Mitochondria and ageing: role in heart, skeletal muscle and adipose tissue

Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle - Tập 8 Số 3 - Trang 349-369 - 2017
Kerstin Boengler1, Maik Kosiol1, Manuel Mayr2, Rainer Schulz1, Susanne Rohrbach1
1Institute of Physiology, Justus Liebig University Giessen, Aulweg 129, 35392 Giessen, Germany
2King’s British Heart Foundation Centre, King’s College London, 125 Coldharbour Lane, London SE5 9NU, UK

Tóm tắt

AbstractAge is the most important risk factor for most diseases. Mitochondria play a central role in bioenergetics and metabolism. In addition, several lines of evidence indicate the impact of mitochondria in lifespan determination and ageing. The best‐known hypothesis to explain ageing is the free radical theory, which proposes that cells, organs, and organisms age because they accumulate reactive oxygen species (ROS) damage over time. Mitochondria play a central role as the principle source of intracellular ROS, which are mainly formed at the level of complex I and III of the respiratory chain. Dysfunctional mitochondria generating less ATP have been observed in various aged organs. Mitochondrial dysfunction comprises different features including reduced mitochondrial content, altered mitochondrial morphology, reduced activity of the complexes of the electron transport chain, opening of the mitochondrial permeability transition pore, and increased ROS formation. Furthermore, abnormalities in mitochondrial quality control or defects in mitochondrial dynamics have also been linked to senescence. Among the tissues affected by mitochondrial dysfunction are those with a high‐energy demand and thus high mitochondrial content. Therefore, the present review focuses on the impact of mitochondria in the ageing process of heart and skeletal muscle. In this article, we review different aspects of mitochondrial dysfunction and discuss potential therapeutic strategies to improve mitochondrial function. Finally, novel aspects of adipose tissue biology and their involvement in the ageing process are discussed.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/j.bbabio.2015.05.022

10.1161/RES.0000000000000104

10.1093/jn/127.5.990S

10.1016/j.amjcard.2008.02.078

10.1093/geronj/31.2.129

10.1016/0047-6374(85)90028-4

10.1007/BF03324893

10.1016/j.exger.2013.01.005

10.1134/S0006297915050132

10.1002/aja.1001500105

10.1016/j.mad.2006.09.002

10.1161/CIRCRESAHA.115.304441

10.1161/CIRCRESAHA.113.302302

10.1016/S0021-9258(19)75283-1

10.1152/ajpheart.00866.2004

Palmer JW, 1986, Heterogeneous response of subsarcolemmal heart mitochondria to calcium, Am J Physiol, 250, H741

10.1007/s00395-009-0007-5

10.1152/ajpheart.00933.2012

10.1016/j.bbrc.2010.06.077

10.1152/ajpheart.00747.2013

10.1016/0531-5565(93)90034-B

10.1016/j.yjmcc.2014.10.009

10.1006/abbi.1999.1508

10.1006/jmcc.2000.1273

10.1016/S0891-5849(03)00468-4

10.1371/journal.pone.0043003

10.1016/j.mad.2008.02.010

10.1093/cvr/27.11.1978

10.1093/gerona/glu131

10.1016/j.jacc.2010.09.040

10.1007/s00395-013-0369-6

10.1016/j.exger.2012.04.005

10.1016/j.bbabio.2013.10.006

10.1016/S0014-5793(99)00809-1

10.1152/ajpheart.1999.276.1.H149

10.1074/jbc.274.1.471

10.1093/gerona/glt209

10.1111/bph.12468

10.1111/bph.12461

10.1111/acel.12102

10.1016/j.cmet.2015.07.008

10.1152/physrev.1979.59.3.527

10.1074/jbc.M207217200

10.1023/A:1005427919188

10.1126/science.1135380

10.1016/j.cell.2005.05.011

10.1161/CIRCRESAHA.109.213116

10.1089/ars.2014.6238

10.1089/ars.2014.6221

10.1016/0047-6374(94)90104-X

10.1139/cjpp-2012-0422

10.1016/j.freeradbiomed.2008.09.031

10.1096/fj.04-2622fje

10.1016/j.mad.2009.01.004

10.1016/j.mad.2009.12.004

10.1016/0197-4580(94)90071-X

10.1023/A:1022420007908

10.1096/fj.00-0764fje

10.1007/s11010-015-2532-x

10.1038/nature02517

10.1152/ajpheart.00253.2014

10.1161/CIRCULATIONAHA.108.822403

10.1126/science.1106653

10.1093/gerona/glp100

10.1152/physiolgenomics.00122.2003

10.1111/j.1474-9726.2009.00538.x

10.1038/ncomms4837

10.1038/46311

10.1093/gerona/glt198

10.1111/j.1474-9726.2011.00770.x

10.1016/j.yjmcc.2014.09.023

10.1111/j.1399-6576.2011.02421.x

10.1089/ars.2010.3309

10.1160/TH14-10-0901

10.1016/j.bbamcr.2012.03.008

10.1016/j.yjmcc.2015.11.032

10.1083/jcb.200211046

10.1038/ncb1907

10.1161/CIRCRESAHA.116.303356

10.1159/000212851

10.1016/j.exger.2014.02.001

10.1161/CIRCRESAHA.115.304384

10.4161/auto.6.4.11553

10.1073/pnas.1106291108

10.1161/CIRCRESAHA.117.306859

10.1172/JCI79964

10.1074/jbc.M112.411363

10.1152/ajpheart.00368.2011

10.1126/science.1231031

10.1161/CIRCRESAHA.111.246108

10.1016/j.yjmcc.2015.11.006

10.4161/auto.6.5.11947

10.1038/ncomms3308

10.4161/cib.24511

10.1016/j.exger.2011.02.010

10.1172/JCI64398

10.1161/CIRCULATIONAHA.109.871137

10.1016/j.jacc.2007.09.055

10.1016/j.yjmcc.2008.10.008

10.3390/ijms15069285

10.1152/physiolgenomics.00184.2011

10.1016/0047-6374(81)90087-7

10.1016/j.clnu.2005.04.005

10.1016/j.abb.2008.02.001

10.1016/j.bbrc.2005.02.135

10.1016/j.yjmcc.2004.06.012

10.1021/bi7001482

10.1007/s10522-005-4906-z

10.18632/oncotarget.6814

10.1038/ncomms7393

10.1002/pmic.200900472

10.1016/S0531-5565(02)00202-4

10.1152/ajpheart.00230.2009

10.1007/s13539-010-0007-1

10.1007/s13539-011-0052-4

10.1097/MCO.0000000000000164

10.1097/MCO.0000000000000161

10.1007/s13539-012-0071-9

10.1007/s00280-016-3045-3

10.1016/j.biocel.2013.06.024

10.1111/apha.12289

10.1093/gerona/gls196

10.1073/pnas.0501559102

10.1016/j.tem.2012.12.003

10.1152/ajpregu.00455.2002

10.3389/fnagi.2014.00211

10.1155/2012/194821

10.1089/ars.2009.2598

10.1155/2015/917085

10.2337/db08-0349

10.1007/s13539-011-0036-4

10.1111/j.1474-9726.2007.00347.x

10.1126/science.1112125

10.1371/journal.pone.0011468

10.1086/507132

10.1016/j.mad.2008.05.005

10.1096/fj.13-242750

10.1371/journal.pone.0032829

10.1038/emboj.2010.60

10.1038/ncb2329

10.1046/j.1432-1033.2002.02869.x

10.1016/j.cell.2010.02.026

Beregi E, 1988, Age‐related changes in the skeletal muscle cells, Zeitschrift fur Gerontologie, 21, 83

10.1371/journal.pone.0069327

10.1249/01.mss.0000233798.62153.50

10.1073/pnas.0705070104

10.2337/db05-0509

10.1186/s13395-015-0033-y

10.1016/j.exger.2004.09.002

10.1139/H09-022

10.1139/h02-013

Romanello V, 2015, Mitochondrial quality control and muscle mass maintenance, Front Physiol, 6, 422

10.1074/jbc.M110.113092

10.1016/j.cell.2012.10.050

10.1111/apha.12310

10.1002/phy2.140

10.1073/pnas.1019581108

10.1016/S0006-291X(82)80124-1

10.1152/physrev.00031.2007

10.1113/jphysiol.2004.080564

10.1093/ajcn/87.1.142

10.4161/auto.32154

10.1152/japplphysiol.00471.2013

10.1016/j.freeradbiomed.2005.03.024

10.14336/AD.2014.0500183

10.1152/ajpregu.90959.2008

10.1111/j.1474-9726.2009.00483.x

10.1152/ajpregu.00093.2008

10.1249/MSS.0b013e318213fefb

10.1249/MSS.0b013e3181a0c95c

10.1371/journal.pone.0109189

10.1006/abbi.1996.0375

10.1096/fj.04-3535fje

10.1089/rej.2006.9.219

10.1093/gerona/61.7.675

10.1096/fasebj.11.7.9212081

10.1016/j.exger.2011.12.009

10.1152/ajpendo.00387.2001

10.1073/pnas.0510452103

10.1073/pnas.1115813109

10.1126/science.1117728

10.1083/jcb.200903131

10.1016/j.cmet.2008.10.002

10.1016/j.cmet.2010.08.016

10.1152/ajpendo.00367.2003

10.1152/ajpendo.00435.2004

10.1016/S0891-5849(98)00144-0

10.1007/s00401-004-0844-0

10.1111/j.1749-6632.1998.tb09901.x

10.1016/j.exger.2009.11.002

10.2337/db08-0977

10.1016/j.freeradbiomed.2003.10.003

10.1096/fj.04-2870fje

10.2337/db11-1180

10.1016/j.exger.2013.05.061

10.1093/gerona/glq168

10.1111/acel.12088

10.1093/ajcn/88.1.125

10.1371/journal.pmed.0040076

10.1016/j.freeradbiomed.2007.05.028

10.1016/j.mad.2005.09.001

10.1016/j.phrs.2015.11.009

10.1073/pnas.1412759111

10.1002/ajhb.21109

10.1172/JCI37048

10.2337/diabetes.54.1.8

10.2337/db06-0521

10.1007/s10522-014-9539-7

10.1007/s13539-014-0146-x

10.1016/j.cmet.2008.07.006

10.1124/pr.115.011502

10.1038/emm.2016.16

10.1016/j.ymgme.2014.09.013

10.1016/j.ejphar.2015.04.056

10.1152/ajpregu.00502.2012

10.1016/S0092-8674(01)00240-9

10.1016/j.beem.2012.06.002

10.2337/db07-0510

10.1007/s00125-007-0818-6

10.1016/j.bbalip.2009.12.006

10.1038/nature06902

10.1016/j.bbalip.2009.10.006

10.1016/j.tem.2009.01.004

10.1073/pnas.0405499101

10.1152/ajpendo.00004.2004

10.1172/JCI21752

10.1126/science.1078223

10.1096/fj.14-253971

10.1152/ajpendo.1989.256.4.E467

10.1016/0026-0495(84)90242-7

10.1007/s00125-006-0170-2

10.1371/journal.pmed.0050051

10.1038/nature01298

10.1096/fj.07-9261com

10.1016/S1534-5807(02)00199-5

10.1111/j.1474-9726.2007.00346.x

10.1042/BSR20130046

10.1101/gad.211649.112

10.4161/adip.18951

10.1016/j.bbalip.2012.12.002

10.2337/db09-0530

10.1210/jc.2010-0989

10.1371/journal.pone.0017247

10.1089/rej.2007.0626

10.1016/j.arr.2009.11.004

10.1007/BF00583941

10.1038/nature13528

10.1016/j.cmet.2014.06.011

10.1093/eurjhf/hfs172

10.1113/jphysiol.2012.230185

10.1016/j.devcel.2016.01.018

10.1242/dev.114223

10.3389/fgene.2015.00059

10.1093/gerona/61.12.1211

10.1093/gerona/61.6.534

Beregi E, 1987, Comparative morphological study of age related mitochondrial changes of the lymphocytes and skeletal muscle cells, Acta Morphol Hung, 35, 219

10.1002/mus.23838

10.1093/gerona/glp179

10.1002/jcsm.12089