Mitochondriale Funktion und Lebergesundheit, das Team von Akademiker Li Lanjuan veröffentlichte die neueste Rezension

Unsere Leber ist ein fleißiger Wächter, der still und leise den Alkohol und die Drogen abbaut, die wir zu uns nehmen, Giftstoffe im Körper neutralisiert und den Fettstoffwechsel fein reguliert. Um diese anspruchsvollen Aufgaben zu bewältigen, ist die Leber auf Energiequellen in Zellen, den sogenannten Mitochondrien, angewiesen. Diese winzigen „Energiefabriken“ produzieren ATP durch den Prozess der oxidativen Phosphorylierung (OXPHOS) und liefern die notwendige Energie für verschiedene Lebensaktivitäten der Leber. Wenn die Mitochondrien jedoch beschädigt sind, verringert sich die Leistungsfähigkeit der Leber erheblich, was zu einer Reihe gesundheitlicher Probleme führen kann. Bei einer alkoholbedingten Lebererkrankung (ALD) beispielsweise produziert der Alkoholstoffwechsel große Mengen freier Radikale. Dabei handelt es sich um hochreaktive Moleküle, die die Mitochondrien angreifen und ihre normale Funktion beeinträchtigen, wodurch eine Entzündungsreaktion und Zellschäden ausgelöst werden. Ähnlich verhält es sich mit der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD): Eine übermäßige Fettansammlung in der Leber kann die Funktion der Mitochondrien stören, die Energieproduktion verringern und Leberschäden verschlimmern. Mitochondriale Dysfunktion spielt eine Schlüsselrolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten von Lebererkrankungen. Daher ist der Schutz der Gesundheit der Mitochondrien für die Aufrechterhaltung der Leberfunktion von entscheidender Bedeutung. Kürzlich veröffentlichten die Experten für Infektionskrankheiten um den Akademiker Li Lanjuan und das Team von Professor Jiang Ying'an einen Übersichtsartikel (Mitochondriale Dysfunktion: Ein vielversprechendes therapeutisches Ziel für Lebererkrankungen) in der Zeitschrift Genes & Diseases, in dem die Rolle der mitochondrialen Dysfunktion bei Lebererkrankungen eingehend untersucht und verschiedene mögliche Behandlungsstrategien diskutiert wurden.

Verschiedene Arten mitochondrialer Dysfunktion

Mitochondriale Dysfunktion und Lebererkrankung

Der Artikel befasst sich mit der Rolle der Mitochondrien bei akuten Leberschäden und chronischen Lebererkrankungen wie Leberzellkarzinom, Virushepatitis, medikamentenbedingten Leberschäden, alkoholbedingten Lebererkrankungen und nichtalkoholischer Fettlebererkrankung. Die Mechanismen der mitochondrialen Dysfunktion umfassen mehrere Aspekte, darunter Schäden an der mitochondrialen DNA (mtDNA), ein Ungleichgewicht in der mitochondrialen Morphologie und Anzahl sowie eine verringerte ATP-Produktion. Zusammen beeinflussen diese Prozesse die Gesundheit und Funktion der Leber.

Auswirkungen eines mitochondrialen dynamischen Ungleichgewichts auf die Lebergesundheit

Die obige Abbildung beschreibt die Beziehung zwischen mitochondrialer Dynamik und Lebererkrankungen. Veränderungen der Morphologie und Anzahl der Mitochondrien, also die mitochondriale Dynamik, sind für die Energieversorgung und die allgemeine Gesundheit der Zelle von entscheidender Bedeutung. Abbildung (A) zeigt die Beziehung zwischen mitochondrialer Dynamik und zellulärer Aktivität; Die Abbildungen (B) und (C) zeigen im Detail, wie die Gesundheit der Leber beeinträchtigt wird, wenn die mitochondriale Dynamik aus dem Gleichgewicht gerät. Ein dynamisches Ungleichgewicht der Mitochondrien kann mit einer Fehlfunktion des internen Energietransportsystems der Zelle verglichen werden, die nicht nur zu Energiemangel führt, sondern auch Entzündungsreaktionen und Zelltod auslösen kann, was wiederum zu Leberschäden führt.

Die Rolle der mitochondrialen Biogenese und Autophagie bei Lebererkrankungen

Mitochondriale Biogenese und Autophagie sind zwei Schlüsselmechanismen, mit denen Zellen ihre eigene Gesundheit erhalten. Sie sind für die Bildung neuer und die Entfernung beschädigter Mitochondrien verantwortlich und sorgen so für eine effiziente Energieproduktion in der Zelle. Bei Lebererkrankungen spielen diese Prozesse eine schützende Rolle. Wenn diese Mechanismen jedoch aus dem Gleichgewicht geraten, können sie stattdessen Leberschäden und die Entstehung von Krebs fördern.

Die obige Abbildung zeigt die Rolle der mitochondrialen Biogenese und Autophagie bei Lebererkrankungen

Wie können diese beschädigten Mitochondrien repariert werden?

Antioxidantien-Supplementierung

Antioxidantien wie MitoQ, Vitamin C/E und Liponsäure, die schädliche, von Mitochondrien produzierte freie Radikale neutralisieren, wodurch oxidativer Stress reduziert und Mitochondrien vor Schäden geschützt werden. Diese Antioxidantien helfen nicht nur, die Mitochondrienfunktion wiederherzustellen, sondern verbessern auch die Effizienz des zellulären Energiestoffwechsels und unterstützen die gesunde Funktion der Leber.

Die Förderung der mitochondrialen Biogenese kann die mitochondriale Biogenese fördern und die Anzahl gesunder Mitochondrien durch die Aktivierung transkriptioneller Coaktivatoren wie PGC-1α erhöhen. Dieser Ansatz kann die Energieproduktionskapazität der Zellen steigern und dadurch den allgemeinen Stoffwechselzustand der Leber verbessern.

Mitochondriale Transplantation Darüber hinaus stellt der Artikel das Konzept der mitochondrialen Transplantation vor. Dabei handelt es sich um eine neue therapeutische Strategie, bei der gesunde Mitochondrien direkt in geschädigte Leberzellen übertragen werden. Diese Methode entspricht dem Ersatz einer neuen „Energiefabrik“ für die Leber und der Wiederherstellung ihrer normalen Stoffwechselfunktion. Studien haben gezeigt, dass durch die direkte Injektion gesunder Mitochondrien in die Leber medikamentenbedingte Leberschäden wirksam reduziert und die Reparatur und Funktionsverbesserung des Lebergewebes gefördert werden können.

Da unser Verständnis der Beziehung zwischen der Funktion der Mitochondrien und Lebererkrankungen immer besser wird, könnten in Zukunft weitere auf die Mitochondrien ausgerichtete Therapeutika entwickelt werden. Diese Medikamente können dazu beitragen, beschädigte Mitochondrien zu reparieren und oxidativen Stress zu reduzieren und so Lebererkrankungen zu behandeln oder vorzubeugen. Darüber hinaus könnte die Forschung zur Entwicklung einer personalisierten Medizin führen, bei der die Behandlungen auf den mitochondrialen Status eines Individuums zugeschnitten werden könnten. Wir hoffen, dass diese Erkenntnisse so bald wie möglich in die klinische Praxis umgesetzt werden können und Patienten mit Lebererkrankungen neue Hoffnung und eine bessere Lebensqualität bringen, und freuen uns auf eine Zukunft ohne Lebererkrankungen.

Verweise

[1] Chen P, Yao L, Yuan M, Wang Z, Zhang Q, Jiang Y, Li L. Mitochondriale Dysfunktion: Ein vielversprechendes therapeutisches Ziel für Lebererkrankungen. Gene Dis. 2023 Sep 17;11(3):101115. doi: 10.1016/j.gendis.2023.101115. PMID: 38299199; PMCID: PMC10828599.