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Gli scienziati studiano il ruolo dei mitocondri in patologia del morbo di Alzheimer

Il 25 novembre 1901, una donna di 51 anni è ammessa ad un ospedale a Francoforte, Germania, video una costellazione bizzarra dei sintomi. Il suo comportamento è irregolare. Dà segni di paranoia come pure allucinazioni uditive, il disorientamento e danno severo di memoria. Ha chiesto di scriverlo per possedere il nome, lei gestisce “sig.ra,„ poi indugia sopra la pagina, incapace di ricordare il resto. “Mi sono perso,„ dice il medico di partecipazione.

Col passare del tempo, si ritirerà nel suo proprio universo imperscrutabile, prima della morte il 9 aprile 1906.

Il caso tragico di Auguste Deter potrebbe sparire nelle cavità di anamnesi, ma per il seguente fatto. Il suo medico, Alois Alzheimer, ha proceduto ad un esame accurato della sua condizione medica, compreso il suo cervello asportato, scoprendo le placche indicarici dell'amiloide ed i grovigli neurofibrillary caratteristici della sua malattia. Auguste Deter era la prima persona diagnosticata con il morbo di Alzheimer.

Oggi, la società affronta un'epidemia di Alzheimer, con qualche 5 milioni afflitti negli Stati Uniti da solo. Il numero è aggettato per gonfiare a 14 milioni entro la metà del secolo, secondo il centri per il controllo e la prevenzione delle malattie. Delle dieci malattie interne di piombo principali, Alzheimer rimane quello solo che non può essere impedito, trattato o essiccato.

Nella nuova ricerca che compare nel giornale il Alzheimer e nella demenza, Diego Mastroeni, Paul Coleman ed i loro colleghi al centro di ricerca di malattia di Neurodegenerative dell'ASU-Insegna (NDRC) ed al centro di Biodesign per le bioenergetiche studiano il ruolo dei mitocondri in patologia del morbo di Alzheimer. I mitocondri fungono da centri di energia per le celle e sono di fondamentale importanza nella salubrità e nella malattia.

Le configurazioni di studio su lavoro più in anticipo che suggerisce le mutazioni genetiche che pregiudicano la funzione mitocondriale possono essere critiche nello sviluppo-- e progressione spietata-- della malattia.

“Le malattie neurodegenerative relative all'età, come Alzheimer, progrediscono su un lungo periodo di tempo prima che diventino clinicamente evidenti. Gli eventi fisiologici e molecolari più iniziali sono in gran parte sconosciuti,„ dice Mastroeni. “I risultati dal nostro laboratorio hanno scoperto i cambiamenti in anticipo di espressione nei mRNAs codificati codificati, ma non mitocondriali nucleari che accadono nel suo primi anni Trenta; dandoci un'occhiata in cui sospettiamo sia alcuni dei cambiamenti cellulari più in anticipo nella progressione del morbo di Alzheimer.„

I risultati di nuovo studio indicano che le classi specifiche di geni connessi con la visualizzazione mitocondriale di respirazione delle cellule hanno diminuito i livelli di espressione in pazienti con il morbo di Alzheimer, rispetto ai pazienti normali.

Lo studio egualmente esamina l'espressione genica negli oggetti di cui i cervelli mostrano un di livello medio della malattia conosciuta come danno conoscitivo delicato. Qui, l'effetto opposto è osservato, con i geni pertinenti che esibiscono i livelli aumentati di espressione. Gli autori suggeriscono che questa osservazione possa indicare un certo genere di meccanismo compensativo nel cervello che tenta di evitare la malattia nelle sue fasi precedenti.

Più ulteriormente, lo studio propone che quella riparare un insieme specifico dei geni nocivi collegati alla funzione mitocondriale e situati nel DNA nucleare delle celle possa offrire ad una strategia di promessa per la fermata dell'avanzamento della malattia.

Assalto sull'identità

Alzheimer -- il modulo più comune di demenza -- è una malattia progressiva e degenerante del cervello. Mentre connessa comunemente con le persone anziane, questa malattia devastante ora è creduta molto più presto per avere sue origini, infiltrandosi nel sistema nervoso decadi prima dell'inizio dei sintomi clinici. Effettivamente, il più grande ostacolo al riuscito trattamento di Alzheimer è il fatto che la malattia non è riconosciuta tipicamente finché il suo progresso non abbia devastato irreparabile il cervello.

La malattia comincia spesso con perdita di memoria delicata, che può interferire con la conversazione normale. Mentre l'età d'avanzamento rimane il fattore di rischio principale per Alzheimer, alcune persone egualmente geneticamente sono predisposte. Altri fattori di rischio comprendono ricco in colesterolo, la malattia di cuore, il colpo e l'ipertensione. Oggi, Alzheimer è la quinta causa della morte principale in adulti 65-85 anni.

Malgrado gli effetti sempre più pronunciati di demenza, una diagnosi definitiva del morbo di Alzheimer richiede solitamente l'autopsia del tessuto cerebrale e l'identificazione di due sintomi stereotipati, conosciuta come le placche ed i grovigli. Più recentemente, la nuova tecnologia dell'immagine ha permesso ai ricercatori di individuare questi sintomi in cervelli viventi, sebbene Coleman fosse prudente circa la loro interpretazione:

“Sebbene le placche ed i grovigli rimangano come l'marchio di garanzia neuropathological definitivo della malattia, le placche non correlano affatto con il grado di danno conoscitivo in ANNUNCIO ed i grovigli correlano soltanto leggermente,„ dice. “Più ulteriormente sappiamo che le placche ed i grovigli sono chi arriva recenti nella cascata degli eventi che causano la demenza dell'ANNUNCIO.„

Alzheimer è creduto di rappresentare 60-70 per cento delle casse di demenza. Mentre la malattia progredisce, i sintomi diventano più severi, compreso erosione di abilità di linguaggio, del disorientamento fisico e delle trasformazioni comportamentistiche, spesso comprendendo il ritiro dalla famiglia e dalla società. Col passare del tempo, le funzioni corporee sono perse, infine piombo alla morte. La speranza di vita per i pazienti di Alzheimer varia ma tre - nove anni che seguono la diagnosi è tipici.

Energia rapida

Mitocondri -- ad organelli diretti a membrana trovati in tutti gli organismi eucariotici -- spesso sono chiamati le centrali elettriche della cella. Con un trattamento conosciuto come fosforilazione ossidativa, producono la maggior parte dell'energia chimica delle cellule sotto forma di adenosintrifosfato o di trifosfato di adenosina.

Oltre ad assicurare l'energia cellulare, i mitocondri sono compresi nella segnalazione delle cellule, nella differenziazione cellulare e nella morte delle cellule come pure nella crescita cellulare e nel mantenimento del ciclo cellulare.

Poiché i mitocondri svolgono così ruolo importante nella cella, la disfunzione mitocondriale è stata implicata in una vasta gamma di malattia, compreso la malattia cardiovascolare, l'autismo, la schizofrenia, il disordine bipolare, l'epilessia, il colpo, Lou Gehrig ed il diabete con i moduli di demenza compreso Alzheimer.

Unsurprisingly, i difetti nella funzione mitocondriale pregiudicano più severamente i sistemi affamati nell'organismo, specialmente muscoli, il tratto di GI ed il cervello dell'organo di energia--un organo che compone appena 2 per cento del peso di una persona mentre consumando 20 per cento del bilancio energetico totale dell'organismo.

I mitocondri sono unici fra gli organelli delle cellule, poichè possiedono il loro proprio DNA, distinti dal DNA contenuto all'interno del nucleo delle cellule. Questa situazione sconosciuta è dovuto evoluzione mitocondriale. I mitocondri sono discesi dai batteri dissipati che hanno colonizzato altre celle circa 2 miliardo anni fa. Dopo l'incorporazione nelle celle nucleate, questi endosymbionts, poichè sono conosciuti, hanno perso molto del loro macchinario originale, eppure hanno conservato il loro proprio complemento di DNA.

Oltre al ruolo di disfunzione mitocondriale nella malattia, la degradazione graduale di integrità mitocondriale è creduta per svolgere un ruolo centrale nel trattamento normale di invecchiamento.

Geni rotti

Lo studio corrente esamina il tessuto dall'ippocampo, da una struttura critica per la memoria e da una incastrati severamente tramite l'avanzamento di Alzheimer. Facendo uso della tecnologia di microarray, gli autori hanno esaminato il tessuto hippocampal dai cervelli normali invecchianti un cohort-44 a partire da 29-99 anni, 10 con danno conoscitivo delicato e 18 con il morbo di Alzheimer.

L'espressione genica è stata esaminata per due insiemi dei geni, 1 DNA mitocondriale della codifica e l'altro, nel DNA nucleare. I due insiemi dei geni entrambi codificati per le proteine si sono associati con un complesso mitocondriale essenziale per fosforilazione ossidativa (OXPHOS), producendo l'energia sotto forma di trifosfato di adenosina per la cella.

Intrigante, mentre i geni mitocondriali stessi erano in gran parte inalterati, i geni nucleari connessi con il complesso di OXPHOS hanno subito la modifica significativa, secondo i tessuti esaminati. I dati di microarray hanno rivelato il giù-regolamento sostanziale dei geni nucleare-codificati di OXPHOS nel tessuto di Alzheimer, un'individuazione anche trovato in cervelli normalmente invecchianti.

Gli stessi geni, tuttavia, su-sono stati regolamentati nel caso di danno conoscitivo delicato, un precursore al morbo di Alzheimer. Gli autori suggeriscono che questo effetto possa essere dovuto un meccanismo compensativo nel cervello in risposta a patologia iniziale.

I risultati sono coerenti con lavoro più in anticipo che stabilisce che le capitalizzazioni di amiloide beta (Aβ) in neuroni, un marchio di garanzia di Alzheimer, direttamente siano implicate nella disfunzione mitocondriale. L'effetto pronunciato sui geni nucleare-codificati ma mitocondriale-non codificati di OXPHOS può indicare le disfunzioni nel trasporto delle molecole dal nucleo delle cellule ai mitocondri.

“Il nostro lavoro sui mitocondri offre la promessa di un indicatore affidabile che compare più presto nel corso della malattia--uno che correla più molto attentamente con il grado di demenza che il sistema diagnostico corrente delle placche e dei grovigli,„ Coleman dice.

I meccanismi precisi del declino mitocondriale nell'invecchiamento ed in Alzheimer hanno ancora essere presi in giro fuori e saranno il fuoco della ricerca continua. Lo studio suggerisce che le terapie puntate su riparando la funzione nei geni nucleare-codificati di OXPHOS possano fornire un nuovo viale emozionante per il trattamento di Alzheimer.