Hvad er mitokondrie dysfunktion?
hver mellemskolebiologistudent får at vide de samme løgne.
Nå, måske er det mere rimeligt at sige det samme, “utrolige forenklinger af sandheden”.
i biologi 101 fik jeg at vide, at kernen er “hjernen i cellen”, membranen er “cellevæggen” og mitokondrierne er “cellens kraftværk”.
kraftværket i cellen …
*krybe!*
lad os tale om de mange funktioner af mitokondrier i kroppen, mitokondrie dysfunktion og hvordan In vitro bioassays hjælper med at sikre sikkerheden af stoffer.
Hvad gør mitokondrier i kroppen?
mitokondrierne udgør over 90% af kroppens energi i form af adenosintrifosfat (ATP). ATP frigiver energi, når den nedbrydes. Denne energi er afgørende for at opretholde livet og støtte sund organfunktion. Kroppens vigtigste energiforbrugere er hjernen, musklerne, leveren, nyrerne, mave-tarmkanalen, hjertet og lungerne. Så vigtig som denne rolle er, er mitokondrier også nøgleaktører i mange andre kropslige processer (se diagrammet nedenfor).
det tager omkring 3000 gener at fremstille en mitokondrion (kun omkring 3% af de gener, der er nødvendige for at fremstille en mitokondrion, tildeles forresten ATP-produktion). Mere end 95% af disse gener er involveret i processer beskrevet ovenfor, herunder de fleste større cellemetabolske veje, produktion af de hastighedsbegrænsende stoffer til pyrimidinbiosyntese (dihydroorotatdehydrogenase) og hæmsyntese (d-amino levulinsyresyntetase), der kræves for at fremstille hæmoglobin og neurotransmittermetabolisme.
som du kan forestille dig fra ovenstående overflod af mitokondrielle funktioner, kan mitokondriel dysfunktion (se nedenfor) føre til betydelige sundhedsmæssige problemer, der påvirker mange af kroppens systemer. På det mest alvorlige kan det endda forårsage organsvigt og død.
Hvad er mitokondrie dysfunktion?
simpelthen mitokondriel dysfunktion eller mitokondriel dysfunktion er mitokondriernes manglende funktion normalt. Når mitokondrierne ikke opfylder kroppens energibehov, opstår symptomer på denne insufficiens. Disse omfatter: anfald, slagtilfælde, betydelige udviklingsforsinkelser, hjerte-og nyreproblemer, problemer med tale, syn, fordøjelse, gå samt mange andre symptomer. Dette kan være vanskeligt at diagnosticere, da mange af disse symptomer overlapper andre sygdomme. Således mistænkes mitokondriel sygdom normalt kun, hvor tre eller flere organsystemer påvirkes.mens mitokondriel dysfunktion primært er kendt for sin rolle i mitokondriel sygdom, er det blevet identificeret som en signifikant faktor i mange tilstande og lidelser, herunder neurodegenerative lidelser (som ALS, Parkinsons og Als), kardiomyopatier, metabolisk syndrom, kræft og fedme.
Hvad forårsager mitokondrie dysfunktion?
på et fysiologisk niveau er mitokondriel dysfunktion forårsaget af eksponering for visse miljøfaktorer (såsom visse farmaceutiske lægemidler, erhvervsmæssige kemikalier og cigaretrøg) eller genetiske abnormiteter (af både mitokondrie og nukleart DNA).miljøfaktorer omfatter: visse lægemidler, luftforurening og partikler, visse erhvervsmæssige kemikalier og andre mutagener.
på cellulært niveau er mitokondriel dysfunktion forårsaget af:
(1) en reduktion i det elektriske og kemiske transmembranpotentiale i den indre mitokondriemembran
(2) den ukorrekte funktion af elektrontransportkæden
eller
(3) den nedsatte transport af kritiske metabolitter til mitokondrier
ovenstående påvirker: cellecyklussen, metabolisme, cellelevedygtighed, genregulering og andre vigtige aspekter af cellulær vækst og overlevelse.
en almindelig misforståelse er, at da vi arver vores mitokondrie DNA fra vores mors genetiske mitokondrie sygdom er arvet fra vores mors eneste. Imidlertid inkluderer genetisk mutation både mitokondrie-og nukleare DNA-mutationer. Mitokondrie sygdomme kan påvirke ethvert organsystem, forekomme i alle aldre og, afhængigt af hvor i vores DNA det muterede gen er, arves fra et autosom, kromosom, eller maternalt. Indtil videre er der ingen kur, og behandlinger sigter kun mod at behandle symptomer.
mitokondriel dysfunktion og medicin
for at afklare, med lægemidler menes dem, der er ordineret af din læge, ikke den ulovlige Art.
hvorfor vores mitokondrier især kan være følsomme over for stoffer er et interessant spørgsmål. Nogle gange omtalt som “kanariefugle i en kulmine”, synes mitokondrier at være særligt følsomme over for visse lægemidler. Disse omfatter antimikrobielle stoffer. Mitokondriernes forfædre kan spille en rolle i dette. Mitokondrier har en bakteriel herkomst, hvilket betyder, at de først optrådte i bakterier længe før mennesker eksisterede. Dette kan forklare, hvorfor mitokondrier er følsomme over for antimikrobielle stoffer: det er i deres gener (helt bogstaveligt). For eksempel virker visse antimikrobielle stoffer ved at blokere mikrobielle ribosomer. Det er blevet påstået, at lægemiddeltoksicitet i mange tilfælde kan være forårsaget af skade på vores celles mitokondrier, hvilket resulterer i en overflod af symptomer og lidelser.
udvikling af sikrere lægemidler: mitokondrielle analyser
brugen af specifikke og følsomme in vitro-analyser i tidlig lægemiddeludvikling hjælper forskere med at opdage forbindelser, der påvirker mitokondriefunktionen negativt. Dette gør det muligt for forskere at identificere lægemiddelinduceret mitokondriel toksicitet tidligt i udviklingsprocessen og sikrer, at lægemidler, der når scenen i kliniske forsøg, er sikre. Sådanne analyser måler cytotoksicitet og cellulær metabolisme for at hjælpe med lægemiddelscreening. Som eksempel er biosensorer. Genetisk kodede biosensorer kan inkorporeres i forskellige cellelinjer, herunder udødelige kræftceller, tumorer, inducerbare pluripotente stamceller (iPSC ‘ er) og iPSC-afledte celler. TempoMito er et eksempel på en genetisk kodet biosensor. Det måler calciumfluktuationer i mitokondrier for at detektere mitokondriel dysfunktion. Mitokondriel dysfunktion kan også måles indirekte ved at måle cellulære ATP-produktioner ved hjælp af TempoATP-larp.