ce este disfuncția mitocondrială ?

fiecărui elev de biologie de gimnaziu i se spun aceleași minciuni.Ei bine, poate că este mai corect să spunem același lucru, „simplificări incredibile ale adevărului”.

în biologia 101, mi s-a spus că nucleul este „creierul celulei”, membrana este „peretele celulei”, iar mitocondriile sunt „centrala electrică a celulei”.

centrala electrică a celulei…

*piti!*

să vorbim despre numeroasele funcții ale mitocondriilor din organism, disfuncția mitocondrială și modul în care biotestele in vitro ajută la asigurarea siguranței medicamentelor.

ce fac mitocondriile în organism?

mitocondriile produc peste 90% din energia corpului sub formă de adenozin trifosfat (ATP). ATP eliberează energie atunci când este defalcat. Această energie este vitală pentru a susține viața și pentru a susține funcționarea sănătoasă a organelor. Principalii consumatori de energie ai organismului sunt creierul, mușchii, ficatul, rinichii, tractul gastro-intestinal, inima și plămânii. Oricât de important este acest rol, mitocondriile sunt, de asemenea, jucători cheie în multe alte procese corporale (vezi diagrama de mai jos).

este nevoie de aproximativ 3000 de gene pentru a face o mitocondrie (doar aproximativ 3% din genele necesare pentru a face o mitocondrie sunt alocate producției de ATP, apropo). Mai mult de 95% din aceste gene sunt implicate în procesele descrise mai sus, inclusiv cele mai importante căi metabolice celulare, producerea enzimelor care limitează viteza pentru biosinteza pirimidinei (dihidroorotat dehidrogenază) și sinteza hemei (sintetaza acidului D-amino levulinic) necesară pentru a produce metabolismul hemoglobinei și neurotransmițătorului.după cum vă puteți imagina din multitudinea de funcții mitocondriale de mai sus, Disfuncția mitocondrială (vezi mai jos) poate duce la probleme semnificative de sănătate care afectează multe dintre sistemele corpului. La cele mai severe, poate provoca chiar insuficiență de organ și moarte.

ce este disfuncția mitocondrială?

pur și simplu disfuncția mitocondrială sau disfuncția mitocondrială este eșecul mitocondriilor de a funcționa normal. Când mitocondriile nu îndeplinesc cerințele energetice ale corpului, apar simptome ale acestei insuficiențe. Acestea includ: convulsii, accidente vasculare cerebrale, întârzieri semnificative de dezvoltare, probleme cardiace și renale, probleme cu vorbirea, vederea, digestia, mersul pe jos, precum și multe alte simptome. Acest lucru poate fi dificil de diagnosticat, deoarece multe dintre aceste simptome se suprapun cu alte boli. Astfel, boala mitocondrială este suspectată doar în cazul în care sunt afectate trei sau mai multe sisteme de organe.în timp ce disfuncția mitocondrială este cunoscută în primul rând pentru rolul său în boala mitocondrială, a fost identificată ca un factor semnificativ în multe afecțiuni și tulburări, inclusiv tulburări neurodegenerative (cum ar fi ALS, Parkinson și Alzheimer), cardiomiopatii, sindrom metabolic, cancer și obezitate.

ce cauzează disfuncția mitocondrială?

la nivel fiziologic, disfuncția mitocondrială este cauzată de expunerea la anumiți factori de mediu (cum ar fi anumite medicamente farmaceutice, substanțe chimice profesionale și fum de țigară) sau anomalii genetice (atât ale ADN-ului mitocondrial, cât și ale ADN-ului nuclear).

factorii de mediu includ: anumite medicamente farmaceutice, poluarea aerului și particule, anumite substanțe chimice profesionale și alți mutageni.

la nivel celular, disfuncția mitocondrială este cauzată de:

(1) o reducere a potențialului transmembranar electric și chimic al membranei mitocondriale interioare

(2) funcționarea necorespunzătoare a lanțului de transport al electronilor

sau

(3) transportul afectat al metaboliților critici în mitocondrii

cele de mai sus afectează: ciclul celular, metabolismul, viabilitatea celulară, reglarea genelor și alte aspecte cheie ale creșterii și supraviețuirii celulare.

o concepție greșită comună este că, din moment ce moștenim ADN-ul nostru mitocondrial de la boala mitocondrială genetică a mamei noastre este moștenită doar de la mama noastră. Cu toate acestea, mutația genetică include atât mutațiile ADN mitocondriale, cât și cele nucleare. Bolile mitocondriale pot afecta orice sistem de organe, pot apărea la orice vârstă și, în funcție de locul în care se află în ADN-ul nostru gena mutantă, pot fi moștenite de la un Autozom, cromozomul X sau matern. Până în prezent, nu există leac și tratamentele vizează doar tratarea simptomelor.

disfuncția mitocondrială și medicamentele

pentru a clarifica, prin medicamente se înțeleg cele prescrise de medicul dumneavoastră, nu de tipul ilicit.

De ce mitocondriile noastre în special pot fi sensibile la medicamente este o întrebare interesantă. Uneori denumite „canarii într-o mină de cărbune”, mitocondriile par a fi deosebit de sensibile la anumite medicamente în special. Acestea includ antimicrobiene. Strămoșii mitocondriilor pot juca un rol în acest sens. Mitocondriile au o origine bacteriană, ceea ce înseamnă că au apărut pentru prima dată în bacterii cu mult înainte ca oamenii să existe. Acest lucru ar putea explica de ce mitocondriile sunt sensibile la antimicrobiene: este în genele lor (destul de literal). De exemplu, anumite antimicrobiene funcționează prin blocarea ribozomilor microbieni. S-a afirmat că toxicitatea medicamentelor poate fi, în multe cazuri, cauzată de deteriorarea mitocondriilor celulei noastre, ceea ce duce la o multitudine de simptome și tulburări.

dezvoltarea de medicamente mai sigure: teste mitocondriale

utilizarea testelor in vitro specifice și sensibile în dezvoltarea timpurie a medicamentelor ajută cercetătorii să detecteze compuși care afectează negativ funcția mitocondrială. Acest lucru permite cercetătorilor să identifice toxicitatea mitocondrială indusă de medicamente la începutul procesului de dezvoltare și asigură că medicamentele care ajung în stadiul studiilor clinice sunt sigure. Astfel de teste măsoară citotoxicitatea și metabolismul celular pentru a ajuta la screeningul medicamentos. Ca exemplu este biosenzori. Biosenzorii codificați genetic pot fi încorporați în diferite linii celulare, inclusiv celule canceroase imortalizate, tumori, celule stem pluripotente inductibile (IPSC) și celule derivate din iPSC. TempoMito XV este un exemplu de biosenzor codificat genetic. Măsoară fluctuațiile de calciu din mitocondrii pentru a detecta disfuncția mitocondrială. Disfuncția mitocondrială poate fi, de asemenea, măsurată indirect prin măsurarea producțiilor celulare de ATP utilizând TempoATP.