I ricercatori identificano il controllo di un meccanismo protettivo mitocondriale

I mitocondri sono conosciuti come “le centrali elettriche„ delle celle. Tuttavia, nelle circostanze patofisiologiche critiche, possono usare l'energia cellulare per istinto di conservazione. Ciò accade quando il modo operativo di commputer molecolare nella guaina mitocondriale è invertito. Un gruppo di ricerca internazionale piombo dal centro di MedUni Vienna per la fisiologia e la farmacologia ora ha identificato i canali L tipi del calcio nella membrana di plasma dei neuroni come grilletto di questa funzione mitoprotective. Quindi, il controllo terapeutico dei canali L tipi del calcio nel cervello ha potuto migliorare sostanzialmente i nuovi approcci del trattamento per le malattie neurologiche, quali Alzheimer e la malattia del Parkinson.

I ricercatori identificano il controllo di un meccanismo protettivo mitocondriale

I mitocondri sono essenziali per il funzionamento normale di quasi tutte le celle, poiché sono i siti principali di produzione dell'adenosintrifosfato ditrasporto della molecola (ATP). Inoltre, i mitocondri sono i siti chiave della biosintesi di vari proteine, lipidi, nucleotidi e molecole di segnalazione. Interessante, i mitocondri sembrano discendere dai batteri che sono stati incorporati nelle celle e mettono nel loro servizio presto durante l'evoluzione biologica.

La nozione di cui sopra ampiamente è conosciuta come “la teoria endosimbiotica„. In una simbiosi, entrambi i partner raggiungono i vantaggi: i mitocondri supportano i requisiti biosintetici e bioenergetici delle celle. In cambio, le celle alimentano disposto i mitocondri, che a sua volta permette che “gli invasori evolutivi„ mantengano il loro potenziale di membrana vitale di circa -150 sistemi MV.

L'enzima inverte la direzione di funzionamento molecolare e si trasforma in in una pompa di ione

In circostanze patofisiologiche determinate, il potenziale di membrana mitocondriale può rientrare nella grave minaccia. dovuto il ruolo cellulare importante dei mitocondri, un tal evento può infine piombo alla morte delle cellule. Quindi, i mitocondri sono forniti dei meccanismi protettivi permettendo loro di rimanere intatti anche nelle circostanze cellulari sfavorevoli. Un tale meccanismo di difesa è l'inversione del modo operativo di enzima responsabile di ultimo punto di produzione del trifosfato di adenosina nella membrana mitocondriale. Questo enzima, conosciuto come la sintasi del trifosfato di adenosina, poi consuma il trifosfato di adenosina, piuttosto che generandolo. Come un motore minuscolo, usa l'energia disponibile per pompare gli ioni dal mitocondrio, quindi mantenente il potenziale di membrana mitocondriale.

Fin qui, piccolo è stato conosciuto circa il controllo dell'inversione della sintasi del trifosfato di adenosina. Uno studio recentemente pubblicato “nella segnalazione di scienza„ da Helmut Kubista ed il suo gruppo di ricerca (primo autore: Matej Hotka) fa il nuovo indicatore luminoso su questa materia. Gli autori dimostrano quell'afflusso dello ione del calcio nei neuroni tramite cosiddetti canali L tipi del calcio, funge da regolatore chiave della sintasi del trifosfato di adenosina. Nell'ambito di attività di un neurone normale, l'afflusso degli ioni del calcio tramite canali L tipi servisce a stimolare la produzione del trifosfato di adenosina. D'altra parte, non appena l'attività di un neurone aumenta oltre i livelli fisiologici, i canali L tipi del calcio permettono che i più grandi importi di calcio sfocino nell'interno delle cellule, al che la sintasi del trifosfato di adenosina adotta il modo operativo inverso. Così ruolo fisiologico vitale dei canali L tipi del calcio nel controllo della sintasi mitocondriale del trifosfato di adenosina era precedentemente interamente sconosciuto.

Eravamo più informati di questo tipo di canale del calcio nel contesto di altre funzioni cellulari, quali la contrazione del muscolo scheletrico, il regolamento e l'esecuzione del battito cardiaco, versione dell'insulina in celle pancreatiche e funzioni sensitive come vedere ed udito. Egualmente abbiamo saputo che i canali L tipi del calcio svolgono un ruolo importante nel sistema nervoso centrale, considerevolmente nel regolamento dell'eccitabilità di un neurone e nelle più alte funzioni di un neurone quali l'apprendimento e la memoria.„

Helmut Kubista, università medica di Vienna

Le disfunzioni fanno una parte nelle malattie neurologiche

Durante questi ultimi anni, ha stato numerose indicazioni che collegano funzionare male nei canali L tipi del calcio ai disordini neurologici quali Alzheimer e la malattia del Parkinson. “Effettivamente, gli esperti in materia stanno considerando il controllo farmacologico dei canali L tipi del calcio nel cervello come opzione del trattamento per queste malattie,„ spiega Kubista, “tuttavia, i nostri risultati concernenti un effetto protettivo mitocondriale dei canali L tipi del calcio ha considerevoli implicazioni in considerazione degli approcci terapeutici reali.„

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.