ミトコンドリア機能を改善する55の方法

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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

Energy intake and exercise as determinants of brain health and vulnerability to injury and disease.
Energy Intake and Exercise as Determinants of Brain Health and Vulnerability to Injury and Disease
Evolution favored individuals with superior cognitive and physical abilities under conditions of limited food sources, and brain function can therefore be optim...
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。

Calorie restriction promotes mitochondrial biogenesis by inducing the expression of eNOS.
Mild mitochondrial uncoupling and calorie restriction increase fasting eNOS, akt and mitochondrial biogenesis.
Calorie restriction increases muscle mitochondrial biogenesis in healthy humans.

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。

Mitohormesis.
Glucose restriction extends Caenorhabditis elegans life span by inducing mitochondrial respiration and increasing oxidative stress.

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。

Methionine restriction effects on mitochondrial biogenesis and aerobic capacity in white adipose tissue, liver, and skeletal muscle of F344 rats.
Forty percent and eighty percent methionine restriction decrease mitochondrial ROS generation and oxidative stress in rat liver.
Methionine-deficient diet extends mouse lifespan, slows immune and lens aging, alters glucose, T4, IGF-I and insulin levels, and increases hepatocyte MIF levels and stress resistance.

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。

Effects of aging and methionine restriction applied at old age on ROS generation and oxidative damage in rat liver mitochondria.

 

ケトン体ダイエット

Mitochondria: The ketogenic diet—A metabolism-based therapy
Mitochondria are the energy-producing organelles of the cell, generating ATP via oxidative phosphorylation mainly by using pyruvate derived from glyco…
Nutritional Ketosis and Mitohormesis: Potential Implications for Mitochondrial Function and Human Health
Impaired mitochondrial function often results in excessive production of reactive oxygen species (ROS) and is involved in the etiology of many chronic diseases,...
Tissue Specific Impacts of a Ketogenic Diet on Mitochondrial Dynamics in the BTBRT+tf/j Mouse
The ketogenic diet (KD) has been utilized as a dietary therapeutic for nearly a century. One experimental model particularly responsive to the KD is the BTBR (...
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。

Ketogenic diet improves core symptoms of autism in BTBR mice.
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。

The Ketogenic Diet Increases Mitochondrial Uncoupling Protein Levels and Activity | Request PDF
Request PDF | The Ketogenic Diet Increases Mitochondrial Uncoupling Protein Levels and Activity | Fatty acids are known to enhance mitochondrial uncoupling prot...
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。

Suppression of oxidative stress by β-hydroxybutyrate, an endogenous histone deacetylase inhibitor.
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。

Influence of the restriction of individual dietary components on longevity and age-related disease of Fischer rats: the fat component and the mineral component.
Dietary effects on body composition, glucose metabolism, and longevity are modulated by skeletal muscle mitochondrial uncoupling in mice.
Serum alanine aminotransferase levels decrease further with carbohydrate than fat restriction in insulin-resistant adults.

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。

Exercise training increases mitochondrial biogenesis in the brain.

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。

Exercise with low glycogen increases PGC-1α gene expression in human skeletal muscle.

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。

A practical model of low-volume high-intensity interval training induces mitochondrial biogenesis in human skeletal muscle: potential mechanisms.
Exercise increases mitochondrial PGC-1alpha content and promotes nuclear-mitochondrial cross-talk to coordinate mitochondrial biogenesis.
Acute endurance exercise increases the nuclear abundance of PGC-1alpha in trained human skeletal muscle.

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。

Effects of exercise on mitochondrial content and function in aging human skeletal muscle.
Mitochondrial biogenesis in exercise and in ageing.
Reduction in reactive oxygen species production by mitochondria from elderly subjects with normal and impaired glucose tolerance.

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。

Impact of aerobic exercise training on age-related changes in insulin sensitivity and muscle oxidative capacity.

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。

The effects of exercise and cold exposure on mitochondrial biogenesis in skeletal muscle and white adipose tissue.
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。

Cold exposure differently influences mitochondrial energy efficiency in rat liver and skeletal muscle.

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
Resveratrol Regulates Mitochondrial Biogenesis and Fission/Fusion to Attenuate Rotenone-Induced Neurotoxicity
It has been confirmed that mitochondrial impairment may underlie both sporadic and familial Parkinson's disease (PD). Mitochondrial fission/fusion and biogenesi...
Resveratrol Improves Mitochondrial Function and Protects against Metabolic Disease by Activating SIRT1 and PGC-1α
Diminished mitochondrial oxidative phosphorylation and aerobic capacity are associated with reduced longevity. We tested whether resveratrol (RSV), wh…

AMPK標的

カロリー制限
運動
ROS
ATM signals to TSC2 in the cytoplasm to regulate mTORC1 in response to ROS.

H2O2

Exposure to hydrogen peroxide induces oxidation and activation of AMP-activated protein kinase.
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。

Effects of Resveratrol and SIRT1 on PGC-1α Activity and Mitochondrial Biogenesis: A Reevaluation
Resveratrol Improves Mitochondrial Function and Protects against Metabolic Disease by Activating SIRT1 and PGC-1α
Diminished mitochondrial oxidative phosphorylation and aerobic capacity are associated with reduced longevity. We tested whether resveratrol (RSV), wh…
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。

Curcumin treatment enhances the effect of exercise on mitochondrial biogenesis in skeletal muscle by increasing cAMP levels.
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

Berberine and its more biologically available derivative, dihydroberberine, inhibit mitochondrial respiratory complex I: a mechanism for the action of berberine to activate AMP-activated protein kinase and improve insulin action.

メトホルミン

Metformin induces a dietary restriction-like state and the oxidative stress response to extend C. elegans Healthspan via AMPK, LKB1, and SKN-1.
Metformin slows down aging and extends life span of female SHR mice.

 

Sirt1標的

ロイシン
Leucine modulation of mitochondrial mass and oxygen consumption in skeletal muscle cells and adipocytes
The effects of dairy on energy metabolism appear to be mediated, in part, by leucine and calcium which regulate both adipocyte and skeletal muscle energy metabo...

ミトコンドリアの密度を高め、抗酸化能力を高める。

Leucine treatment enhances oxidative capacity through complete carbohydrate oxidation and increased mitochondrial density in skeletal muscle cells.
アピゲニン
Flavonoid apigenin is an inhibitor of the NAD+ ase CD38: implications for cellular NAD+ metabolism, protein acetylation, and treatment of metabolic syndrome.
Apigenin and quercetin ameliorate mitochondrial alterations by tunicamycin-induced ER stress in 3T3-L1 adipocytes.
Apigenin Induces Apoptosis through Mitochondrial Dysfunction in U-2 OS Human Osteosarcoma Cells and Inhibits Osteosarcoma Xenograft Tumor Growth in Vivo
The cytostatic drug from natural products has acted as a chemotherapeutic agent used in treatment of a wide variety of cancers. Apigenin, a type of flavonoid, e...
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。

Lipoic acid improves mitochondrial function in nonalcoholic steatosis through the stimulation of sirtuin 1 and sirtuin 3.
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

Resveratrol induces mitochondrial biogenesis in endothelial cells.

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
Malate and Fumarate Extend Lifespan in Caenorhabditis elegans
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。

Alpha-lipoic acid protects mitochondrial enzymes and attenuates lipopolysaccharide-induced hypothermia in mice
Hypothermia is a key symptom of sepsis, but the mechanism(s) leading to hypothermia during sepsis is largely unknown and thus no effective therapy is available ...
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

Effects of L-arginine on the acute phase of strokes in three patients with MELAS.
L-arginine improves the symptoms of strokelike episodes in MELAS.
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
Resveratrol Induces Hepatic Mitochondrial Biogenesis Through the Sequential Activation of Nitric Oxide and Carbon Monoxide Production
Aims: Nitric oxide (NO) can induce mitochondrial biogenesis in cultured cells, through increased guanosine 3′,5′-monophosphate (cGMP), and activation of peroxis...
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

健康長寿に向けた分子状水素の酸化ストレス防御機構解明
疾患の新規治療法として水素分子(H2)投与の可能性が数多く示されてきた。しかし、反応性の高い活性酸素種のみを無毒化するというH2の選択的還元作用のみで多様な疾患抑制効果を説明することは困難である。本研究では、H2存在下で培養した神経芽細胞SH-SY5Yが酸化ストレスにたいして抵抗性を獲得することを明らかにした。H2がミ...
運動
LLLT

Ca2+標的

レスベラトロール
Resveratrol Induces Hepatic Mitochondrial Biogenesis Through the Sequential Activation of Nitric Oxide and Carbon Monoxide Production
Aims: Nitric oxide (NO) can induce mitochondrial biogenesis in cultured cells, through increased guanosine 3′,5′-monophosphate (cGMP), and activation of peroxis...
Identification of Resveratrol, an Herbal Compound, as an Activator of the Calcium-Activated Chloride Channel, TMEM16A.
Fructus ligustri lusidi
Fructus ligustri lucidi extract improves calcium balance and modulates the calciotropic hormone level and vitamin D-dependent gene expression in aged ovariectomized rats.
Improvement of calcium balance by Fructus Ligustri Lucidi extract in mature female rats was associated with the induction of serum parathyroid hormone levels.
Fructus ligustri lucidi ethanol extract improves bone mineral density and properties through modulating calcium absorption-related gene expression in kidney and duodenum of growing rats.
ローズマリー・ラベンダー
Modulation of T-type Ca2+ channels by Lavender and Rosemary extracts

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。
A Potent and Site-Selective Agonist of TRPA1.
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

ZBP-89 promotes growth arrest through stabilization of p53.
Imbalance between pro-oxidant and pro-antioxidant functions of zinc in disease.
Imbalance between pro-oxidant and pro-antioxidant functions of zinc in disease.
ジンセノサイド(朝鮮人参)
p53-dependent Fas expression is critical for Ginsenoside Rh2 triggered caspase-8 activation in HeLa cells.
Effects of ginsenoside Rg1 or 17β-estradiol on a cognitively impaired, ovariectomized rat model of Alzheimer's disease.
Ginsennoside rd attenuates cognitive dysfunction in a rat model of Alzheimer's disease.
チモキノン/ナイジェラ・サティバ(ブラッククミン)
Thymoquinone extracted from black seed triggers apoptotic cell death in human colorectal cancer cells via a p53-dependent mechanism.
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

Aqueous extract of Magnolia officinalis mediates proliferative capacity, p21WAF1 expression and TNF-alpha-induced NF-kappaB activity in human urinary bladder cancer 5637 cells; involvement of p38 MAP kinase.
バイカリン
Baicalin inhibits PDGF-BB-stimulated vascular smooth muscle cell proliferation through suppressing PDGFRβ-ERK signaling and increase in p27 accumulation and prevents injury-induced neointimal hyperplasia.
シナサイカチ/Gleditsia sinensis
Gleditsia sinensis - Wikipedia
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。

Chinese herb related molecules of cancer-cell-apoptosis: a minireview of progress between Kanglaite injection and related genes.
低酸素
Targeting hypoxic cells through the DNA damage response.

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

Effects of resveratrol on the rat brain respiratory chain.
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。

Sulforaphane-induced cell death in human prostate cancer cells is initiated by reactive oxygen species.
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。

Niacin metabolism and Parkinson's disease.
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。

Berberine and its more biologically available derivative, dihydroberberine, inhibit mitochondrial respiratory complex I: a mechanism for the action of berberine to activate AMP-activated protein kinase and improve insulin action.
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。

Dimethylbiguanide inhibits cell respiration via an indirect effect targeted on the respiratory chain complex I.
Thiazolidinediones, like metformin, inhibit respiratory complex I: a common mechanism contributing to their antidiabetic actions?
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。

Thiazolidinediones, like metformin, inhibit respiratory complex I: a common mechanism contributing to their antidiabetic actions?
スタチン
Mitochondrial impairment by PPAR agonists and statins identified via immunocaptured OXPHOS complex activities and respiration.
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。

Fenofibrate impairs rat mitochondrial function by inhibition of respiratory complex I.
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

健康長寿に向けた分子状水素の酸化ストレス防御機構解明
疾患の新規治療法として水素分子(H2)投与の可能性が数多く示されてきた。しかし、反応性の高い活性酸素種のみを無毒化するというH2の選択的還元作用のみで多様な疾患抑制効果を説明することは困難である。本研究では、H2存在下で培養した神経芽細胞SH-SY5Yが酸化ストレスにたいして抵抗性を獲得することを明らかにした。H2がミ...

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
The effects and mechanisms of mitochondrial nutrient alpha-lipoic acid on improving age-associated mitochondrial and cognitive dysfunction: an overview.
ヒドロキシチロソール
C60
C60 fullerene as promising therapeutic agent for correcting and preventing skeletal muscle fatigue
Bioactive soluble carbon nanostructures, such as the C fullerene can bond with up to six electrons, thus serving by a powerful scavenger of reactive oxygen spe...
Interaction of fullerene nanoparticles with biomembranes: from the partition in lipid membranes to effects on mitochondrial bioenergetics.
Carboxylic Acid Fullerene (C60) Derivatives Attenuated Neuroinflammatory Responses by Modulating Mitochondrial Dynamics
Fullerene (C ) derivatives, a unique class of compounds with potent antioxidant properties, have been reported to exert a wide variety of biological activities ...
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

A randomized placebo-controlled trial of idebenone in Leber's hereditary optic neuropathy.
Idebenone increases mitochondrial complex I activity in fibroblasts from LHON patients while producing contradictory effects on respiration.
Idebenone treatment in Leber's hereditary optic neuropathy.

その他

ミトコンドリア生合成:薬理学的アプローチ

Mitochondrial biogenesis: pharmacological approaches.
イノシン
Adenosine, inosine, and guanosine protect glial cells during glucose deprivation and mitochondrial inhibition: correlation between protection and ATP preservation.
リボフラビン
カフェイン酸
Mitochondrial Dysfunction and Chronic Disease: Treatment With Natural Supplements
Loss of function in mitochondria, the key organelle responsible for cellular energy production, can result in the excess fatigue and other symptoms that are com...
オキサロ酢酸
Oxaloacetate activates brain mitochondrial biogenesis, enhances the insulin pathway, reduces inflammation and stimulates neurogenesis
Brain bioenergetic function declines in some neurodegenerative diseases, this may influence other pathologies and administering bioenergetic intermediates could...
ディメボン
Dimebon (latrepirdine) enhances mitochondrial function and protects neuronal cells from death.

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。

A PML–PPAR-δ pathway for fatty acid oxidation regulates hematopoietic stem cell maintenance.
NAD+ /ニコチンアミド・リボシド
NAD⁺ repletion improves mitochondrial and stem cell function and enhances life span in mice.

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

NAD+ repletion improves mitochondrial and stem cell function and enhances life span in mice
The oxidized form of cellular nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) is critical for mitochondrial function, and its supplementation can lead to increased lon...
NAD⁺ repletion improves mitochondrial and stem cell function and enhances life span in mice.
The NAD+ Precursor Nicotinamide Riboside Rescues Mitochondrial Defects and Neuronal Loss in iPSC and Fly Models of Parkinson's Disease.
The NAD+ Precursor Nicotinamide Riboside Rescues Mitochondrial Defects and Neuronal Loss in iPSC and Fly Models of Parkinson’s Disease
While mitochondrial dysfunction is emerging as key in Parkinson’s disease (PD), a central question remains whether mitochondria are actual disease dri…

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)

Nicotinamide enhances mitochondria quality through autophagy activation in human cells.
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。

Autophagy maintains stemness by preventing senescence.
Bafilomycin A1 targets both autophagy and apoptosis pathways in pediatric B-cell acute lymphoblastic leukemia
B-cell acute lymphoblastic leukemia is the most common type of pediatric leukemia. Despite improved remission rates, current treatment regimens for pediatric B-...
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