Les chercheurs recensent le contrôle d'un mécanisme de protection mitochondrial

Des mitochondries sont connues comme « centrales électriques » des cellules. Cependant, dans des conditions pathophysiologiques critiques, elles peuvent employer l'énergie cellulaire pour l'instinct de conservation. Ceci se produit quand le mode opérationnel d'une machine moléculaire dans l'étui mitochondrial devient renversé. Un organisme de recherche international abouti par le centre de MedUni Vienne pour la physiologie et la pharmacologie a maintenant recensé des canaux calciques de L-type dans la membrane de plasma des neurones comme déclencheur de ce fonctionnement mitoprotective. Par conséquent, le contrôle thérapeutique des canaux calciques de L-type dans le cerveau a pu considérablement améliorer des approches neuves de demande de règlement pour les maladies neurologiques, telles qu'Alzheimer et la maladie de Parkinson.

Les chercheurs recensent le contrôle d

Les mitochondries sont essentielles pour le fonctionnement normal de presque toutes les cellules, puisqu'elles sont les sites principaux de production de l'adénosine triphosphate énergie-transportante de molécule (ATP). De plus, les mitochondries sont les sites principaux de la biosynthèse des protéines variées, des lipides, des nucléotides et des molécules de signalisation. Intéressant, les mitochondries semblent descendre des bactéries qui ont été comportées aux cellules et mettent dans leur service tôt pendant l'évolution biologique.

La notion ci-dessus est largement connue comme « théorie endosymbiotic ». Dans une symbiose, les deux associés atteignent des avantages : les mitochondries supportent les conditions biosynthétiques et bioénergétiques des cellules. En échange, les cellules alimentent volontairement des mitochondries, qui permet consécutivement « aux envahisseurs évolutionnaires » de mettre à jour leur potentiel de membrane indispensable environ de -150 système mv.

L'enzyme renverse le sens de fonctionnement moléculaire et devient une pompe d'ion

Dans certaines circonstances pathophysiologiques, le potentiel de membrane mitochondrial peut relever du danger grave. En raison de la fonction cellulaire importante des mitochondries, un tel événement peut éventuel mener à la mort cellulaire. Par conséquent, des mitochondries sont équipées des mécanismes de protection leur permettant de demeurer intacts même dans des conditions cellulaires défavorables. Un tel mécanisme de défense est l'inversion du mode opérationnel d'une enzyme responsable de la dernière opération de la production d'ATP dans la membrane mitochondriale. Cette enzyme, connue sous le nom de synthase d'ATP, absorbe alors l'ATP, plutôt que produisant de lui. Comme un moteur minuscule, elle emploie l'énergie procurable pour pomper des ions hors de la mitochondrie, mettant à jour de ce fait le potentiel de membrane mitochondrial.

Jusqu'à présent, peu a été connu au sujet du contrôle de l'inversion de synthase d'ATP. Une étude récent publiée dans la « signalisation de la Science » par Helmut Kubista et son équipe de recherche (premier auteur : Matej Hotka) jette la lumière neuve sur cette question. Les auteurs expliquent cet afflux d'ion calcium dans des neurones par l'intermédiaire des soi-disant canaux calciques de L-type, agit en tant que régulateur principal de la synthase d'ATP. Sous l'activité neuronale normale, l'afflux des ions calcium par l'intermédiaire des glissières de L-type sert à stimuler la production d'ATP. D'autre part, dès que l'activité neuronale augmentera au delà des niveaux physiologiques, les canaux calciques de L-type permettent à de plus grandes quantités de calcium de circuler dans l'intérieur de cellules, sur quoi la synthase d'ATP adopte le mode opérationnel inverse. Un rôle physiologique si indispensable des canaux calciques de L-type dans le contrôle de la synthase mitochondriale d'ATP était précédemment entièrement inconnu.

Nous nous rendions plus compte de ce type de canal calcique dans le cadre d'autres fonctions cellulaires, telles que la contraction de muscle squelettique, le règlement et l'exécution du battement du coeur, desserrage d'insuline en cellules pancréatiques et fonctionnements sensoriels tels que voir et entendre. Nous avons également connu ce jeu de canaux calciques de L-type un rôle majeur dans le système nerveux central, notamment dans le règlement de l'excitabilité neuronale et dans des fonctionnements neuronaux plus élevés tels qu'apprendre et mémoire. »

Helmut Kubista, université médicale de Vienne

Les pannes jouent un rôle dans les maladies neurologiques

Au cours de ces dernières années, là ont été de nombreux signes liant le défaut de fonctionnement dans les canaux calciques de L-type aux troubles neurologiques tels qu'Alzheimer et la maladie de Parkinson. « En effet, les experts en la matière avaient considéré le contrôle pharmacologique des canaux calciques de L-type dans le cerveau comme option de demande de règlement pour ces maladies, » explique Kubista, « cependant, nos découvertes concernant une action protectrice mitochondriale des canaux calciques de L-type a des implications considérables en raison des approches thérapeutiques réelles. »

Source:
Journal reference:

Hotka, M., et al. (2020) L-type Ca2+ channel-mediated Ca2+ influx adjusts neuronal mitochondrial function to physiological and pathophysiological conditions. Science Signaling. doi.org/10.1126/scisignal.aaw6923.