ミトコンドリアの酸素毒性

Mitochondrial oxygen toxicity

R Alva, M Abbas, ORM Bagshaw, C Moffatt… - Mitochondrial Intoxication, 2023

… Mitochondria are both sources and targets of these ROS. In this chapter, we
describe how hyperoxia-mediated oxidative stress impairs mitochondrial
bioenergetics, induces oxidation of mitochondrial DNA, lipids… Furthermore, we …

Oxygen is an essential element necessary for eukaryotes to oxidize nutrients during cellular respiration and obtain most of their energy. Oxygen supplementation therapy is given to premature babies and adults in severe respiratory distress. However, since the 1870s researchers have been reporting the toxic effects of hyperoxia, that is, exposure to oxygen partial pressures higher than atmospheric (21%). Hyperoxia is one of many pathological conditions that increase the production of reactive oxygen species (ROS), resulting in intracellular oxidative stress. Mitochondria are both sources and targets of these ROS. In this chapter, we describe how hyperoxia-mediated oxidative stress impairs mitochondrial bioenergetics, induces oxidation of mitochondrial DNA, lipids, and proteins, and can ultimately lead to cell death and organ injury. Furthermore, we present evidence showing mitochondria-targeted antioxidants can protect against hyperoxic damage, suggesting a promising strategy against mitochondrial oxygen toxicity associated with oxygen therapies.

酸素は、真核生物が細胞呼吸中に栄養素を酸化し、エネルギーの大部分を得るために必要な必須要素です。酸素補給療法は、重度の呼吸窮迫状態にある未熟児および成人に行われます。しかし、1870 年代以降、研究者は高酸素症、つまり大気圧 (21%) よりも高い酸素分圧への曝露の毒性効果を報告してきました。高酸素症は、活性酸素種 (ROS) の産生を増加させ、細胞内酸化ストレスを引き起こす多くの病的状態の 1 つです。ミトコンドリアは、これらの ROS のソースとターゲットの両方です。この章では、高酸素症を介した酸化ストレスがミトコンドリアの生体エネルギーを損ない、ミトコンドリアの DNA、脂質、タンパク質の酸化を誘発し、最終的に細胞死や臓器損傷につながる可能性があることについて説明します。さらに、ミトコンドリアを標的とした抗酸化物質が高酸素損傷から保護できることを示す証拠を提示し、酸素療法に関連するミトコンドリアの酸素毒性に対する有望な戦略を示唆しています。