Pad dat de cellen verbruikt die zich voor de energie verbruikt, kan het begrip van kanker en veroudering helpen


Pad dat de cellen verbruikt die zich voor de energie verbruikt, kan het begrip van kanker en veroudering helpen

Amerikaanse onderzoekers hebben een biologisch pad ontdekt dat essentieel is voor het behoud van normale energieproductie in cellen en kan ons helpen om metabolische processen beter te begrijpen bij kanker en veroudering; Cellen gebruiken het pad naar shuttle calcium in en uit de mitochondria, de kleine energiegeneratoren in cellen, en wanneer het breekt, consumeren cellen zich om de energie die ze nodig hebben te krijgen.

U kunt lezen hoe senior auteur dr. J. Kevin Foskett, hoogleraar fysiologie aan de Universiteit van Pennsylvania School of Medicine in Philadelphia en collega's, ontdekt hoe dit eerder onbekende biologische mechanisme werkt in een online gepubliceerd document in Cel Op 23 juli.

Mense hebben, net als vele andere complexe organismen, eukaryote cellen die een membraan bevatten die een kern omsluit en ingewikkelde netwerken van biologische mechanismen, waarvan er een energie produceert. Energieproductie gebeurt in kleine omhullingen genaamd mitochondria, waar een chemische reactie genaamd oxidatieve fosforylering zuurstof en nutriënten combineert om ATP (adenosintrifosfaat) te produceren, de chemische stof die cellen levert met eenheden van energie.

Foskett en collega's ontdekten in dit onderzoek dat een biologisch ionkanaal de IP3-receptorkanalen calcium heen en weer van het endoplasmatische reticulum naar mitochondriën noemde en dat deze overdracht essentieel is voor oxidatieve fosforylering. (Het endoplasmatische reticulum is een zak in cellen die onder andere synthetiseert eiwitten en reguleert en calcium opslaat).

Hij en zijn team constateerden dat de IP3-receptorbaan de hele tijd op een laag niveau werkt, en wanneer het stopt, is er niet genoeg ATP, en cellen overstappen naar autofagie om te overleven, met andere woorden, ze consumeren stukken van zichzelf om de energie te krijgen Zij hebben nodig.

De ontdekking zou ons beter kunnen begrijpen niet alleen meer over hoe cellen werken, maar ook de biologie van veroudering en ziektes zoals kanker.

"Veranderde metabolisme is een kenmerk van vele ziekten, evenals veroudering," vertelde Foskett de pers.

"De definitie van dit essentiële mechanisme voor het reguleren van celenergie zal implicaties hebben voor een breed scala van fysiologische processen en ziekten," voegde hij eraan toe.

Met behulp van genen en chemicaliën, focust Foskett en collega's met de manier waarop de IP3-receptorweg calcium vrijlaat en bleek dat de mitochondriën vertrouwen op een stabiel niveau van de lopende calciumoverdracht om voldoende ATP te maken voor normale celmetabolisme, en wanneer het stopt, leidt het autofagie.

"De afwezigheid van deze Ca2 + -overdracht resulteert in verbeterde fosforylering van pyruvate-dehydrogenase en activering van AMPK, dat macrobiologisch voorproeverschap activeert," schreven ze.

Zij experimenteerden ook met verschillende typen cellen en vonden hetzelfde patroon:

"We ontdekten dat dit zelfverbruik als reactie op het gebrek aan calciumoverdracht lijkt te werken in vele soorten cellen, waaronder hepatocyten uit de lever, vasculaire gladde spiercellen en verschillende gekweekte cellen lijnen," zei Foskett.

Autofagy is een essentieel huishoudelijk proces dat niet alleen afval schrapt, maar ook recycleert cellulaire producten volgens overlevingsprioriteiten. Bijvoorbeeld, bij afwezigheid van essentiële voedingsstoffen of energie recycleert autofagie eiwitten van laagwaardige processen om de overlevingskritische processen te stimuleren.

Er is een theorie dat autofagie een belangrijke rol speelt bij het voorkomen of vertragen van ziekten zoals neurdegeneratieve ziekten, kanker en hoge bloeddruk, hoewel er ook een theorie is die kan bijdragen tot ziekte.

We weten ook dat de IP3-receptor belangrijk is voor de regulering van geprogrammeerde celdood, een proces dat wordt aangetast door kanker, neurodegeneratieve ziekten en Huntington's ziekten.

Calciumvrijstelling van de IP3-receptor kan een belangrijk inzicht zijn dat het beter helpt om de band te begrijpen tussen hoe storingen in celmetabolisme de veroudering, neurodegeneratie en kanker beïnvloeden, aldus de onderzoekers.

Fondsen van het Nationaal Instituut voor Algemene Medische Wetenschappen, het National Heart, Lung and Blood Institute en het Nationaal Instituut voor Diabetes en Spijsvertering en Nierziekten hielpen het onderzoek te betalen.

"Essentiële Regeling van Cell Bioenergetica door Constitutieve InsP3 Receptor Ca2 + Overdracht naar Mitochondria."

César Cárdenas, Russell A. Miller, Ian Smith, Thi Bui, Jordi Molgó, Marioly Müller, Horia Vais, King-Ho Cheung, Jun Yang, Ian Parker, Craig B. Thompson, Morris J. Birnbaum, Kenneth R. Hallows, J Kevin Foskett.

Cel 23 juli 2010 (vol 142, nummer 2, pp. 270-283)

10.1016 / j.cell.2010.06.007

Aanvullende bron: Penn Medicine.

(Thrive Nederlands - Subtitled) Gedijen: Wat Ter Wereld Zal Ervoor Nodig Zijn? (Video Medische En Professionele 2019).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk