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Analizzare Mitohormesis

Una volta ingerite dagli esseri umani, le micro-dosi delle tossine provocano una risposta immunitaria adattabile positiva nelle celle e negli organi, mentre le alto-dosi hanno effetti nocivi. Questa risposta bifase è conosciuta come hormesis e viene dalla parola greca che traduce come ` per incitare'.

Ci sono molti esempi del hormesis. Per esempio, il consumo moderatamente basso di vino rosso è stato associato con molte indennità-malattia protettive. Tuttavia, un più alto consumo può piombo all'affezione epatica ed a molti tipi di cancri. Qui, un tipo speciale di hormesis, mitohormesis e come può essere studiato sarà descritto.

Che cosa è Mitohormesis?

I mitocondri sono ogni batteria delle cellule. Producono l'energia sotto forma di trifosfato di adenosina utilizzando l'ossigeno. Nel trattamento, le specie reattive dell'ossigeno (ROS), sotto forma di superossido sono formate. La capitalizzazione del ROS è implicata col passare del tempo nell'invecchiamento delle celle e della patogenesi delle malattie relative all'età quale tipo-Ii il diabete, malattia cardiovascolare e demenza.

Sezione dei mitocondri. Credito di immagine: NoPainNoGain/Shutterstock
Sezione dei mitocondri. Credito di immagine: NoPainNoGain/Shutterstock

In più piccola quantità tuttavia, gioco di ROS un ruolo cruciale nella salubrità e nel funzionamento dei tipi numerosi delle cellule. Di conseguenza ai bassi livelli, servire di ROS da essere protettivo e critico a salubrità delle cellule, comunque in grande quantità, sono nocivi ai mitocondri e così alla salubrità delle cellule. La natura bifase del ROS formata in mitocondri è conosciuta come mitohormesis e può avere funzioni differenti secondo la disponibilità del ROS all'interno delle celle.

I bassi livelli di fattori di sforzo mitocondriali, sotto forma di ipossia, la restrizione di caloria e attività fisica del moderato stimolano i bassi livelli di produzione di ROS, che a loro volta possono segnalare all'interno di una cella per causare la trascrizione dei geni in questione in enzimi antiossidanti aumentanti di durata della vita e di salubrità per esempio.

Un tipo delle cellule che contiene il più alto numero dei mitocondri è celle di muscolo.  I livelli sia di ROS esogeno che endogeno, oltre agli antiossidanti, possono modellare la salubrità genetica e morfologica delle celle di muscolo, dal muscolo che costruisce per muscle lo spreco in circostanze neuromuscolari determinate. Lo studio del mitohormesis è critico alla nostra comprensione di questo fenomeno enigmatico nella visione di trattamento del danno cellulare riferito ROS nell'organismo.

Metodi di analisi di Mitohormesis

Bio--Rappresentazione dei mitocondri

Applicando le tinture fluorescenti alle colture cellulari ed agli interi organismi può fare uno strumento potente e sensibile della rappresentazione usando l'indicatore luminoso convenzionale/microscopi fluorescenti. Poiché queste tinture sono potenziale di membrana e redox sensibile, possono essere le misure sostitutive di omeostasi mitocondriale di salubrità cioè Ca2+ o dello stato ossidativo globale in diverse celle. Per esempio, gli alti livelli dello sforzo ossidativo possono causare un'iper eccitabilità di calcio che segnala all'interno dei mitocondri che piombo alla loro morte.

Microscopia elettronica dell'ultrastruttura mitocondriale

La microscopia elettronica permette la visualizzazione diretta della struttura dell'organello ad ingrandimento molto alto dopo la post-fissazione dei tessuti/celle e del trattamento con i composti del metallo.

Il trattamento delle celle con il perossido (ROS) ha rivelato i cambiamenti significativi nella struttura dei mitocondri, con il gonfiamento della membrana come pure una densità più bassa dei mitocondri in celle coltivate. Ciò suggerisce che il ROS sembri mirare alla salubrità mitocondriale direttamente interferendo con la loro struttura e quindi funzione.

Mappatura di Proteomic dei mitocondri in celle di muscolo

Proteomics si riferisce all'analisi dell'espressione della proteina compreso le modifiche post-trascrizionali fra i gruppi differenti di celle. Le proteine isolate dai mitocondri spectated facendo uso delle tecniche convenzionali dell'elettroforesi e sono visualizzate con differenti tinture. I punti delle proteine possono più a fondo essere studiati per la loro struttura tramite spettrometria di massa.  

La crescita delle cellule di muscolo (myogenesis) è conosciuta per dipendere da salubrità mitocondriale. Che sottopone il muscolo le celle ai livelli tossici di perossido (modulo del ROS) altera la maturazione delle cellule di muscolo direttamente impedendo la trascrizione del gene regolamentata dai mitocondri.

Per concludere, l'analisi proteomic egualmente ha rivelato che l'addestramento di esercizio aerobico può causare una ricostruzione dinamica dei mitocondri in celle di muscolo (da AMPK che segnala), impedente il declino muscolare relativo all'età come si vede nella gente che non si esercita regolarmente.

Tuttavia, l'esercizio anaerobico intensivo regolare può realmente essere nocivo a salubrità muscolare globale come conseguenza di eccessiva produzione di ROS ed allo squilibrio dei mitohoremeis. Ancora, il mitohormesis può anche applicarsi ad una dieta limitata di caloria nell'aiuto della longevità con la segnalazione di segnalazione differente IGF1 di vie per esempio.

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Last Updated: Sep 17, 2018

Dr. Osman Shabir

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Dr. Osman Shabir

Osman is a Postdoctoral Research Associate at the University of Sheffield studying the impact of cardiovascular disease (atherosclerosis) on neurovascular function in vascular dementia and Alzheimer's disease using pre-clinical models and neuroimaging techniques. He is based in the Department of Infection, Immunity & Cardiovascular Disease in the Faculty of Medicine at Sheffield.

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