2015年11月20日报告
研究将线粒体连接到心理压力反应和物种恢复力
线欧宝娱乐地址粒体是共生的细胞器,存在于身体的大部分细胞和动力细胞功能。它们包含自己的DNA,称为mtDNA,并产生三磷酸腺苷(ATP),在细胞内运输能量。线粒体有许多额外的生物学功能,有证据表明,线粒体影响有机体对心理压力的综合反应。
尽管之前没有严谨的研究对是否线粒体调节生物体心理压力回应,他们所做的假设有三个原因:首先,必须增加对ATP的要求以面临应激诱导的细胞扰动。二,线粒体在电子流过程中产生反应性代谢中间体和活性氧物质(罗斯),这导致氧化应激没有足够的抗氧化剂。这些成分的产生是一种适应信号,改变了基因表达,这意味着在海马体中观察到的应激诱导的表观遗传变化可能是线粒体活动的结果。第三,应激引发的生理反应,如胰岛素抵抗、炎症等,都可以仅由线粒体功能障碍引发。所以线粒体很可能是压力反应和调制。
基于这一证据,来自宾夕法尼亚大学和洛克菲勒大学的一组研究人员假设,异常的线粒体功能会对有机体对心理压力的多系统反应产生不同的调节作用。他们设计了一项关于老鼠这种反应的研究,并在《科学》杂志上发表了研究结果美国国家科学院院刊。
研究人员生成了具有mtDNA基因普遍表达突变的小鼠,这种突变降低了呼吸链复合物的活性;他们还研究了nDNA基因缺失的小鼠,这种缺失损害了ATP从线粒体到细胞质的运输,并调节了线粒体内的氧化还原平衡。他们研究了这些基因操纵对与抑制压力有关的物理参数的影响。
作者写道:“所有研究的神经内分泌、代谢、炎症和转录反应都受到至少一种线粒体缺陷的干扰。值得注意的是,每个线粒体缺陷都产生了独特的应激反应特征。总的来说,我们的研究结果表明,线粒体影响着人们对可控心理压力源的生理和分子反应的性质和程度。”
为了成功自适应,有机体跨多器官系统安装集成应力响应。将适当的对心理压力进行适当反应的能力对于生存至关重要,因此被认为是物种演化的驾驶员。人类的不良应激反应导致慢性应激,其特征是特异性症状,最终导致疾病有助于疾病。
“紧张的经历,独自,不要造成损害或疾病,”作者写道。“相当,有机体对强调的反应有可能导致生理失调和功能障碍,最终在近似血管和疾病中。我们的研究表明线粒体如何塑造主要的应力 - 反应途径,从而重新校准对心理的多系统反应压力。”
作者进一步注意到,基于该模型,似乎线粒体似乎位于遗传和环境因素的界面,塑造了生物体的演变。他们表明,未来的研究靶向线粒体可以促进生物恢复力,心理健康和对环境压力源的反应。
进一步探索
摘要
心理压力的经历引发神经内分泌、炎症、代谢和转录紊乱,最终导致疾病易感。然而,这种整合的、多系统的应激反应的亚细胞决定因素尚未被定义。应激适应的核心是细胞能量学,涉及线粒体能量产生和氧化应激。因此,我们假设,异常的线粒体功能可能会不同地调节机体对心理应激的多系统反应。通过突变或删除mtDNA [NADH脱氢酶6 (ND6)和细胞色素c氧化酶亚基I (COI)]或核DNA[腺嘌呤核苷酸转位器1 (ANT1)和烟酰胺核苷酸转脱氢酶(NNT)]中编码的线粒体基因,我们选择性地损害了线粒体呼吸链功能、能量交换、和小鼠线粒体氧化还原平衡。由此产生的影响,生理反应和恢复从约束应激,然后表征。我们发现,线粒体功能障碍改变了下丘脑-垂体-肾上腺轴、交感肾上腺-髓质激活和儿茶酚胺水平、炎症因子IL-6、循环代谢物和海马对应激反应的基因表达。每一个线粒体缺陷都产生了一个独特的全身应激反应特征。这些结果表明,线粒体能量学和氧化还原平衡是与疾病相关的关键病理生理扰动的调节因子。 This work establishes mitochondria as stress-response modulators, with implications for understanding the mechanisms of stress pathophysiology and mitochondrial diseases.
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