logo

Пользовательского поиска

Wednesday 26th of September 2018

Как избавиться от старых митохондрий: некоторые нейроны прибегают к помощи астроцитов

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Статьи - Нейродегенеративные заболевания
Автор: Administrator   
20.06.2014 19:24

 

Зрительный нерв и сетчатка мыши, ответственные за передачу информации от глаза к головному мозгу. Ткань окрашена флуоресцентными веществами, показывающими распределение астроцитов (желтые), аксонов ганглионарных клеток сетчатки (фиолетовые), миелина (зеленый) и ядер клеток (циан). Аксоны ганглионарных клеток сетчатки передают митохондрии близлежащим астроцитам в головке зрительного нерва позади сетчатки. Астроциты разрушают эти митохондрии в процессе, названном трансмитофагией.

Зрительный нерв и сетчатка мыши, ответственные за передачу информации от глаза к головному мозгу. Ткань окрашена флуоресцентными веществами, показывающими распределение астроцитов (желтые), аксонов ганглионарных клеток сетчатки (фиолетовые), миелина (зеленый) и ядер клеток (циан). Аксоны ганглионарных клеток сетчатки передают митохондрии близлежащим астроцитам в головке зрительного нерва позади сетчатки. Астроциты разрушают эти митохондрии в процессе, названном трансмитофагией. (Фото: Mark Ellisman, NCMIR, UC San Diego)


В науке широко признано, что клетки сами разрушают и перерабатывают свои старые или поврежденные органеллы, но недавно ученые Школы медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California, San Diego School of Medicine), Школы медицины Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University School of Medicine) и Института Кеннеди Кригера (Kennedy Krieger Institute) подвергли правильность этого положения обоснованному сомнению, продемонстрировав, что некоторые нейроны передают функцию утилизации ненужных им митохондрий – крошечных внутриклеточных энергетических станций – клеткам глии, известным как астроциты.


Подтверждающие их выводы данные, опубликованные в раннем онлайн издании PNAS, предполагают необходимость пересмотра некоторых из основ биологии. Но они имеют и практическое значение, углубляя понимание многих нейродегенеративных заболеваний и метаболических расстройств и открывая путь к усовершенствованию методов их лечения.

«Это подвергает сомнению общепринятый постулат, что клетки обязательно сами разрушают свои органеллы. Мы пока не знаем, насколько этот процесс генерализован, если рассматривать мозг в целом, но наша работа предполагает его вероятную широкую распространенность», - говорит один из ведущих соавторов исследования Марк Эллисман (Mark Ellisman), PhD, заслуженный профессор неврологии, директор Национального научно-исследовательского центра микроскопии и визуализации (National Center for Microscopy and Imaging Research) UC San Diego.

«Открытие стандартного процесса передачи мусора от нейронов к глии, по всей вероятности, будет очень важно для понимания возрастного снижения функций головного мозга и нейродегенеративных или метаболических заболеваний», - комментирует результаты исследования другой его ведущий соавтор Николас Марш-Армстронг (Nicholas Marsh-Armstrong), PhD, невролог из Университета Джонса Хопкинса и Института Кеннеди Кригера. «Мы ожидаем, что оно окажет значительное влияние и на другие области биомедицины».

Ученые сосредоточили свое внимание на аксонах ганглионарных клеток сетчатки – нейронов, передающих визуальную информацию от глаза к головному мозгу. Стимулом к проведению этого исследования стали наблюдения, сделанные доктором Марш-Армстронгом в ходе изучения мышиной модели глаукомы, о том, что белковые продукты из сетчатки накапливаются в головке зрительного нерва непосредственно за глазом.

Реконструкция данных электронной микроскопии, показывающая часть ганглиозной клетки сетчатки (синяя) в головке зрительного нерва нормальной здоровой мыши. Две ее выпуклости заполнены митохондриями (красные). Ученые считают, что это один из этапов процесса выведения митохондрий для дальнейшего их разрушения соседними астроцитами.

 

Реконструкция данных электронной микроскопии, показывающая часть ганглиозной клетки сетчатки (синяя) в головке зрительного нерва нормальной здоровой мыши. Две ее выпуклости заполнены митохондриями (красные). Ученые считают, что это один из этапов процесса выведения митохондрий для дальнейшего их разрушения соседними астроцитами. (Фото: Keun-Young Kim/PNAS)

 

Используя передовые методы микроскопии и молекулярные методики, разработанные в лабораториях Эллисмана и Марш-Армстронга, исследователи установили, что поврежденные митохондрии ганглионарных клеток сетчатки собираются у головки оптического нерва – там, где аксоны ганглионарных клеток выходят из глаза, образуя идущий к мозгу зрительный нерв. Эти митохондрии поглощаются и разрушаются соседними астроцитами – самыми распространенных глиальными клетками нервной системы позвоночных и единственными клетками, связывающими нейроны головного мозга с кровью.

Это открытие опровергает общепризнанную аксиому, что все клетки сами изолируют, разрушают и удаляют поврежденные молекулы и органеллы – процесс, известный как аутофагия (в переводе с греческого «самопоедание»). Если в этот процесс вовлечены митохондрии, он называется митофагией. Процесс, описанный Марш-Армстронгом, Эллисманом и их коллегами, назван трансмитофагией (transmitophagy).

Однако многие вопросы, связанные с этим удивительным открытием, пока остаются без ответа. Например, происходят ли митохондрии, перемещаемые к головке зрительного нерва, только из популяции, находящейся в длинных проводящих нервных волокнах, идущих от глаза к мозгу, или какие-то митохондрий активно транспортируются из самой сетчатки?

По мнению доктора Эллисмана, результаты этого исследования углубят понимание – и, возможно, в конечном итоге, усовершенствуют лечение – целого ряда заболеваний.

«Митохондрии играют важную роль в здоровье аксонов, совершенно необходимых для взаимодействия нейронов и передачи информации. Дальнейшее изучения того, что происходит в процессе трансмитофагии и вносят ли нарушения в этом явлении вклад в развитие нейрональных дисфункций или заболеваний, должно стать приоритетным направлением исследований», - считает ученый.

Значение результатов этого исследования выходит далеко за рамки зрительного нерва, так как накопление внутри клеток «мусора» вызывает нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и боковой амиотрофический склероз, говорит доктор Марш-Армстронг. «Показав существование этого альтернативного вида утилизации, мы открыли другим путь к изучению того, могут ли подобные процессы происходить с другими типами клеток или с другими, помимо митохондрий, клеточными компонентами».

 

 

По материалам

Getting Rid of Old Mitochondria

Neurons Get Their Neighbors To Take Out Their Trash

 

Оригинальная статья:

Chung-ha O. Davis, Keun-Young Kim, Eric A. Bushong, Elizabeth A. Mills, Daniela Boassa, Tiffany Shih, Mira Kinebuchi, Sebastien Phan, Yi Zhou, Nathan A. Bihlmeyer, Judy V. Nguyen, Yunju Jin, Mark H. Ellisman, and Nicholas Marsh-Armstrong. Transcellular degradation of axonal mitochondria

 

© «Как избавиться от старых митохондрий: некоторые нейроны прибегают к помощи астроцитов». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Нейродегенеративные заболевания. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday48
mod_vvisit_counterYesterday1356
mod_vvisit_counterThis week4265
mod_vvisit_counterLast week13330
mod_vvisit_counterThis month31234
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4121640

We have: 66 guests, 2 bots online
Your IP: 54.162.15.31
 , 
Today: Сен 26, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.