Ученые использовали квантитативную трехмерную электронную микроскопию для анализа структуры митохондрий в бурой жировой ткани. Они исследовали изменения в структуре митохондрий при старении и обнаружили важные связи между структурой митохондрий, метаболическим здоровьем и процессами старения. Полученные результаты позволяют лучше понять механизмы старения и разработать новые подходы к лечению возрастных заболеваний и дисфункции митохондрий. Исследование опубликовано в журнале Advanced Biology.
Митохондрии — клеточные органеллы, ответственные за энергетические процессы. Они играют ключевую роль в жизнедеятельности клеток. Их внутренняя мембрана содержит складки — кристы, которые увеличивают площадь поверхности мембраны и тем самым оптимизируют эффективность энергопроизводства. Однако избыточный оксидативный стресс (избыток свободных радикалов) и нарушение правильной работы могут привести к дисфункции митохондрий и возникновению различных заболеваний. Ученые заинтересованы в исследовании изменений митохондрий с возрастом в различных тканях.
Команда биологов исследовала возрастные изменения в 3D-структуре митохондрий и их кристах в бурой жировой ткани (БЖТ). Для этого ученые использовали метод квантитативной трехмерной электронной микроскопии. Ученые наблюдали за мышами возрастом 3 месяца и 2 года, что позволило проследить изменения в структуре митохондрий на разных этапах их жизни.
Митохондрии в бурой жировой ткани используют кристы для термогенеза — процесса выделения тепла, необходимого для поддержания нормальной температуры тела. Ученые обнаружили, что с возрастом у мышей поверхность, объем и структурная сложность поверхности митохондрий увеличиваются. Кристы при этом становятся менее объемными и сложными. Этот парадокс объясняется тем, что кристы, хотя и находятся внутри митохондрий, влияют напрямую на их объем и форму, определяя тем самым эффективность термогенеза.
Форма митохондрий также играет ключевую роль в их термогенной способности: митохондрии с высокой термогенной активностью обычно имеют круглую или сферическую форму, которая обеспечивает оптимальное распределение энергии для процесса термогенеза. Меньшая термогенная активность ассоциируется с более вытянутой формой митохондрий, что может ограничивать эффективность процесса. Эти изменения в структуре митохондрий также тесно связаны со старением и ожирением, что подчеркивает важность их роли в общем метаболическом здоровье. Углубленное понимание этих взаимосвязей может пролить свет на механизмы возрастных и метаболических заболеваний, а также способствовать разработке новых стратегий для их лечения и профилактики.
Также ученые заметили уменьшение сферичности митохондрий в состарившейся бурой жировой ткани. Это свидетельствует о том, что форма митохондрий может меняться с возрастом и может иметь влияние на их термогенную активность.
Ученые надеются, что будущие исследования помогут выявить возможные различия в структуре митохондрий БЖТ в зависимости от пола, что позволит более точно определить факторы, влияющие на метаболическое здоровье и процессы старения. Дальнейшее изучение структуры и функции митохондрий не только в бурой жировой ткани, но и в других тканях различных организмов может открыть новые пути в понимании сложных механизмов старения и развития возрастных заболеваний. Это может привести к разработке инновационных терапевтических подходов, направленных на улучшение метаболического здоровья и борьбу с дисфункцией митохондрий, что, в свою очередь, может значительно повысить качество жизни людей в пожилом возрасте.
Автор: Екатерина Зорикова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
