Болезнь находится теперь на зловещем ходе расширения, частично благодаря стареющему населению, и готова стать глобальной медицинской чрезвычайной ситуацией. Загадочная болезнь – сначала описала более чем 100 лет назад – остается единственным ведущим убийцей без эффективного лечения, предотвращения или лечения.В новом исследовании исследователи в Научно-исследовательском центре нейродегенеративного заболевания ASU-баннера исследуют эффекты болезни на функционировании митохондрий – структуры, выполняющие множество существенных задач, включая поставку клеток с энергией.Новое исследование показывает что очень токсичная форма беты крахмалистый белок – известный как олигомерное бета (OAβ) – разрушает нормальное функционирование митохондрий.
Результат – роковой каскад событий, который кажется ранним в развитии болезни Альцгеймера – за десятилетия до начала клинических признаков.Самое многообещающее открытие в новом исследовании состоит в том, что человеческие нейронные клетки могут быть защищены от OAβ – вызванное ухудшение их митохондрий, когда они – prepretreated с изготовленным на заказ комплексом, предлагая захватывающий путь для будущего планирования препарата.«Митохондрии – основной источник энергии в клетках головного мозга, и дефициты в энергетическом метаболизме, как показывали, были одним из самых ранних событий в патобиологии болезни Альцгеймера.
Это исследование укрепляет токсичность олигомерной крахмалистой беты на нейронных митохондриях и подчеркивает важность для защитных комплексов, чтобы защитить митохондрии от олигомерной крахмалистой бета токсичности», сказал Диего Мастроени, ведущий автор нового исследования.Результаты исследования появляются в «Олигомерной Крахмалистой Бете Предпочтительно Нейронные Цели и Не Глиальный Митохондриальный Закодированный mRNAs», сделал доступным онлайн болезнью Альцгеймера & Деменцией: Журнал Ассоциации болезни Альцгеймера как статья в прессе исправил доказательство.
Следите не в ногуБолезнь Альцгеймера, расстройство, характеризуемое тяжелой потерей памяти, является наиболее распространенной формой деменции.
Большинство случаев н. э. происходит эпизодически с продвигающимся возрастом, представляющим самую большую угрозу для болезни. Наследование связанных с определенной болезнью генов может также увеличить восприимчивость человека, хотя семейный н. э. представляет меньшинство случаев н. э.
Два патологических признака наблюдаются в мозгах н. э. при вскрытии: внутриклеточные нейрофибриллярные клубки и внеклеточные старческие мемориальные доски, которые имеют тенденцию происходить в коре головного мозга, гиппокампе и других подкорковых регионах, крайне важных для познавательной функции. Эти наблюдения привели к доминирующей теории причинной связи болезни Альцгеймера, известной как крахмалистая гипотеза.Теория указывает на накопления липкого вещества белка крахмалистую бету как критический фактор, начинающий цепь событий, приводящих к развитию болезни Альцгеймера.
В то время как крахмалистая гипотеза продолжает проявлять значительное, держат область, увеличивающееся согласие среди исследователей переезжает от идеи крахмалистого бета накопления как основное событие, которое приводит болезнь в движение. Новое исследование сосредотачивается на митохондриях, которые в настоящее время являются объектом интенсивного расследования для их ранней роли в патологии н. э.Клетки при нападении
Болезнь Альцгеймера, кажется, выборочно предназначается для нейронов для разрушения и найденных в гиппокампе – область мозга, связанного с памятью – кажется, особенно уязвима.В новом исследовании клетки, известные как пирамидальные нейроны, извлеченные из гиппокампа пациентов, которые умерли от болезни Альцгеймера, показывают отмеченное сокращение выражения номера люкс митохондриальные гены, указывая на их деградацию OAβ. сокращение митохондриальной экспрессии гена было также замечено, когда клетки, принадлежащие человеческой клеточной линии нейробластомы, были выставлены OAβ.Авторы подчеркивают, что не все типы клеток нервной системы вовлечены в митохондриальную дисфункцию, навлеченную воздействием OAβ. гиппокампальный астроцит и клетки микроглии, взятые от тех же самых н. э. сокрушенных мозгов, не показали уменьшенную митохондриальную функцию. (Астроциты и микроглия выполняют поддерживающие функции в нервной системе, включая поставку питательных веществ, обслуживание химического баланса и мозговой ремонт после травмы.)Крахмалистая теория и ее недовольства
Одна проблема с крахмалистой теорией болезни Альцгеймера – свое несоответствие. Исследователи сообщили, что некоторые пожилые пациенты, перенося тяжелое бремя крахмалистой мемориальной доски в их мозгах, испытывают недостаток в любом измеримом когнитивном расстройстве, в то время как другие пациенты, показывающие мало никакому крахмалистому наращиванию, тем не менее, показывают тяжелую подобную болезни Альцгеймера деменцию.
Самый заслуживающий осуждения, плот крахмалистых лекарств планирования, разработанных, чтобы лечить болезнь Альцгеймера, не предоставил преимущества для пациентов в клинических испытаниях или арестовал непреклонное снижение когнитивных способностей, навлеченное болезнью. Все более и более очевидно, что мемориальные доски и путаницы – опоздавшие в разрушительной последовательности событий, достигающих высшей точки при деменции болезни Альцгеймера.Эти факты принудили исследователей искать другие процессы, происходящие в ранних стадиях, которые могут пнуть болезнь в механизм.
Один из самых многообещающих путей нового исследования – митохондриальная каскадная гипотеза, которая помещает эти поставляющие энергию электростанции клетки в центре действия.Гипотеза предполагает, что митохондриальной функции, которая уменьшается как природный объект старения, можно далее ослабить в присутствии крахмалистой беты, в частности, OAβ который сформирован из последовательного наращивания отдельных отделений Ab. (Миллион или больше отдельных отделений Ab может присутствовать в крахмалистых мемориальных досках, которые являются, наряду с нейрофибриллярными клубками, центральными признаками болезни.) То, что серьезный метаболический дефицит появляется как яркая черта н. э. далее, вовлекает поставляющие энергию митохондрии как вероятных преступников в раннем процессе болезни.Энергетический боровХотя человеческий мозг представляет только 2 процента веса тела, это составляет полные 20 процентов полного потребления кислорода тела.
Это энергетическое требование в основном стимулируют потребности леса мозга нейронов, которые требуют потрясающих сумм энергии для их электрохимической передачи сигналов. Интенсивная жажда мозга энергии непрерывна; даже краткие периоды лишения кислорода или глюкозы приводят к нейронной смерти.Клетки головного мозга выполняют большинство своих энергетических потребностей благодаря электростанциям, проживающим в цитоплазме клетки – митохондрии, которые поставляют эту энергию в форме ATP.
В дополнение к служению в качестве подклеточных органоидов, важных для создания энергии, приводящей нормальную функцию клетки в действие, митохондрии также контролируют клеточное здоровье, и – когда необходимый – начинают апоптоз или апоптоз.Митохондрии, однако, уязвимы для различных форм снижения и деградации.
Одним из основных факторов, приводящих к их разрушению, является процесс, известный как окислительное напряжение. Это следует из волнения в критическом положении между производством реактивных кислородных разновидностей, известных как свободные радикалы, и антиокислительной обороноспособностью клетки.Когда антиокислительные механизмы больше не могут идти в ногу с производством реактивных кислородных разновидностей, митохондриальная экспрессия гена становится ослабленной. Окислительное повреждение, как известно, происходит задолго до Aβ скопление бактерий, указывая на митохондриальную дисфункцию и окислительное напряжение в н. э. как очень ранние игроки в процессе болезни.
Линии доказательствВ новом исследовании исследователи сравнили гиппокампальные нейроны, астроциты и микроглию от мозгов н. э. Они использовали лазерный микроразбор захвата, техника, позволяющая идентификацию и изоляцию каждого конкретного типа клетки, приводя к намного большему количеству точной картины изменений, наложенных на определенные типы клетки болезнью. (Традиционные методы используют мозговую ткань homogenates содержащий смесь типов клетки, таким образом стирая определенные для клетки данные.)
В дополнительных экспериментах группа использовала человеческие клетки нейробластомы, выставленные OAβ. по сравнению с нейронами н. э. клетки нейробластомы показали подобное сокращение выражения определенных митохондриально закодированных генов – сильная обстоятельная поддержка OAβ вредные эффекты на митохондрии.Накладывающиеся эффекты на экспрессию гена, ясно замеченную и в н. э. и в OAβ – рассматриваемые клетки нейробластомы указывают на OAβ отборное нападение на энергоснабжение нервной системы, открывая дверь для целенаправленной терапии.
В последующих экспериментах клетки человека предварительно рассматривали в лаборатории с аналогом CoQ10, (структурный комплекс, способный к повышению производства ATP и ограничению окислительного напряжения), до воздействия OAβ. комплекс, который был разработан соавтором исследования и исследователем биодизайна Сидни Хечтом, действовал, чтобы защитить клетки от деградации, обычно вызванной к митохондриальной функции от OAβ предлагая возобновленную надежду на эффективное лечение.Исследование далее устанавливает митохондриальный дефицит, вызванный воздействием OAβ как очень многообещающий путь для дальнейшего исследования в продолжающемся сражении против этой разрушительной болезни.