學家就從粒線體的作用機轉中,找尋可以幫助促進粒線體活性的途徑,例如我們常聽見的保健食品Q10(Coenzyme,又稱維生素Q10),它是一種類似維生素的化合物,就是參與粒線體細胞呼吸鏈反應中的電子傳遞過程,幫助粒線體產生三磷酸腺苷(ATP)。而粒線體又是細胞中最主要的氧自由基產生位置,Q10具有抗氧化作用,能夠保護粒線體免受氧自由基的損傷;NRF年輕因子,也可以用於活化粒線體。

 

粒線體的應用,讓你越活越年輕

1.再生醫療

粒線體不僅僅提供細胞能量,還可以協調生理功能,例如細胞內通訊、細胞凋亡……。許多疾病的發生都與粒線體的損傷有關係,粒線體損傷後很容易造成細胞的死亡,很多重要器官一旦細胞死亡後,就很難再生與修復。如果可使細胞再生,相當於給病患一個治療的希望,現在較為人熟知的有幹細胞的再生醫療,粒線體再生療法則是近年來備受重視的再生醫療技術,因為粒線體沒有細胞表面抗原,就不容易像幹細胞一樣產生排斥,許多老化或疾病與粒線體的老化有關,因此直接將健康的粒線體,放到損傷區域,例如常見的心臟、腦部、肺臟……等,受損的細胞透過細胞內化作用(Endocytosis),將粒線體吞到細胞內,外來的健康粒線體與細胞內原有損傷的粒線體進行融合(Fusion),則可修復損傷的粒線體,藉由這個方式來恢復粒線體的數目與功能,便可修復損傷的細胞。目前用於帕金森氏症、阿茲海默症、心肌梗塞、脊髓損傷、急性肺損傷、糖尿病都有不錯的療效

 

2.應用於幹細胞治療

幹細胞是原始且未特化的細胞,在臨床上,幹細胞一直被認為具有醫療應用上的潛力是因為可應用於治療疾病、衰老、遺傳因素或創傷所造成的身體損害。而粒線體是影響幹細胞質量的重要因素之一。可以透過分析幹細胞內粒線體的功能,做為細胞質量好壞的判定。目前臨床上已用於治療帕金森氏症、退化性關節炎、多發性系統退化症…等疾病。

 

3.中草藥開發

中醫與中藥的應用,不論是疾病治療,或是保養,早已備受各國人士的青睞,相較於使用中藥,使用西藥的副作用或對身體的傷害都比較大,世界各國越來越重視天然藥物的開發,有些中草藥富含能活化粒線體的物質,例如NRF年輕因子為台灣高山草本複方植萃,含天然阿魏酸 (Ferulic acid)、黃酮類與維生素B1、B2、C、E與菸鹼酸與微量元素活性成份,是有機認證丹參與多酚等植萃秘方,可深層喚醒細胞粒線體活性,增加細胞活力。

 

結論

了解人體細胞中的老化機轉,就有機會延緩衰老,科學家發現,供給人體細胞能量最大的功臣-粒線體,跟老化有密不可分得的關係。因此保護粒線體,避免受到太多自由基傷害,或者活化粒線體,都能夠讓我們保持年輕。科技的進步,讓我們可以透過一些技術,或是使用保養品、延緩衰老的健康食品,來延長老化,甚至越活越年輕,而更重要的是,我們要有良好的飲食習慣,多運動,並且讓情緒保持愉悅,因為畢竟心理壓力可是會製造很多讓你衰老的「自由基」,而飲食不均衡,則會造成部分營養不足,身體容易缺乏製造「抗氧化酵素」的原料。想要返老還童,變得年輕又帥氣,一定不能忽略粒線體帶給我們的影響喔!

 

文獻出處:

1.Chacinska A, Rehling P. Molecular bases of mitochondrial disorders. FEBS Lett. 2021 Apr;595(8):973-975. doi: 10.1002/1873-3468.14086. PMID: 33908035.

2.Lee HC, Wei YH. Mitochondrial role in life and death of the cell. J Biomed Sci. 2000 Jan-Feb;7(1):2-15. doi: 10.1007/BF02255913. PMID: 10644884.

3.Palmer CS, Anderson AJ and Stojanovski D (2021) Mitochondrial protein import dysfunction: mitochondrial disease, neurodegenerative disease and cancer. FEBS Lett 595, 1107-1131.

4.Li X, Fang P, Yang WY, Chan K, Lavallee M, Xu K, Gao T, Wang H and Yang X (2017) Mitochondrial ROS, uncoupled from ATP synthesis, determine endothelial activation for both physiological recruitment of patrolling cells and pathological recruitment of inflammatory cells. Can J Physiol Pharmacol 95, 247-252.

5.Ježek J, Cooper KF and Strich R (2021) The impact of mitochondrial fission-stimulated ROS production on Pro-apoptotic chemotherapy. Biology 10, 33.

6. Zorov DB, Juhaszova M, Sollott SJ. Mitochondrial reactive oxygen species (ROS) and ROS-induced ROS release. Physiol. Rev. 2014;94:909–950

延伸閱讀