最近发表在《通信生物学》上的一项由哥伦比亚大学研究人员领导的研究发现，线粒体受损的人体细胞的反应是进入超速状态并使用更多能量。这个过程被称为新陈代谢过度，使细胞能够暂时存活，但它也大大加快了细胞的老化速度。

由罕见的基因突变引起的线粒体缺陷导致人体细胞增加其新陈代谢。虽然这有助于短期生存，但它的代价也很高：细胞老化的速度急剧增加。新陈代谢过度也可能是大多数细胞随着年龄增长而退化的一个关键原因。

主要研究者、哥伦比亚大学瓦格拉斯医学院行为医学（精神病学和神经学）副教授马丁-皮卡德博士说："这些发现是在罕见的线粒体疾病患者的细胞中取得的，然而它们也可能与其他影响线粒体的疾病有关，包括神经退行性疾病、炎症和感染。此外，高代谢可能是大多数细胞随着我们变老而退化的一个关键原因"。

高代谢细胞衰老得更快

人们普遍认为，线粒体缺陷（损害食物来源转化为可用的能量）将迫使细胞减缓其新陈代谢率，以努力保存能量。然而，通过分析线粒体疾病患者细胞的代谢活动和能量消耗，研究人员发现，线粒体受损的细胞的能量消耗翻倍。此外，重新分析数百名不同线粒体疾病患者的数据显示，线粒体缺陷也增加了整个身体层面的生活能量成本。

虽然这种能量提升使细胞保持运转，但它也使细胞的端粒（保护我们染色体末端的帽子）退化，并激活应激反应和炎症。其净效应加速了生物衰老。

这项研究的主要作者、研究生加布里埃尔-斯特姆（Gabriel Sturm）说："当细胞消耗更多能量来制造蛋白质和其他短期生存所必需的物质时，它们很可能从确保长期生存的过程中窃取资源，比如维持端粒。"

高代谢、疲劳和衰老

这种高代谢状态可以解释为什么线粒体疾病患者会出现疲劳和运动不耐受，以及其他症状。"为了弥补细胞中的额外能量使用，身体'告诉'你不要过度劳累，以保存能量。皮卡德说："我们很可能看到，随着人们年龄的增长，他们的活力减弱，也有同样的动态。"

这项研究并没有为线粒体疾病患者指出任何新的补救措施，这些疾病目前还无法治疗，但它确实加强了目前对患者的建议，即多运动。Sturm说："这可能看起来有悖常理，因为如果你更加活跃，你将会消耗更多的能量，并可能使你的症状恶化。但众所周知，运动可以提高生物体的效率。例如，一个跑步的人比不运动的人用更少的能量来维持基本的身体过程。"

提高机体效率，这将降低细胞中的能量使用，并改善疲劳和其他症状，可能部分解释了运动对线粒体疾病患者和其他健康人的健康益处。

皮卡德说，在寻找线粒体疾病的新疗法时，研究人员应该把重点放在高代谢上。"尽管线粒体缺陷确实损害了细胞产生能量的能力，但能量不足可能不是主要的疾病诱因。我们的研究显示这些缺陷增加了能量消耗。为了在治疗上寻找更多有效的出路，我们可能需要针对高代谢。我们需要更多的研究来知道这是否会起作用。"

新陈代谢过度也是其他疾病的常见现象。如果细胞能量消耗的增加在推动衰老过程中起着因果作用，那么针对高代谢可能是一种改善疲劳、提高人们生活质量的方法，甚至是减缓生物衰老。

该研究由美国国立卫生研究院、Baszucki大脑研究基金、J. Willard和Alice S. Marriott基金会、肌肉萎缩症协会、Nicholas Nunno基金会、JDF线粒体研究基金和舒曼线粒体疾病基金资助。