вторник, 8 ноября 2016 г.

Отключение электроэнергии в головном мозге может быть источником болезни Альцгеймера

25 ноября 1901 года, 51-летняя женщина поступила в больницу во Франкфурте, Германия, демонстрируя причудливое созвездие симптомов. Ее поведение непредсказуемо. Она показывает признаки паранойи, а также слуховыми галлюцинациями, дезориентация, и серьезными нарушениями памяти. В ответ на просьбу написать свое имя, она управляет "миссис", а затем задерживается страницы, не в силах вспомнить остальное. "Я потерял себя", она рассказывает лечащего врача.

Со временем она будет замыкаться в своей непостижимой вселенной, перед смертью 9-го апреля 1906 года.
Трагический случай Огюст отпугнуть мог бы растворились в закоулках истории болезни, но на следующий факт. Ее врач, Алоис Альцгеймер, провели тщательное обследование ее состояния здоровья, в том числе ее вырезанной мозга, открывая заперта амилоидных бляшек и нейрофибриллярных клубков характеристика ее болезни. Огюст отпугнуть был первым человеком с диагнозом Альцгеймера болезни .


Сегодня общество сталкивается с эпидемией болезни Альцгеймера, с некоторыми 5 миллионов страдают только в США. Число, по прогнозам, набухают до 14 миллионов человек к середине века, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний. Из лучших десяти ведущих смертельных заболеваний, болезни Альцгеймера остается единственным, что нельзя предотвратить, лечить или вылечить.
В новом исследовании , появляющегося в журнале болезнь Альцгеймера и деменция , Диего Mastroeni, Пол Коулман и их коллеги из нейродегенеративных заболеваний Научно - исследовательский центр ASU-Banner (NDRC) и Biodesign Центра биоэнергетики исследовать роль митохондрий в патологии болезни Альцгеймера. Митохондрии действуют как энергетические центры для клеток и имеют важнейшее значение в отношении здоровья и болезни.
Исследование основывается на более раннюю работу предлагая генные мутации , влияющие на митохондриальную функцию может иметь решающее значение в Развитие- и безжалостным progression- заболевания.
"Возрастные нейродегенеративных заболеваний, как болезнь Альцгеймера, прогресс в течение длительного периода времени, прежде чем они становятся клинически очевидными. Самые ранние физиологические и молекулярные события в значительной степени неизвестны," говорит Mastroeni. "Результаты нашей лаборатории обнаружили ранние изменения экспрессии в ядерной закодированные, но не митохондриальная закодированы мРНК, происходящие в своих начале тридцатых годов, что дает нам возможность заглянуть в то, что мы подозреваем, некоторые из самых ранних клеточных изменений в прогрессировании болезни Альцгеймера."
Результаты нового исследования показывают, что определенные классы генов, ассоциированных с митохондриальной дисплеем клеточного дыхания пониженные уровни экспрессии у пациентов с болезнью Альцгеймера, по сравнению с нормальными пациентами.

Исследование также рассматривает экспрессию генов у пациентов, чей мозг показывают средний уровень заболевания, известного как умеренными когнитивными нарушениями. Здесь наблюдается противоположный эффект, с соответствующими генами, проявляющих повышенный уровень экспрессии. Авторы предполагают, что это наблюдение может указывать на какой-то компенсаторный механизм в мозге, пытающегося предотвратить заболевание на ранних стадиях.
Кроме того, исследование предполагает, что восстановление определенного набора поврежденных генов, связанных с митохондриальной функции и расположенных в ядерной ДНК клеток может предложить перспективную стратегию для остановки продвижения этого заболевания.
Нападение на идентичность
Болезни Альцгеймера является наиболее распространенной формой слабоумия является прогрессирующее дегенеративное заболевание головного мозга. В то время как обычно ассоциируется с пожилых людей, эта изматывающая болезнь теперь полагают, имеет свое начало гораздо раньше, пропитывая системы десятилетий нервной до начала клинических симптомов. В самом деле, самым большим препятствием для успешного лечения болезни Альцгеймера является тот факт, что болезнь, как правило, не признается, пока его прогресса не непоправимо разорили мозг.
Заболевание часто начинается с легкой потерей памяти, которая может неблагоприятно повлиять на обычный разговор. В то время как преклонный возраст остается ведущим фактором риска развития болезни Альцгеймера, некоторые люди также генетически предрасположены. Другие факторы риска включают высокий уровень холестерина, болезни сердца, инсульт и высокое кровяное давление. Сегодня болезнь Альцгеймера является 5-й ведущей причиной смерти у взрослых 65-85 лет.
Несмотря на все более и более выраженные эффекты слабоумия, окончательный диагноз болезни Альцгеймера, как правило, требует посмертное исследование ткани мозга и идентификации двух стереотипных симптомов, известных как бляшек и клубков. Совсем недавно, новая технология визуализации позволил ученым обнаружить эти симптомы в живых мозгов, хотя Coleman осторожен об их интерпретации:
"Несмотря на то, бляшки и клубки остаются в качестве окончательного нейропатологического признаком болезни, бл не коррелируют вообще со степенью когнитивных нарушений в AD и клубки лишь незначительно коррелируют," говорит он. "Кроме того, мы знаем, что бляшки и клубки являются поздние пришельцы в каскаде событий, которые вызывают слабоумие нашей эры».
Болезнь Альцгеймера, как полагают, составляют 60-70 процентов случаев деменции. По мере прогрессирования болезни, симптомы становятся более серьезными, включая эрозию языковой способности, физической дезориентации и поведенческих трансформаций, часто с участием уход из семьи и общества. Со временем функции тела теряются, в конечном итоге приводит к смерти. Средняя продолжительность жизни пациентов с болезнью Альцгеймера меняется, но от трех до девяти лет после диагноза является типичным.
Быстрая энергия
Митохондрии-мембраносвязанные органеллы найдены во всех эукариотических организмов, часто называют тяжеловесы клетки. С помощью процесса, известного как окислительного фосфорилирования, они производят большую часть химической энергии клетки в форме аденозинтрифосфата или АТФ.
В дополнение к поставке клеточной энергии, митохондрии участвуют в клеточной сигнализации, клеточной дифференцировки и гибели клеток, а также в клеточном росте и поддержании клеточного цикла.
Поскольку митохондрии играют такую важную роль в клетке, митохондриальная дисфункция участвует в широком спектре заболеваний, включая сердечно - сосудистые заболевания, аутизм, шизофрения, биполярное расстройство, эпилепсия, инсульт, Лу Герига, и диабет , наряду с формами деменции , включая болезнь Альцгеймера ,
Неудивительно, что дефекты в митохондриальной функции более сильно влияют на энергетические голодными системы органов в организме, в частности мышц, желудочно-кишечный тракт и делает мозг-орган до всего 2 процента от веса человека, потребляя на 20 процентов от общего бюджета энергии тела.
Митохондрии являются уникальными среди органелл клетки, так как они обладают собственной ДНК, отличную от ДНК, содержащейся в ядре клетки. Это странное положение вещей связано с митохондриальной эволюции. Митохондрии произошли от свободно живущих бактерий, которые колонизировали другие клетки примерно 2 миллиарда лет назад. После того, как включаются в зарождающихся клеток, эти эндосимбионты, так как они, как известно, потеряли большую часть своей оригинальной машины, но сохранили свое собственное дополнение ДНК.
В дополнение к роли митохондриальной дисфункции при болезни, постепенное ухудшение митохондриальной целостности, как полагают, играет центральную роль в нормальном процессе старения.
Сломанные гены
В настоящем исследовании рассматриваются ткани из гиппокампа, структуры критической для памяти и один серьезно пострадавших от наступления болезни Альцгеймера. Используя технологию микрочипов, авторы исследовали ткани гиппокампа из стареющего Когорта-44 нормальных мозгов от 29-99 лет, 10 с умеренными когнитивными нарушениями и 18 с болезнью Альцгеймера.
Экспрессия гена оценивали на двух наборов генов, 1, кодирующего митохондриальной ДНК, а другой, в ядерной ДНК. Два набора генов кодированной для белков, ассоциированных с митохондриальным сложным существенное значение для обеспечения окислительного фосфорилирования (OXPHOS), производства энергии в форме АТФ для клетки.
Интересно, что в то время как митохондриальные гены сами были в значительной степени не зависит, ядерные гены , связанные с OXPHOS комплекса претерпели существенные изменения, в зависимости от исследованных тканей. Данные микрочипов показали существенное понижающую регуляцию генов ядерно-закодирован OXPHOS в ткани Альцгеймера, находка также в нормально старения мозга.
Одни и те же гены, однако, были повышающей регуляции в случае умеренных когнитивных нарушений , предшественник болезни Альцгеймера. Авторы предполагают , этот эффект может быть обусловлен компенсаторный механизм в мозге в ответ на ранней патологии.
Эти данные согласуются с результатами предыдущей работы, устанавливающего, что накопление бета-амилоида (Ар) в нейронах, отличительной чертой болезни Альцгеймера, которые непосредственно участвуют в митохондриальной дисфункции. Выраженный эффект на гены ядерно-кодируемых, но не митохондриальная-закодированных OXPHOS может указывать на дисфункций в переносе молекул из ядра клетки в митохондрии.
"Наша работа на митохондрии предлагает обещание надежного маркера появляются ранее в ходе болезни одного года, который более тесно коррелирует со степенью деменции, чем текущая диагностика бляшек и клубков," говорит Коулман.
Точные механизмы митохондриального снижения старения и болезни Альцгеймера до сих пор не дразнили, и будет в центре внимания продолжения исследований. Исследование показывает, что методы лечения, направленные на восстановление функции генов в ядерно-закодирован OXPHOS может обеспечить захватывающий новый путь для лечения болезни Альцгеймера.

Комментариев нет:

Отправить комментарий