Das mitochondriale Genom und Altern (original) (raw)

Zeitschrift f�r Gerontologie und Geriatrie, 2001

Abstract

ABSTRACT Eine Vielzahl von Untersuchungen belegt, dass die Funktion der Atmungskette der Mitochondrien in höherem Lebensalter, besonders in postmitotischen Geweben wie Gehirn, Herz oder Skelettmuskulatur, abnimmt. Dieser Funktionsverlust scheint Folge einer Schädigung durch freie Radikale zu sein, die als Nebenprodukte bei der oxidativen Phosphorylierung anfallen und Proteine, Fette und DNA schädigen können. Die Schädigung der mitochondrialen DNA (mtDNA) umfasst oxidative Schäden der Basenpaare, Punktmutationen, Deletionen oder Duplikationen. Die häufigste Deletion der mtDNA ist 4977bp lang und zeigt eine altersabhängige Zunahme in postmitotischen Geweben. Weiterhin wird eine gewebsspezifische Zunahme beobachtet, wobei die Deletion am stärksten in den Basalganglien akkumuliert, gefolgt von Skelettmuskulatur und Herzmuskulatur, während im Kleinhirngewebe kaum deletierte mtDNA nachzuweisen ist. Ferner wird eine stärkere Akkumulation in pathologisch verändertem Gewebe (z.B. bei Ischämie) gegenüber altersgleichen Kontrollgeweben beobachtet. Obwohl einige kritische Stimmen die Bedeutung der Mitochondrien in Bezug auf die Alterungsvorgänge und die Theorie der freien Radikale anzweifeln, sprechen doch die experimentellen Daten für die wichtige Rolle der Mitochondrien im Alterungsprozess. There is a lot of evidence that age-associated alterations of the mitochondrial genome occur, especially in postmitotic tissues such as brain, heart and skeletal muscle. These alterations are supposed to be a result of an attack of free radicals generated as normal byproducts of oxidative phosphorylation and lead to damage of proteins, lipids, and DNA. The alterations of mtDNA include oxidative damage of base pairs, point mutations, large-scale deletions or duplications. The 4977bp deletion or “common deletion” reveals an age-dependent accumulation in postmitotic tissues, but not in fast-dividing tissues such as blood cells. In addition, it is observed that a tissue-specific accumulation occurs with the highest abundance in the basal ganglia, followed by skeletal muscle, heart, and lowest in cerebellar tissue. Third, pathological alterations of specific tissue, like ischemia/reperfusion events, display a pronounced accumulation of the deletion compared to age-matched controls. Because there are many mtDNA mutations, further analysis of all alterations of mtDNA will elucidate its role in the phenomenon of aging. Despite some criticisms of this free radical theory of aging, there is a lot of experimental evidence to support the important role of mitochondria in organismal aging.

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