末梢単核血液細胞（PBMC）および認知的に健康な先輩の脳におけるエネルギー代謝の年齢に関連した変化

ミトコンドリア機能障害は、細胞老化の特徴であり、多くの加齢に関連した神経変性疾患です。したがって、私たちは、末梢血細胞におけるミトコンドリア機能と、若くて高齢の性別が一致し、身体的および精神的に健康的なボランティアにおける脳のエネルギー代謝産物との関係を調査しました。65人の若い（26.0±0.49歳）および65人の年長（71.7±0.71歳）の女性と男性が募集した断面観察研究。認知的健康は、確立された心理測定法（MMSE、CERAD）を使用して評価されました。血液サンプルを収集して分析し、新鮮な末梢血単核細胞（PBMC）を分離しました。ミトコンドリアの呼吸器複合体は、クラーク電極を使用して測定されました。アデノシン三リン酸（ATP）およびクエン酸シンターゼ活性（CS）は、生物発光と系統により決定されました。N-アスパルチル - アスパラギン酸（TNAA）、ATP、クレアチン（CR）、およびホスホクラティン（PCR）は、1Hおよび31pの磁気共鳴分光イメージング（MRSI）を使用して脳で定量化されました。インスリン様成長因子1（IGF-1）のレベルは、無線免疫アッセイ（RIA）を使用して決定されました。複雑なIV活性（CIV）（-15％）およびATPレベル（-11％）は、年配の参加者から分離されたPBMCで減少しました。IGF-1の血清レベルは、高齢の参加者で大幅に減少しました（-34％）。ミトコンドリア活性、抗酸化メカニズム、およびオートファジーに関与する遺伝子は、年齢の影響を受けませんでした。TNAAレベルは減少し（-5％）、Cr（+11％）、およびPCR（+14％）レベルが増加し、高齢の参加者の脳でATPレベルが変化しませんでした。血液細胞におけるエネルギー代謝のマーカーは、脳のエネルギー代謝産物と有意に相関していませんでした。末梢血細胞と健康な高齢者の脳で、加齢に伴う生体エネルギー変化が検出されました。しかし、末梢血細胞におけるミトコンドリア機能は、脳のエネルギー関連代謝物を反映していません。PBMCのATPレベルは、ヒトの加齢に伴うミトコンドリア機能障害の有効なマーカーである可能性がありますが、脳ATPは一定のままでした。

Mitochondrial dysfunction is a hallmark of cellular senescence and many age-related neurodegenerative diseases. We therefore investigated the relationship between mitochondrial function in peripheral blood cells and cerebral energy metabolites in young and older sex-matched, physically and mentally healthy volunteers. Cross-sectional observational study involving 65 young (26.0 ± 0.49 years) and 65 older (71.7 ± 0.71 years) women and men recruited. Cognitive health was evaluated using established psychometric methods (MMSE, CERAD). Blood samples were collected and analyzed, and fresh peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were isolated. Mitochondrial respiratory complex activity was measured using a Clarke electrode. Adenosine triphosphate (ATP) and citrate synthase activity (CS) were determined by bioluminescence and photometrically. N-aspartyl-aspartate (tNAA), ATP, creatine (Cr), and phosphocreatine (PCr) were quantified in brains using 1H- and 31P-magnetic resonance spectroscopic imaging (MRSI). Levels of insulin-like growth factor 1 (IGF-1) were determined using a radio-immune assay (RIA). Complex IV activity (CIV) (- 15%) and ATP levels (- 11%) were reduced in PBMCs isolated from older participants. Serum levels of IGF-1 were significantly reduced (- 34%) in older participants. Genes involved in mitochondrial activity, antioxidant mechanisms, and autophagy were unaffected by age. tNAA levels were reduced (- 5%), Cr (+ 11%), and PCr (+ 14%) levels were increased, and ATP levels were unchanged in the brains of older participants. Markers of energy metabolism in blood cells did not significantly correlate with energy metabolites in the brain. Age-related bioenergetic changes were detected in peripheral blood cells and the brains of healthy older people. However, mitochondrial function in peripheral blood cells does not reflect energy related metabolites in the brain. While ATP levels in PBMCs may be be a valid marker for age-related mitochondrial dysfunction in humans, cerebral ATP remained constant.