Mitokondriyal Yaşlanma Teorisi
Yaşlanma evrensel ama kompleks bir biyolojik olaydır. Onun karmaşıklığını anlamak için bir dizi hipotez öne sürülmüş ve bunlar test edilmiştir.
Moleküller genetik ve deneysel tekniklerde gelişmeler sonucu çeşitli yaşlanma modelleri ileri sürülmüştür; reaktif oksijen türlerinin sebep olduğu kümülatif hasar, telomer kısalması, genom kararsızlığı, DNA mutasyonları ve gen ekspresyonundaki değişikler. Bu teoriler arasında yaşlanma için serbest radikal teorisi en çok ilgi çeken olmuştur. Serbest radikaller çiftleşmemiş bir elektron içeren moleküllerdir ve oldukça kararsız olduklarından kendilerine yakın moleküllerle kolayca reaksiyona girerler ve onlardan elektron alarak kendileri kimyasal olarak kararlı hale dönüştürürken o molekülü bir radikale çevirirler. Bu şekildeki zincirlerme reaksiyonlar sonucu canlı hücre hayatiyetini kaybeder. Her ne kadar pro-oksidanlar (serbest radikal oluşturmaya eğilimli radikaller) birçok hücre içi kaynaktan gelirlerse de, mitokondriler serbest radikallerin oluştukları esas yerleridir ve tuhaf olarak aynı zamanda bu radikallerin ilk kurbanlarıdırlar.
Normal insan dokularındaki mitokondriler tarafından kullanılan oksijenin %1-5’nin reaktif oksijen türlerine (ROT) (süper oksit anyonları, hidrojen peroksit ve hidroksil radikalleri) dönüştükleri tahmin edilmektedir. Diğer bir deyimle hücre içi ROT’un % 90’ından fazlası aerobik metabolizma sırasında mitokondri iç membranın üzerindeki solunum sırasında gerçekleşir. Mitokondiryal ROT kullanımındaki artışa ilaveten oksitatif sitres ayrıca hücre içi antioksidan sistemi kapasitesindeki düşüşle ortaya çıkabilir. Normal fizyolojik şartlarda hücreler çeşitli antioksidan enzimler (MnSOD ve Cu/ZnSOD, gulutatyon peroksidaz ve katalaz) yardımıyla ile ROT karşı koyabilir. SOD’lar süper oksit anyonun H2O2’ye çevirir bu da daha sonra gulutatyon ve katalazla su ve oksijene dönüştürür. Bu enzimler ve gulutatyon, C vitamini ve E vitamini gibi küçük moleküller gibi önemli antioksitantlar ROT’u ve serbest radikalleri süpürebilirler.
Gerçekten de yaşlı hücrelerin mitokondrilerinde oksitatif olarak modifiye edilmiş protein lipid ve nükleik asitlerin yüksek oranda bulunduğu belirlenmiştir. mtDNA ETZ’de elektron kaçağının bulunduğu yerlere yakın olduğundan ROT saldırısına yüksek oranda maruz kalır. DNA hasarının bir ürünü olan 8-hidroksil 2-deoksiguanozinin yaşlı hücrelerde artığı görülmüştür. Diğer taraftan son araştırmalar mitokondrinin stres altındaki hücrenin yaşamasında önemli roller üstlendiğini ileri sürmektedir. Bu durum düşük kalorinin uzun ömürle bağlantısını da açıklayabilir. Bazı çalışmalar hücresel ölüm, organizmanın yaşamı ve NAD+ arasında bir bağlantı olduğunu ortaya koymuştur. Aşırı bir genotoksik stres NAD+ kaybına, bu da hücre ölümüne sebep olur. Kalori sınırlaması dahi normal bir strese hücreninin verdiği cevap NAD+ sentezini artırmasıdır.
Kaynak:
Geçkil, H. Biyokimya I. 2012 İnönü Ünv.
