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Los científicos investigan el papel de mitocondrias en patología de la enfermedad de Alzheimer

El 25 de noviembre de 1901, admiten a una mujer de 51 años a un hospital en Francfort, Alemania, visualizando una constelación extraña de síntomas. Su comportamiento es errático. Ella muestra signos de la paranoia así como las alucinaciones auditivas, desorientación, y debilitación severa de la memoria. Pidió escribirla para poseer nombre, ella maneja a la “señora,” entonces se retrasa sobre la paginación, incapaz de recordar el descanso. “Me he perdido,” ella informa al médico de asistencia.

En un cierto plazo, ella se replegará en su propio universo inescrutable, antes de morir el 9 de abril de 1906.

El caso trágico de Auguste Deter pudo haber desaparecido en los recesos del historial médico, pero para el hecho siguiente. El su doctor, Alois Alzheimer, hizo un examen completo de su dolencia, incluyendo su cerebro recortado, descubriendo las placas amiloideas indicadores y los enredos neurofibrillary característicos de su enfermedad. Auguste Deter era la primera persona diagnosticada con la enfermedad de Alzheimer.

Hoy, la sociedad hace frente a una epidemia de Alzheimer, con unos 5 millones afligidos en los E.E.U.U. solamente. El número se proyecta para hincharse a 14 millones por mediados de siglo, según los centros para el control y prevención de enfermedades. De las diez enfermedades fatales principales superiores, Alzheimer sigue siendo el único que no puede ser prevenido, ser tratado o ser curado.

En la nueva investigación que aparece en el gorrón Alzheimer y la demencia, Diego Mastroeni, Paul Coleman y sus colegas en el centro de investigación de la enfermedad de Neurodegenerative del ASU-Estandarte (NDRC) y el centro de Biodesign para las bioenergéticas investigan el papel de mitocondrias en patología de la enfermedad de Alzheimer. Las mitocondrias actúan como centros de energía para las células y son de importancia central en salud y enfermedad.

Los emplear del estudio el trabajo anterior que sugiere las mutaciones de gen que afectan a la función mitocondrial pueden ser críticos en el revelado-- y progresión despiadada-- de la enfermedad.

Las “enfermedades neurodegenerative relativas a la edad, como Alzheimer, progresan durante un largo periodo del tiempo antes de que lleguen a ser clínico evidentes. Las acciones fisiológicas y moleculares más tempranas son en gran parte desconocidas,” dice Mastroeni. Las “conclusión de nuestro laboratorio han destapado cambios tempranos de la expresión en los mRNAs codificados codificados, pero no mitocondriales nucleares que ocurrían en sus años 30 tempranos; dándonos una ojeada en lo que sospechamos sea algunos de los cambios celulares más tempranos de la progresión de la enfermedad de Alzheimer.”

Los resultados del nuevo estudio muestran que las clases específicas de los genes asociados al despliegue mitocondrial de la respiración de la célula redujeron niveles de la expresión en pacientes con la enfermedad de Alzheimer, comparada con los pacientes normales.

El estudio también examina la expresión génica en los temas cuyos cerebros muestran un de nivel intermediario de la enfermedad conocida como debilitación cognoscitiva suave. Aquí, el efecto opuesto se observa, con los genes relevantes exhibiendo niveles crecientes de expresión. Los autores sugieren que esta observación pueda apuntar a una cierta clase de mecanismo compensatorio en el cerebro tentativa stave lejos la enfermedad en sus primeros tiempos.

Además, el estudio propone que eso restablecer un equipo específico de genes dañados conectados a la función mitocondrial y situados en la DNA nuclear de células pueda ofrecer a una estrategia prometedora para parar el avance de la enfermedad.

Asalto en identidad

Alzheimer -- la forma más común de la demencia -- es una enfermedad progresiva, degenerativa del cerebro. Mientras que está asociada común a los individuos mayores, esta enfermedad devastadora ahora se cree para tener sus orígenes mucho anterior, infiltrando el sistema nervioso las décadas antes del inicio de síntomas clínicos. De hecho, el obstáculo más grande al tratamiento acertado de Alzheimer es el hecho de que la enfermedad no está reconocida típicamente hasta que su progreso haya devastado irremediablemente el cerebro.

La enfermedad comienza a menudo con la baja de memoria suave, que puede interferir con la conversación normal. Mientras que la edad de avance sigue siendo el factor de riesgo de cabeza para Alzheimer, algunos individuos también genético están predispuestos. Otros factores de riesgo incluyen enfermedad cardíaca rica en colesterol, el recorrido y la tensión arterial alta. Hoy, Alzheimer es la 5ta causa de la muerte de cabeza en adultos 65-85 años de edad.

A pesar de los efectos cada vez más pronunciados de la demencia, una diagnosis definitiva de la enfermedad de Alzheimer requiere generalmente la autopsia del tejido cerebral y la identificación de dos síntomas estereotipados, conocida como placas y enredos. Más recientemente, la nueva tecnología de la imagen ha permitido a investigadores descubrir estos síntomas en cerebros vivos, aunque Coleman es prudente sobre su interpretación:

“Aunque las placas y los enredos permanecen como el sello neuropathological definitivo de la enfermedad, las placas no correlacionan en absoluto con grado de debilitación cognoscitiva en ANUNCIO y los enredos correlacionan ligeramente,” él dice. “Sabemos más lejos que las placas y los enredos son últimos asistentes en la cascada de las acciones que causan la demencia del ANUNCIO.”

Creen a Alzheimer explicar el 60-70 por ciento de cajas de la demencia. Mientras que progresa la enfermedad, los síntomas llegan a ser más severos, incluyendo la erosión de la capacidad de lenguaje, de la desorientación física, y de las transformaciones del comportamiento, a menudo implicando el repliegue de la familia y de la sociedad. En un cierto plazo, las funciones corporales se pierden, llevando final a la muerte. La esperanza de vida para los pacientes de Alzheimer varía pero tres a nueve años que siguen diagnosis son típicos.

Energía rápida

Mitocondrias -- organelos del membrana-salto encontrados en todos los organismos eucarióticos -- a menudo se llaman las centrales eléctricas de la célula. Con un proceso conocido como fosforilación oxidativa, producen la mayor parte de la energía química de la célula bajo la forma de trifosfato de adenosina o ATP.

Además de suministrar energía celular, las mitocondrias están implicadas en la transmisión de señales de la célula, la diferenciación celular, y la muerte celular, así como en incremento celular y el mantenimiento del ciclo celular.

Porque las mitocondrias desempeñan un papel tan importante en la célula, la disfunción mitocondrial se ha implicado en una amplia gama de enfermedad, incluyendo enfermedad cardiovascular, autismo, esquizofrenia, desorden bipolar, epilepsia, recorrido, Lou Gehrig, y la diabetes junto con formas de la demencia incluyendo Alzheimer.

Unsurprisingly, los defectos en la función mitocondrial afectan más seriamente a los sistemas hambrientos en la carrocería, determinado músculos, el trecho del SOLDADO ENROLLADO EN EL EJÉRCITO y el cerebro del órgano de la energía--un órgano que compone el apenas 2 por ciento del peso de una persona mientras que consume el 20 por ciento del presupuesto de la energía total de la carrocería.

Las mitocondrias son únicas entre los organelos de la célula, como poseen su propia DNA, distintos de la DNA contenida dentro del núcleo de célula. Esta situación extraña es debido a la evolución mitocondrial. Las mitocondrias se descienden de las bacterias disipadas que colonizaron otras células hace unos 2 mil millones años. Después de ser incorporada en las células nucleated, estos endosymbionts, pues se saben, perdieron mucha de su maquinaria original, con todo conservaron su propio complemento de la DNA.

Además del papel de la disfunción mitocondrial en enfermedad, la degradación gradual de la integridad mitocondrial se cree para desempeñar un papel fundamental en el proceso normal del envejecimiento.

Genes fragmentados

El estudio actual examina el tejido del hipocampo, de una estructura crítica para la memoria y de una afectados seriamente por el avance de Alzheimer. Usando tecnología del microarray, los autores examinaron el tejido hippocampal de los cerebros normales de envejecimiento un cohort-44 a partir de 29-99 años de edad, 10 con la debilitación cognoscitiva suave y 18 con la enfermedad de Alzheimer.

La expresión génica fue examinada para dos equipos de los genes, 1 DNA mitocondrial de la codificación y la otra, en la DNA nuclear. Los dos equipos de genes ambos cifrados para las proteínas se asociaron a un complejo mitocondrial esencial para la fosforilación oxidativa (OXPHOS), produciendo energía bajo la forma de ATP para la célula.

Intrigantamente, mientras que los genes mitocondriales ellos mismos eran en gran parte inafectados, los genes nucleares asociados al complejo de OXPHOS experimentaron la modificación importante, dependiendo de los tejidos examinados. Los datos del microarray revelaron la hacia abajo-regla sustancial de los genes nuclear-codificados de OXPHOS en el tejido de Alzheimer, el encontrar también encontrado en cerebros normalmente de envejecimiento.

Los mismos genes, sin embargo, hacia arriba-fueron regulados en el caso de la debilitación cognoscitiva suave, un precursor a la enfermedad de Alzheimer. Los autores sugieren que este efecto pueda ser debido a un mecanismo compensatorio en el cerebro en respuesta a la patología temprana.

Las conclusión son constantes con el trabajo anterior que establece que las acumulaciones de beta amiloideo (Aβ) en las neuronas, un sello de Alzheimer, están implicadas directamente en la disfunción mitocondrial. El efecto pronunciado sobre genes nuclear-codificados pero mitocondrial-no codificados de OXPHOS puede apuntar a las disfunciones en el transporte de moléculas del núcleo de célula a las mitocondrias.

“Nuestro trabajo sobre las mitocondrias ofrece la promesa de un marcador seguro que aparece anterior en el curso de la enfermedad--uno que correlaciona más de cerca con el grado de demencia que el diagnóstico actual de placas y de enredos,” Coleman dice.

Los mecanismos exactos de la disminución mitocondrial en el envejecimiento y Alzheimer tienen todavía ser tomados el pelo fuera y serán el foco de la investigación que continúa. El estudio sugiere que las terapias dirigidas restableciendo la función en genes nuclear-codificados de OXPHOS puedan ofrecer una nueva avenida emocionante para el tratamiento de Alzheimer.