Исследователи обнаружили, что дисфункция митохондрий в аксонах и дендритах – длинных отростках нейронов – напрямую связана с нейродегенеративными заболеваниями. Научная работа опубликована в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученые из Питтсбургского университета (University of Pittsburgh) выяснили, что из-за ошибок при репарации (восстановлении) повреждающихся белков в митохондриях на концах аксонов и длинных дендритов (еще их называют нейритами) эти белки воссоздаются с недостаточной скоростью и с «ошибками». Они не могут корректно использоваться клеткой и встраиваться в мембраны, что приводит к появлению большого количества губительных активных форм кислорода и нарушению необходимого для жизни клетки мембранного потенциала.
В конечном счете, из-за этого начинается активация фермента под названием каспаза-3, провоцирующая апоптоз – так называемую «запрограммированную смерть» клеток. В результате этого процесса аксоны истончаются, проведение импульса по ним нарушается, и нейроны начинают «выпадать» из функционирующей системы.
Смерть нервных клеток мозга характерна для большого количества нейродегенеративных заболеваний – к примеру, болезни Гентингтона. Однако теперь исследователи на основе экспериментов с клеточными культурами и генно-модифицированными мышами, выяснили, что нейроны не умирают мгновенно, а поначалу лишаются своих отростков, и подробно описали этот процесс. Новый феномен ученые решили назвать нейритозом – по аналогии с апоптозом.
«Вполне вероятно, что нейритоз чаще всего происходит в нервных клетках и может не приводить к гибели самих клеток, но инициирует нейродегенеративные заболевания. Уязвимые концы нейритов подвергаются усиленному «стрессу», который в итоге и может привести к гибели нейронов. Если мы сможем найти способ сохранения митохондрий в нервных окончаниях, то это поможет нам при лечении нейродегенеративных патологий», – рассказывает руководитель научной группы Роберт Фридландер (Robert Friedlander).
Текст: Алексей Гоян
Mitochondria modulate programmed neuritic retraction by Sergei V. Baranov, Oxana V. Baranova, Svitlana Yablonska, Yalikun Suofu, Alberto L. Vazquez, Takashi D. Y. Kozai, X. Tracy Cui, Lisa M. Ferrando, Timothy M. Larkin, Yulia Y. Tyurina, Valerian E. Kagan, Diane L. Carlisle, Bruce S. Kristal, and Robert M. Friedlander in Proceedings of the National Academy of Sciences. Published December 2018