logo

Пользовательского поиска

Monday 16th of July 2018

Нарушения в митохондриях понижают уровни клеточной энергии и приводят к нейрональной дисфункции

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Статьи - Нейродегенеративные заболевания
Автор: Administrator   
01.02.2016 21:44

2

Ученые из Института нейродегенеративных заболеваний Гладстона продемонтрировали связь между повреждением митохондрий, потерей АТФ и нейрональной дисфункцией. (Фото: iStock/© Ralwel)


Новое исследование, проведенное учеными Институтов Гладстона (The J. David Gladstone Institutes), впервые показывает, что нарушения в митохондриях клеток головного мозга снижают уровни клеточной энергии и вызывают нейрональную дисфункцию в одной из моделей нейродегенеративных заболеваний. Связь между митохондриями, недостатком энергии и нейродегенерацией предполагалась давно. Однако из-за недоступности достаточно чувствительных тестов для оценки уровня АТФ (единицы клеточной энергии, генерируемой митохондриями) в отдельном нейроне эту связь не удавалось всесторонне изучить ни в одном из предыдущих исследований.


В данной работе (статья о результатах которой выбрана статьей недели журнала The Journal of Biological Chemistry) были разработаны новые тесты, позволяющие более точно измерить выработку энергии клетками мозга. Используя усовершенствованные тесты, ученые измерили уровни энергии в нейронах на модели синдрома Лея – генетически наследуемого нейродегенеративного заболевания, повреждающего митохондрии. Они установили, что ассоциируемая с синдромом Лея генетическая мутация снижает уровни АТФ и что этого снижения достаточно, чтобы вызвать значительную дисфункцию клеток.

«То, что дефекты в митохондриях приводят к снижению энергетических уровней, оказывая токсическое воздействие на нейроны, предполагалось всегда», - говорит первый автор статьи Дивья Патхак (Divya Pathak), PhD, постдокторант Института нейродегенеративных заболеваний Гладстона (Gladstone Institute of Neurological Disease). «Но никому не удавалось это доказать из-за недоступности необходимых тестов. Теперь мы продемонстрировали связь между поврежденными митохондриями, потерей АТФ и нейрональной дисфункцией. Следующий шаг – понять, верна ли эта связь в отношении таких заболеваниях, как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера».

3

 

Дивья Патхак (Divya Pathak), PhD.

 

 

 

Используя свои новые методы на здоровых нейронах, исследователи определили и энергетические пороги, необходимые для поддержания везикулярного цикла – процесса высвобождения клетками головного мозга нейромедиаторов, посредством которого осуществляется межклеточная коммуникация. В ходе экспериментов они блокировали гликолиз – еще один способ производства клетками АТФ – теперь в получении энергии нейроны были вынуждены полагаться только на митохондрии. Это позволило более точно оценить вклад митохондриальной АТФ в различные стадии данного цикла и то, как этот процесс нарушается при дисфункции митохондрий.

На основе своих экспериментов ученые показали, что наиболее энергозатратным процессом является возвращение везикул в клетку после высвобождения нейромедиатора. В модели синдрома Лея клеткам не хватало АТФ для завершения именно этого этапа цикла.

Кроме того, исследователи сравнили уровни энергии в бутонах (доках, из которых отгружаются нейромедиаторы) с митохондриями и без таковых. Примечательно, что оба типа бутонов имели достаточно АТФ для поддержания цикла синаптических везикул и разницы в энергетических уровнях в том и другой случае не наблюдалось. На основании этих данных ученые сделали вывод, что в нормальных условиях АТФ из бутонов с митохондриями быстро диффундирует в бутоны без митохондрий. Таким образом, даже лишенные митохондрий бутоны располагают достаточной энергией для выполнения своей функции. По их мнению, очень важно определить, способны ли лишенные митохондрий бутоны должным образом функционировать при заболеваниях, сопровождающихся нарушением распределения митохондрий.

По словам старшего автора исследования Кена Накамура (Ken Nakamura), MD, PhD, большое значение для интерпретации этих результатов имеет проведение экспериментов на здоровых и на больных клетках.

«Чтобы разобраться в изменениях при заболеваниях, нам очень нужно понять основы клеточной биологии в нормальных условиях», - объясняет ученый. «Выявление наилучших терапевтических мишеней для нейродегенеративных заболеваний стоит того, чтобы потратить время на изучение этих базисных биологических процессов».

 

 

По материалам

Loss of Cellular Energy Leads to Neuronal Dysfunction in a Model of Neurodegenerative Disease

 

Оригинальная статья:

Divya Pathak, Lauren Y. Shields, Bryce A. Mendelsohn, Dominik Haddad, Wei Lin, Akos A. Gerencser, Hwajin Kim, Martin D. Brand, Robert H. Edwards, Ken Nakamura. The Role of Mitochondrially Derived ATP in Synaptic Vesicle Recycling

 

© «Нарушения в митохондриях понижают уровни клеточной энергии и приводят к нейрональной дисфункции». 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_counterToday658
mod_vvisit_counterYesterday1045
mod_vvisit_counterThis week1703
mod_vvisit_counterLast week6681
mod_vvisit_counterThis month14114
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4048560

We have: 64 guests, 7 bots online
Your IP: 54.224.103.239
 , 
Today: Июл 16, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.