Būdingos prionos, struktūra, funkcijos, ligos



The prionai jie yra baltymai be genomo arba nukleino rūgščių, kurios veikia kaip infekciniai agentai. Terminas "prionas" - tai baltyminė infekcinė dalelė (iš anglų baltymų infekcinių dalelių), kurią sukūrė neurologas ir Nobelio premijos laureatas Stanley B. Prusiner..

1982 m. Prusiner ir jo kolegos nustatė infekcinių baltymų daleles, tirdamos Creutzfeldt-Jakob ligų (žmonių) ir galvijų spongiforminės encefalopatijos priežastis..

Šie reti infekciniai agentai randami normalių ląstelių membranoje, tik kaip netinkamai užfiksuoti baltymai ir (arba) nenormalus trimatis struktūros. Šie baltymai yra atsakingi už daugelį degeneracinių ligų ir labai didelį mirtingumą, kuris turi įtakos neuroniniams audiniams ir smegenų struktūrai.

Jie taip pat vadinami prioninėmis ligomis. Vienas iš svarbiausių žmonių, turinčių įtakos žmogui, yra „Gerstmann-Sträussler-Scheinker“ liga, „Creutzfeldt-Jakob“ sindromas ir mirtina šeimos nemiga..

Indeksas

  • 1 Bendrosios charakteristikos
  • 2 Struktūros
    • 2.1 PrP (C)
    • 2.2 PrP (Sc)
  • 3 Funkcijos
    • 3.1. Su metabotropiniais glutamato receptoriais
    • 3.2 Embriono vystyme
    • 3.3 Neuroprotektorius
    • 3.4 Periferinė nervų sistema
    • 3.5 Ląstelių mirtis
    • 3.6 Ilgalaikė atmintis
    • 3.7 Kamieninių ląstelių atsinaujinimas
  • 4 Prionų sukeltos ligos
    • 4.1 Creutzfeldt-Jakob liga (CJD)
    • 4.2 Gerstmann-Sträussler-Scheinker liga
    • 4.3 Prionopatija su kintamu jautrumu proteazei
    • 4.4 Mirtina nemiga
    • 4.5 Kuru
    • 4.6 Gyvūnų ligos
  • 5 Gydymas
  • 6 Prevencija
  • 7 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos

Prionai yra baltymų struktūros, esančios ląstelių membranose. Šie baltymai turi pakeistą formą arba konformaciją [PrP (Sc)].

Kalbant apie jo dauginimą, tai pasiekiama paverčiant formas, kaip ir skrepi ligos atveju. Šioje ligoje prionai įdarbina PrP (C) (netrukdomos konformacijos priono baltymus), kad paskatintų konversiją į PrP (Sc) izoformą.

Tai sukuria grandininę reakciją, kuri skleidžia infekcinę medžiagą ir todėl leidžia ligą drėkinti. Vis dar nežinoma, kaip vyksta šis konvertavimo procesas.

Šie neįprasti baltymai, galintys daugintis, neturi nukleino rūgščių. Tai įrodo, kad jie yra atsparūs rentgeno spinduliams ir ultravioletinei spinduliuotei. Šie agentai lengvai suskaido nukleino rūgštis.

Priono baltymai, kurių sudėtyje yra prionų (PrP), randami ne tik žmonėms, bet ir kitiems sveikiems stuburiniams gyvūnams. Šie baltymai paprastai yra atsparūs proteazėms (fermentams, kurie katalizuoja baltymus).

Labai mažai žinoma apie priono baltymų PrP (C), normalios neinfekcinio baltymo formos žmogaus organizme, naudingumą.

Tačiau kai kurie mokslininkai parodė, kad pelėms šie baltymai aktyvina mielino remontą periferinės nervų sistemos ląstelėse. Taip pat buvo įrodyta, kad jų nebuvimas sukelia tokių nervų ląstelių demielinizaciją.

Struktūros

Žinios, kurias turime apie prionų struktūrą, iš esmės yra susijusios su bakterijos tyrimais Escherichia coli.

Atlikti tyrimai rodo, kad PrP (C) (normalus) ir PrP (Sc) (infekciniai) polipeptidai yra identiški aminorūgščių kompozicijoje, tačiau jie skiriasi trimatėje konformacijoje ir jų sulankstyme..

PrP (C)

Šie neinfekciniai prionai žmonėms turi 209 amino rūgštis. Jie turi disulfido ryšį. Jo struktūra yra alfa-spiralinė, o tai reiškia, kad ji turi spiralės formos amino rūgštis (alfa-sraiges) ir kelias plokščias aminorūgščių kryptis (beta lapus).

Šis baltymas negali būti atskirtas centrifuguojant, o tai reiškia, kad jis nėra nusodinamas. Jis lengvai virškinamas plačiu spektriniu serino proteaze, vadinama proteinaze K.

PrP (Sc)

Tai infekcinis baltymas, kuris transformuoja PrP (C) į infekcines PrP (Sc) izoformas ir su nenormalia konfigūracija ar forma.

Labai mažai žinoma apie jo 3D struktūrą, tačiau yra žinoma, kad ji turi nedaug spiralinių formų ir daugiau plokščių sruogų ar betų. Pasikeitimas izoforma yra tai, kas vadinama pagrindiniu prioninių ligų įvykiu.

Funkcijos

Ląstelinio priono baltymai [Prp (C)] yra ant įvairių organų ir audinių ląstelių paviršiaus. Labai mažai žinoma apie organizme esančių prionų fiziologines funkcijas. Nepaisant to, pelių patirtis rodo galimas funkcijas, pavyzdžiui:

Su metabotropiniais glutamato receptoriais

Nustatyta, kad PrP (C) veikia kartu su glutamato receptoriais (ionotropiniais ir metabotropiniais). PrP (C) dalyvauja kaip receptorius Aβ peptido sinaptotoksiniams oligomerams ląstelės paviršiuje.

Embriono vystyme

Murinae šeimos pelėms buvo nustatyta, kad PrP (C) priono baltymai ekspresuojami praėjus kelioms dienoms po implantacijos, embriono vystymosi metu..

Tai rodo, kad jie vaidina svarbų vaidmenį vystant šiuos mažus žinduolius. Vaidmuo, kurį, pasak tyrėjų, yra susijęs su neuritogenezės reguliavimu (neuronų aksonų ir dendritų gamyba).

Jie taip pat veikia aksoninį augimą. Šie priono baltymai yra netgi susiję su smegenėlių grandinės plėtra. Dėl šios priežasties manoma, kad šių prionų PrP (C) nebuvimas lėtina graužikų motorinį vystymąsi..

Neuroprotektorius

Tyrimuose, susijusiuose su geno ekspresija PrP (C), nustatyta, kad šių prionų nebuvimas sukelia problemų dėl kraujo tiekimo kai kurioms smegenų dalims (ūminė smegenų išemija)..

Tai reiškia, kad priono baltymai veikia kaip neuroprotektoriai. Be to, buvo įrodyta, kad pernelyg didelė PrP (C) ekspresija gali sumažinti ar pagerinti išemijos sukeltus pažeidimus.

Periferinė nervų sistema

Neseniai buvo nustatyta Prp (C) fiziologinė funkcija palaikant periferinį mieliną.

Laboratorinio tyrimo metu buvo nustatyta, kad jei nėra priono baltymo, laboratorinės pelės sukūrė nervų trūkumus, perkeliančius informaciją iš smegenų ir nugaros smegenų, vadinamą periferine neuropatija..

Ląstelių mirtis

Yra keletas baltymų, kurie yra panašūs į prionus, ir jie yra kitose kūno dalyse nei smegenys.

Tokių baltymų funkcijos yra inicijuoti, reguliuoti ir / arba kontroliuoti ląstelių mirtį, kai organizmas yra užpultas (pvz., Virionais), taip užkertant kelią patogeno plitimui.

Ši savita šių baltymų funkcija leidžia tyrėjams apsvarstyti galimą neinfekcinių prionų svarbą kovojant su patogenais.

Ilgalaikė atmintis

Tyrimas, atliktas Stowers Institute, Misūryje, JAV. įrodė, kad PrP prionai gali atlikti svarbų vaidmenį palaikant ilgalaikę atmintį.

Tyrimas atskleidė, kad tam tikri priono baltymai gali būti kontroliuojami siekiant išlaikyti ilgalaikės atminties fiziologines funkcijas.

Kamieninių ląstelių atsinaujinimas

Atliekant kraujo audinių kamieninėse ląstelėse išreikštą priono baltymų tyrimą nustatyta, kad visos šios kamieninės ląstelės (hematopoetinės) išreiškia priono baltymus jų ląstelių membranoje. Taigi manoma, kad jie dalyvauja sudėtingame ir labai svarbiame ląstelių atsinaujinimo procese.

Prionų sukeltos ligos

Priono kilmės patologijos pripažįstamos progresuojančiomis degeneracinėmis smegenų ligomis. Jie gali užpulti galvijus, elnias, karibus, avis ir netgi žmones.

Šias ligas sukelia PrP (C) baltymų struktūros pokyčiai, kurių specifinės funkcijos šiandien dar neaiškios. Priono patologijos gali atsirasti be žinomos priežasties. Jie gali turėti paveldėtą genetinę kilmę ir taip pat gali būti perduodami infekciniu-užkrečiamuoju būdu.

Prionai sukelia šeimos, sporadines ir užkrečiamąsias ligas. Šeimos prioninės ligos yra paveldimos. Sporadinės patologijos yra dažniausios ir atsiranda be žinomų priežasčių.

Užkrečiamosios ligos laikomos retomis, jos yra pernešamos per asmenį pernešant gyvūnus, gyvūnus, gyvūnus gyvūnus ir atvirkščiai. Priežastys yra daugialypės ir svyruoja nuo užteršto mėsos suvartojimo, kanibalizmo, transfuzijų, manipuliavimo užterštomis chirurginėmis priemonėmis..

Dažniausios prioninės ligos yra:

Creutzfeldt-Jakob liga (CJD)

Manoma, kad labiausiai paplitusi prioninė liga tarp žmonių yra kosmopolitiška patologija, tai yra, visuotinis pasiskirstymas. Jis gali atsirasti paveldimas (šeimos), atsitiktinis ar infekcinis būdas.

Pacientams pasireiškia tokie simptomai kaip demencija, trūkčiojimas ar staigūs nepageidaujami judesiai ir centrinės nervų sistemos trūkumai.

Priklausomai nuo ligos gydymo ir formos, nuo ligos gavimo gali įvykti 4–2 metai. Diagnozę sunku padaryti, paprastai tai daroma post morten, per autopsiją.

Gerstmann-Sträussler-Scheinker liga

Tai liga, kurią sukelia prionai paveldėtame ar autosominiame dominuojančiame infekciniame encefaliniame procese. Liga pasireiškia nuo 40 iki 60 metų.

Šie žmonės pasireiškia sunkumais suformuluoti žodžius (dartartriją), nykstančius ar staigius priverstinius judesius, kurie dažnai yra agresyvūs.

Smegenėlių degeneracija kartu su nestabiliu važiavimu. Be kitų simptomų, galima stebėti hiporeflexiją, kurtumą, žvilgsnio paralyžių, demenciją. Gyvenimo trukmė yra maždaug 5 metai arba šiek tiek ilgesnė.

Prionopatija su kintamu jautrumu proteazei

Tai labai reta liga, taigi jos atsiradimo diapazonas yra nuo 2 iki 3 atvejų 100 milijonų gyventojų. Patologija yra panaši į Gerstmann-Sträussler-Scheinker ligą.

Klinikiniai baltymo požymiai rodo mažą atsparumą proteazėms, kai kurie yra labiau ir kiti mažiau jautrūs šiems fermentams.

Pacientų simptomai yra: kalbos ir kognityvinės būklės pablogėjimo problemos, neuronų praradimas srityje, kurioje smegenys kontroliuoja judesius ir atlieka raumenų koordinavimą.

Liga yra dažna trečiojo amžiaus (70 metų) pacientams, o apskaičiuotas gyvenimo laikas užsikrėtus maždaug 20 mėnesių.

Mirtina nemiga

Tai yra paveldima ar šeimos liga, ji taip pat gali atsirasti atsitiktinai. Yra žinoma, kad liga yra susijusi su paveldima ar autosomine dominuojančia mutacija.

Pacientams pasireiškia tokie simptomai kaip kumuliacinės miego problemos ir miego palaikymas, demencija, pažinimo sutrikimas, net hipertenzijos, tachikardijos, hiperhidrozės ir kt..

Amžius, kuriuo jis veikia, yra gana platus, nes jis svyruoja nuo 23 iki 73 metų, tačiau vidutinis amžius yra 40 metų. Gyvenimo laikas, kai užkrėstas, yra šiek tiek daugiau nei 6 metai.

Kuru

Ši prioninė liga nustatyta tik Papua Naujosios Gvinėjos gyventojams. Tai liga, susijusi su kanibalizmu ir kultūrine tradicija gedulo ritualui, kai šie žmonės valgo encefaloną ar žmogaus kūną.

Žmonės, kurie serga šia liga, paprastai pasireiškia nekontroliuojamais ir priverstiniais judėjimais įvairiose kūno dalyse.

Jie turi drebulį, judėjimo kontrolės praradimą ir raumenų koordinavimo praradimą. Infekuotų žmonių gyvenimo trukmė yra dveji metai.

Gyvūnų ligos

Tarp ligų, kurias sukelia gyvūnų prionai, yra galvijų spongiforminė encefalopatija. Ši liga sukėlė nuostolių Europoje, visuomenės sveikatai, gyvūnų sveikatai ir nukentėjusių šalių ekonomikai.

Kitos gyvūnų ligos yra skrepi ligos, užkrečiamųjų audinių encefalopatija, lėtinė bėrimo liga (elnių) ir kačių spongiforminė encefalopatija..

Šios ligos, kaip ir žmonėms, nėra veiksmingai gydomos, todėl prevencija yra būtina, ypač po žmogaus infekcijų, atsiradusių dėl užsikrėtusių karvių mėsos vartojimo..

Gydymas

Iki šiol nėra žinoma išgydyti prioninių ligų. Gydymas yra simptominis. Pacientams patariama planuoti paliatyvią priežiūrą, o šeimos nariams rekomenduojama atlikti genetinę analizę.

Pacientams, sergantiems prioninėmis ligomis, pvz., Antivirusiniais vaistais, priešnavikiniais vaistais, ligomis, pvz., Parkinsono liga, imunosupresijos gydymu, antibiotikais, priešgrybeliniais vaistais, net antidepresantais, buvo išbandyti įvairūs vaistai..

Tačiau šiuo metu nėra įrodymų, kad kai kurie iš jų mažina simptomus arba pagerina pacientų išgyvenimą.

Prevencija

Prionai yra atsparūs įvairiems fiziniams ir cheminiams pokyčiams. Tačiau skirtingi metodai naudojami siekiant užkirsti kelią užterštiems chirurginiams instrumentams.

Vienas iš dažniausiai naudojamų būdų yra sterilizuoti įrangą autoklave per vieną valandą 132 ° C temperatūroje ir po to bent vieną valandą panardinti instrumentus į natrio hidroksidą..

Kita vertus, Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) parengė priemones, skirtas užkirsti kelią prioninių ligų plitimui. Ši organizacija nustato draudžiamų ar potencialiai rizikingų audinių, tokių kaip akys, smegenys, žarnynas, tonzilės ir nugaros smegenys, valdymo normas..

Nuorodos

  1. Prionas, infekcinis agentas. Susigrąžinta iš britannica.com.
  2. Kas yra prionas? Susigrąžinta iš „mokslininkų“.
  3. P.C. Kalikiri, R.G. Sachanas 2003. Prionai - baltyminės infekcinės dalelės. Journal, Indijos klinikinės medicinos akademija.
  4. Prionas. Gauta iš en.wikipedia.org
  5. K.M. Pan, M. Baldwin, J. Nguyen, M. Gasset, A. Serban, D. Groth, I. Mehlhorn, Z. Huang, R.J. Fletterick, F.E. Cohen (1993). Alfa-sraigtų konvertavimas į beta lakštus yra skrepi priono baltymų susidarymas. Jungtinių Amerikos Valstijų Nacionalinės mokslų akademijos darbai.
  6. M.-A. Wulf, A. Senatore & A. Aguzzic (2017). Biologinė ląstelių priono baltymo funkcija: atnaujinimas. BCM biologija.
  7. C.C. Zhang, A.D. Steele, S. Lindquist, H.F. Lodish (2006). Priono baltymas ekspresuojamas ilgą laiką repopuliuojančiose kraujodaros kamieninėse ląstelėse ir yra svarbus jų atsinaujinimui. Jungtinių Amerikos Valstijų Nacionalinės mokslų akademijos darbai.
  8. Prionų (užkrečiamųjų spongiforminių encefalopatijų) sukeltų ligų apžvalga Gauta iš msdmanuals.com.
  9. E. Arranz-Martinez, G. Trillo-Sanchez-Redondo, A. Ruiz-Garcia, S. Ares-Blanco (2010). Prionpathies: prionų encefalopatijos. Šeimos medicina. SEMERGEN.