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ミトコンドリア機能を改善する55の方法

ミトコンドリア機能障害の治療

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食事療法・ダイエット

カロリー制限

通常よりも20-40%低いカロリー消費によって、ヒトの最大寿命および中央値の両方を増加させる可能性。(Peterson et al, 2012)

カロリー制限による神経可塑性の増加

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23168220/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3518570/

ミトコンドリア生合成の増加

カロリー制限は細胞レベルでは、軽度のROS生成および酸化的損傷をもたらす。

カロリー制限は一酸化窒素合成酵素の発現を介してミトコンドリアの生合成を促進する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16224023/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21483800/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17341128/

グルコース制限

グルコースの摂取制限はミトコンドリア呼吸を誘発し、酸化ストレスを増大させ、AMPK経路を介して寿命を延ばす。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24561260/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17908557/

メチオニン制限

必須アミノ酸であり、グルタチオンの前駆体であるメチオニンの制限は、寿命を伸ばし、ミトコンドリア生合成、機能、エネルギー消費、ストレス耐性、好気性能力、インスリン感受性、グルタチオン(GSH)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)発現が増加した。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20045141/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18283555/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15924568/

この効果は、抗酸化剤であるN-アセチル-システインを併用摂取することで、メチオニン制限による健康促進効果のいくつかがブロックされた。

このことはメチオニン欠乏によるROSが健康促進効果に寄与していることを示唆する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22580750/

ケトン体ダイエット

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1357272515000321

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5828461/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5186794/

ケトジェニックダイエットのミトコンドリアへの効果

・ 脳内のミトコンドリア機能、動態の顕著な変化をもたらす。

・ 肝臓組織のミトコンドリア機能の変化を引き起こす。

・ 肝臓ミトコンドリアの形態、量、生合成の調節因子、関連遺伝子、タンパク質発現を有意に変化させる。

・ マイトファジー調節因子BNIP3遺伝子およびタンパク質発現の増加をもたらす。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23755170/

脱共益タンパク活性

ケトジェニックダイエットは、マウスのミトコンドリア脱共益タンパク質(UCP)活性を増強する。

www.researchgate.net/publication/8651796_The_Ketogenic_Diet_Increases_Mitochondrial_Uncoupling_Protein_Levels_and_Activity

βヒドロキシ酪酸(BHB)

βヒドロキシ酪酸(BHB)は、mtROSを誘導しないが、HDACを用量依存的に阻害し、ヒストンアセチル化を増大させる。

HDACの阻害は、フォークヘッドボックスO(FOXO)3a、メタロチオネインII発現の増加、FOXO3a、SOD2、カタラーゼの増加と関連している。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23223453/

脂質制限食

カロリー制限を伴わない脂肪酸の摂取制限は、マウスの寿命に影響を与えない。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3335742/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21070590/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17351275/

カロリー制限模倣物の摂取

レスベラトロールおよび他のカロリー制限模倣物

AMPK活性化因子、ERR活性化因子

運動・エクササイズ

運動とカロリー制限の組み合わせ

運動または運動とカロリー制限の組み合わせは、脳内のミトコンドリア生合成を増加させる。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21817111/

グリコーゲン貯蔵が低い状態での運動が、サイクリストのミトコンドリア生合成を大きく増加させた。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23053125/

HIIT 高強度インターバルトレーニング 

高強度インターバルトレーニングは、Sirt1、PGC-1α、TFAMを改善し、骨格筋ミトコンドリア機能を高め、運動能力を改善するための著しい刺激となる。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20100740/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21245132/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20106991

高齢者

高齢者においても運動はミトコンドリア生合成を増加させ、ミトコンドリア呼吸鎖活性を増加させることが示された。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16799133/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19716394/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21677280/

すべての年齢で運動は筋肉内のミトコンドリアを増加させたが、インスリン感受性の改善は若年者でのみ改善を示した。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12882902/

コールドエクスポージャー(寒冷暴露)

コールドシャワー、寒風摩擦、寒中水泳、寒稽古、水風呂

ミトコンドリア発現の増加

寒冷暴露および運動によりマウスのヒラメ筋においてミトコンドリアの発現が増加。寒冷暴露のみがPGC-1α発現を有意に高めた。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28715885

UCP感受性の増加

低温暴露はラット骨格筋のミトコンドリアを増加させ、脱共益感受性を増加させることにより熱発生に寄与した。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15792806

ミトコンドリア 標的アプローチ

PGC-1α標的

ベザフィブラート(PPAR-PGC-1α軸)
トリテルペノイド(オレアノール酸誘導体)
PQQ
ニガウリ
EGCG
サルビアノール酸A
HMB
ヒドロキシチロソール
レスベラトロール

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4684867/

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867406014280

AMPK標的

カロリー制限
運動
ROS

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20160076/

H2O2

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20729205/

レスベラトロール

高濃度レスベラトロールによるAMPK、PGC-1αの毒性的活性によりミトコンドリアの増加を示す。経口レスベラトロールでは骨格筋ミトコンドリアには影響を与えない。

journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1001603

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867406014280

クルクミン

cAMPを介したAMPK活性およびミトコンドリア生合成の増加。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26278015

サルビアノール酸A
ヒドロキシチロソール
ベルベリン

ベルベリンのAMPK活性によるマウスのインスリン感受性改善

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18285556/

メトホルミン

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20090912/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18728386/

Sirt1標的

ロイシン

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2701939/

ミトコンドリアの密度を高め、抗酸化能力を高める。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23812674

アピゲニン

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23172919

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25106896

pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jf303446x

リポ酸

リポ酸はSirt1、Sirt3の両方を刺激することで、ラットのミトコンドリア機能を改善。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22327056

レスベラトロール

Sirt1を介した血管内皮細胞のミトコンドリア生合成の増加

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19429820

PPAR

PPARアゴニスト 薬剤

ピオグリタゾン、ロシグリタゾン、フェノフィブラート、ベザフィブラート

ATP産生の増強

カルニチン
リンゴ酸

journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0058345

www.tandfonline.com/doi/abs/10.3109/19390211.2015.1008615?journalCode=ijds20

αリポ酸

ATP産生の低下を防ぐことで、敗血症マウスの低体温症を有意に減弱する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5293729/

クルクミン
クレアチン

クレアチン、コエンザイムQ10、は臨床試験において最も顕著な効果を有することが報告されている。

L-アルギニン

アルギニンはクレアチンの合成に必要な準必須アミノ酸

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11889254/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15728297/

コハク酸
NADH
D-リボースマグネシウム(ATPの材料)
メチレンブルー

Nrf2 /抗酸化剤応答配列(ARE)経路

Nrf2は、身体がストレスに対して応答するさいに調節を行うマスターレギュレーター。

バコパ・モンニエリ
スルフォラファン(ブロッコリーなど)
トリテルペノイド(オリーブオイルなど)
DHA
ビタミンD
にんにく
クルクミン
ルテオリン
レスベラトロール

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4024846/

水素水

水素の投与はNrf2の活性を介して抗酸化酵素の発現を増加させる。in vitro

kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-24500882/

運動
LLLT

Ca2+標的

レスベラトロール

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4024846/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28852814

Fructus ligustri lusidi

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18327153

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22018100

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24343527

ローズマリー・ラベンダー

journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0186864

TRPA-1

TRPA-1アゴニスト
アリルイソチオシアネート(マスタードオイル、わさび)
わさびの成分であるアリルイソチオシアネートは、強力なTRPA1アゴニストであり、1657個の分子化合物のスクリーニングにより見出された。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26630251

シナモン
アリシン(にんにく)
オレオカンタール(オリーブオイル)
ニコチン
ジアリルジスルフィド(にんいく、玉ねぎ)
ジンゲロール(しょうが)
チモール(タイム)
クルクミン(ウコン)
カフェイン
カンナビジオール

N-アセチル-p-ベンゾキノン-イミン/NAPQI、p-ベンゾキノン/p-BQ(アセトアミノフェンの代謝産物)

TRPA-1阻害

オメガ3脂肪酸、DHAなどのSPM

p53標的

亜鉛

亜鉛はp53の安定化および活性化に関与

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11416144/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16308485/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16308485/

ジンセノサイド(朝鮮人参)

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24622841/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22728092/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22903450/

チモキノン/ナイジェラ・サティバ(ブラッククミン)

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15375533/

マグノリア・オフィシナリス

p27のアップレギュレーション

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17671727/

バイカリン

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20661261/

シナサイカチ/Gleditsia sinensis

en.wikipedia.org/wiki/Gleditsia_sinensis

カンライト/Kanglaite

p53およびp21のmRNAが増加、p53の半減期を延長する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18718024/

低酸素

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20876254/

ミトホルミシス効果を誘発するハーブ・薬剤

レスベラトロール

ミトコンドリア呼吸鎖、電子伝達系複合体I〜IIIを阻害

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10370869/

スルフォラファン

スルフォラファンは活性酸素の生成により、細胞死を誘導する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15764812/

ナイアシン

疫学的調査ではナイアシン欠乏がパーキンソン病を予防する可能性が示唆されている。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21432157/

ベルベリン

ベルベリンは、メトホルミン、ロシグリタゾンと同様に、筋ミトコンドリア電子伝達系複合体Iを用量依存的に阻害する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18285556/

メトホルミン

ジメチルビグアニド(メトホルミン)の呼吸鎖阻害作用はミトコンドリア電子伝達系複合体Iに位置する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10617608/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15047621/

ピオグリタゾン

メトホルミン、チアゾリジンジオンの両方がインビトロで複合体I活性および細胞呼吸を阻害し、ミトコンドリア作用による抗糖尿病作用に寄与する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15047621/

スタチン

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17658574/

フィブラート

フィブラートはPPARαの活性化作用を有するが、それとは異なる機序(ミトコンドリア呼吸鎖複合体Iの阻害)によって、ミトコンドリア機能不全を誘発する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15166256/

水素水

水素の投与はNrf2の活性を介して抗酸化酵素の発現を増加させるミトホルミシス効果である可能性。in vitro

kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-24500882/

ミトコンドリア抗酸化剤

ミトコンドリア抗酸化剤は、ミトホルミシス効果によるミトコンドリア機能の改善を阻害する可能性があり、それらを用いる際にはホルミティック刺激と関連付けられた計画性が求められる。

L-カルニチン
コエンザイムQ10
MitoQ10
N-アセチルシステイン(NAC)
ビタミンC
ビタミンE
ビタミンK1
ビタミンB
メラトニン
ピルビン酸ナトリウム
グルタチオン補強サプリメント
αリポ酸

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17605107

ヒドロキシチロソール
C60

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5237293/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24361870

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4481245/

イデベノン

コエンザイムQのアナログ

ランダム化比較試験 ミトコンドリア障害治療

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21788663/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22192149/

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21810891/

その他

ミトコンドリア生合成:薬理学的アプローチ

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24606795

イノシン

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9681443

リボフラビン
カフェイン酸

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4566449/

オキサロ酢酸

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4271074/

ディメボン

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20555134

幹細胞ミトコンドリア治療

PPARδアゴニスト

PPARδアゴニストはが脂質過酸化反応を改善し、造血幹細胞機能を改善することが示された。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22902876

NAD+ /ニコチンアミド・リボシド

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27127236

筋肉、神経幹細胞の老化におけるミトコンドリア機能を改善

science.sciencemag.org/content/352/6292/1436?ijkey=3afe6a956681ddc043957b0702ed5a8918dbcc2e&keytype2=tf_ipsecsha

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27127236

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29874584

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124718307423

Fis1、Drp1およびMfn1のレベルが増加(ミトコンドリアの分裂と融合を調節するタンパク質)

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19473119

オートファジー阻害剤 バフィロマイシン

v-ATPアーゼの特異的阻害剤

オートファゴソーム-リソソーム融合を阻害する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26738589

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4349273/