Теломеры и митохондриальный метаболизм: значение для клеточной сенесценции и возрастных заболеваний

Клеточная сенесценция представляет собой процесс необратимой остановки клеточного цикла, обусловленный множеством сложных механизмов, включая укорочение теломер, митохондриальную дисфункцию, метаболические нарушения, утрату протеостаза и эпигенетические изменения. Клеточная сенесценция причинно связана с возникновением и развитием возрастных заболеваний. Пожилые люди подвержены таким заболеваниям, как нейродегенеративные заболевания, рак и сахарный диабет. Поэтому поиск специфических подходов к лечению возрастных заболеваний приобретает всё большую актуальность. Многочисленные исследования с участием людей и на моделях мышей подчёркивают значение метаболического дисбаланса, обусловленного укорочением теломер и повреждением митохондрий, в развитии возрастных заболеваний. Хотя экспериментальные данные получены в относительно независимых исследованиях, всё больше фактов свидетельствует о взаимном взаимодействии теломер и митохондриального метаболизма в процессе клеточной сенесценции. В настоящем обзоре систематически рассматриваются взаимосвязь длины теломер и нарушений митохондриального метаболизма, а также лежащие в их основе механизмы клеточной сенесценции и возрастных заболеваний. Дальнейшее изучение теломер и митохондриального метаболизма может способствовать разработке потенциальных терапевтических стратегий лечения возрастных заболеваний.

Графическая аннотация. К основным характеристикам клеточной сенесценции относятся митохондриальная дисфункция и укорочение теломер. Митохондриальная дисфункция вызывает нарушения митохондриального метаболизма, включая снижение продукции АТФ, увеличение образования активных форм кислорода и усиление клеточного апоптоза. Окислительный стресс сопровождается образованием активных форм кислорода, приводит к повреждению ДНК и в конечном итоге влияет на длину теломер. В условиях окислительного стресса каталитическая субъединица теломеразы TERT в основном подавляет окислительный стресс, снижает образование активных форм кислорода и защищает функцию теломер. Одновременно митохондриальная дисфункция и укорочение теломер в конечном итоге приводят к развитию ряда возрастных заболеваний, таких как сахарный диабет 2 типа, остеопороз и болезнь Альцгеймера. : увеличение; : снижение; ⟝: ингибирование.