میتوکندری آستروسیت در آسیب ماده سفید قسمت 3

پاسخ آستروسیت میتوکندری به آسیب

محرک هایی که واکنش آستروسیت ها را آغاز می کنند مانند پیری، آسیب و بیماری ها به طور مشابه بر میتوکندری آستروسیت ها تأثیر می گذارند و منجر به اختلال در عملکرد می شوند.

رابطه بین اختلال عملکرد و حافظه موضوع مهمی است و اغلب بر کیفیت زندگی افراد تأثیر می گذارد. اگرچه هم اختلال عملکردی و هم اختلال حافظه می توانند بر زندگی افراد تأثیر منفی بگذارند، هیچ ارتباط ضروری بین این دو وجود ندارد. بسیاری از مردم متوجه می شوند که حافظه آنها پس از تجربه برخی اختلالات به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

حافظه یک فرد اغلب ارتباط نزدیکی با سلامت مغز او دارد. هنگامی که ما دچار اختلال می شویم، مغز و سیستم عصبی ما تحت تأثیر قرار می گیرد و منجر به از دست دادن حافظه می شود. با این حال، این بدان معنا نیست که ما نمی توانیم حافظه خود را از طریق ورزش و تغذیه بهبود ببخشیم. به خصوص برای کسانی که دچار اختلال عملکردی هستند، بهبود حافظه ممکن است میانبری برای بازگشت به زندگی عادی باشد.

به عنوان مثال، بهبود رژیم غذایی روزانه و عادات ورزشی می تواند سلامت مغز ما را بهبود بخشد و در نتیجه حافظه را تقویت کند. همچنین می‌توانیم با مطالعه بیشتر و یادگیری دانش جدید، مغز را تحریک کنیم تا به مغز کمک کنیم سودهای سالمی داشته باشد. علاوه بر این، شرکت در فعالیت های اجتماعی و تعامل با اقوام و دوستان نیز می تواند فعالیت مغز را افزایش داده و به بهبود حافظه کمک کند.

به طور خلاصه، رابطه بین اختلال عملکرد و حافظه ممکن است کمی پیچیده باشد، اما همچنان می توانیم حافظه خود را از طریق روش های فعال بهبود بخشیم. چه با بهبود سبک زندگی و چه با افزایش فرصت های یادگیری و معاشرت، می توانیم مغز و بدن خود را در وضعیت سالم تری نگه داریم و پایه ای قوی برای آینده خود بسازیم. مشاهده می شود که ما نیاز به بهبود حافظه داریم و سیستانش دسرتیکولا می تواند حافظه را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد، زیرا سیستانش دسرتیکولا می تواند تعادل انتقال دهنده های عصبی مانند افزایش سطح استیل کولین و فاکتورهای رشد را نیز تنظیم کند. این مواد برای حافظه و یادگیری بسیار مهم هستند. علاوه بر این، Cistanche deserticola همچنین می تواند جریان خون را بهبود بخشد و اکسیژن رسانی را تقویت کند، که می تواند اطمینان حاصل کند که مغز مواد مغذی و انرژی کافی را دریافت می کند و در نتیجه نشاط و استقامت مغز را بهبود می بخشد.

برای تقویت حافظه روی مکمل‌های شناختی کلیک کنید

علائم بارز این اختلال شامل از دست دادن تنظیم کلسیم [134، 135]، تولید بیش از حد ROS، شروع آبشارهای مرگ سلولی، و باز شدن منافذ انتقال نفوذپذیری میتوکندری است (mtPTP؛ [136]).

افزایش سیتوزولی Ca2+ افزایش می‌یابد و Ca{{1} گذرا منجر به نوسانات مکرر Ca2+ می‌شود و تجمع کلسیم اضافی در میتوکندری پتانسیل غشای میتوکندری را کاهش می‌دهد و منجر به اختلال در تولید و باز شدن ATP می‌شود. از mtPTP.

باز شدن mtPTP منجر به آزادسازی سیتوکروم c و همچنین سایر سیتوکین ها و ROS می شود [137]. با توجه به شبکه آستروسیتی و میزان ارتباط بین آستروسیت ها، اختلال عملکرد میتوکندری، جذب آستروسیت های بیشتر و گسترش ناحیه شبکه آنها می تواند اثرات گسترده ای داشته باشد. در نتیجه، به عنوان مثال، استرس اکسیداتیو ناشی از آمیلوئید در آستروسیت‌ها باعث آسیب عصبی گسترده به دور از مناطق رسوب آمیلوئید می‌شود [138، 139].

آسیب عصبی را می توان با انتشار سیتوکین ها، ROS و عوامل التهابی بیشتر تقویت کرد [140-142]. آزمایش‌هایی با افزودن FC به کشت‌های آستروسیت، که پتانسیل‌های غشای میتوکندری آستروسیت را از بین می‌برد، جذب گلوتامات را کاهش می‌دهد تا مسمومیت عصبی افزایش یابد [120].

به همین ترتیب، هدف قرار دادن زنجیره انتقال الکترون آستروسیت باعث مرگ نورونی منتشر شد [128]. این شواهد نشان می دهد که آستروسیتی میتوکندری برای حمایت از نورون ها و عملکرد آنها بسیار مهم است.

بنابراین، اختلال عملکرد میتوکندری نقش‌های محافظتی آستروسیت‌ها را مختل می‌کند و نشان می‌دهد که هدف قرار دادن آستروسیتمیتوکندری‌ها ممکن است رویکردهای درمانی را برای نورون‌های اطراف فراهم کند. میتوکندری‌ها در انتهای انتهایی آستروسیت‌ها با ساختارهای عروق مغزی مرتبط هستند و فعالیت متابولیکی بالا و نشانه‌های Ca[143] پویا را نشان می‌دهند. .

با این حال، چگونگی کمک دینامیک میتوکندری آستروسیت به NVU، BBB، و/یا آسیب شناسی عروق مغزی مانند زوال عقل عروقی هنوز ناشناخته باقی مانده است.

قاچاق میتوکندری بین آستروسیت ها و نورون ها

میتوکندری آستروسیت همچنین می تواند در نقش های محافظتی و مفید آستروسیت ها نقش اساسی داشته باشد. در پاسخ به نیازهای انرژی آستروسیت‌ها، میتوکندری ممکن است آزادسازی فاکتورهای رشد را تنظیم کند، از عملکرد سیناپسی حمایت کند و/یا یک اسکار گلیال را تشکیل دهد.

مطابق با این، به دنبال یک آسیب مغزی، اگر میتوکندری آنها ناکارآمد باشد، آستروسیت ها نمی توانند پاسخ تکثیری محافظتی را آغاز کنند [128]. در واقع، آستروسیت ها میتوکندری های ناکارآمد خود را از طریق میتوفاژی [144] از بین می برند، احتمالاً برای به حداقل رساندن اثرات مضر. جالب اینجاست که آستروسیت‌ها می‌توانند میتوکندری‌ها را به سلول‌های دیگر جذب کرده یا به آنها منتقل کنند.

به عنوان مثال، میتوکندری از سلول‌های گانگلیونی شبکیه توسط آستروسیت‌ها جذب می‌شود، در حالی که میتوکندری از آستروسیت‌ها می‌تواند به نورون‌ها منتقل شود، که نشان‌دهنده قاچاق دو طرفه میتوکندری بین آستروسیت‌ها و نورون‌ها است. شواهد کنونی نشان می‌دهد که هدف از این فعالیت، رساندن میتوکندری آسیب‌دیده از نورون‌ها به آستروسیت‌ها برای انجام میتوفاژی است، در حالی که میتوکندری‌های سالم که از آستروسیت‌ها به نورون‌ها حرکت می‌کنند، از نورون‌های در حال پریشانی حمایت می‌کنند. میتوکندری ها در وزیکولزین یک مسیر سیگنال دهی وابسته به Ca{0}CD38-cADPR [145] آزاد می شوند.

متعاقباً، تنظیم مثبت CD38 به طور قابل توجهی آزادسازی وزیکول های حاوی میتوکندری را در شرایط invitro و in vivo افزایش می دهد [145]. میتوکندری‌هایی که از آستروسیت‌ها منشا می‌گیرند با میتوکندری‌های عصبی واقع در ناحیه نیم سایه‌ای ترکیب می‌شوند و بقای نورون‌ها را افزایش می‌دهند. انتظار می رود، کاهش CD38 در یک مدل ایسکمی تأثیر منفی بر روی اقدامات نتیجه داشته باشد، و از این مشاهدات حمایت می کند که انتشار میتوکندری با واسطه آستروسیت توسط سیگنالینگ CD38 در مغز واسطه می شود.

در مورد اینکه آیا یک مکانیسم بقای مشابه یا فقدان آن، به بیماری های عصبی کمک می کند، علاقه قابل توجهی وجود دارد. با استفاده از سلول‌های عصبی اولیه و سلول‌های عصبی مشتق از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی (hPSCs)، انتقال دینامیکی میتوکندری از آستروسیت‌ها و سلول‌های عصبی به آستروسیت‌ها از طریق سیگنال‌دهی CD38/cADPR و شامل Miro1 و Miro2 نشان داده شد. معرفی جهش‌های نقطه داغ مرتبط با بیماری الکساندر (AxD) در ژن GFAP hPSCs، انتقال میتوکندری بین سلول‌های عصبی و آستروسیت‌ها را مختل کرد و نشان داد که جهش‌های مرتبط با AxD در ژن GFAP، انتقال میتوکندری آستروسیتی را مختل کرده و یک مکانیسم بیماری‌زای بالقوه AxD را ارائه می‌دهد.

جالب توجه است، Miro1، و همچنین Miro2، نقشی در انتقال میتوکندری ایفا کردند، که با توجه به دخالت دو GTPase در حمل و نقل و قاچاق میتوکندری داخل سلولی، قابل قبول به نظر می رسد [147، 148]. پتانسیل Miro1 برای تنظیم انتقال میتوکندری از سلول های بنیادی مزانشیمی به سلول های اپیتلیال راه هوایی و کاردیومیوسیت ها قبلا نشان داده شده بود [149، 150].

جالب توجه است که هر دو Miro1 و Miro2 دارای دو EF-handCa{3}}دامنه اتصال [147, 151] هستند. اینکه آیا آنها با سیگنال CD38/cADPR گفتگوی متقابل دارند باید بررسی شود. تعیین اینکه آیا انتقال میتوکندری بین آستروسیت‌ها و از سلول‌های عصبی به آستروسیت‌ها نیز در داخل بدن اتفاق می‌افتد یا خیر، و آشکار کردن عملکردهای سلولی دقیق‌تر انتقال، نیاز به بررسی بیشتر دارد.

آستروسیت میتوکندری به عنوان یک هدف درمانی برای بیماری های عصبی

رویکردهای درمانی هدف قرار دادن میتوکندری برای آسیب‌های مغزی مختلف و بیماری‌های نورودژنراتیو با استفاده از آنتی‌اکسیدان‌ها، مهارکننده‌های mtPTP، جداکننده‌ها و سوخت‌های جایگزین مورد توجه دیرینه بوده است.

به طور معمول، اکثر این تحقیقات با هدف نجات میتوکندری های عصبی انجام شده است. با این حال، اختلال عملکرد آستروسیتی میتوکندری ممکن است بر اساس نقش، عملکرد و مکان آستروسیت‌ها در ساختارهای مختلف مغز، اثرات گسترده‌تری داشته باشد و باعث اختلال در تنظیم کلسیم، پاسخ‌های التهابی و اختلال در تنظیم گلوتامات به دلیل محرومیت از انرژی شود.

درمان میتوکندری در آستروسیت ها به دلیل وابستگی متقابل نورون-آستروسیت می تواند به طور مستقیم به بقای نورون ها کمک کند. توسعه روش‌ها به شیوه‌ای خاص برای سلول و اندامک یک چالش است. چندین رویکرد مانند ناقل‌های ویروسی نوترکیب، نانوذرات، یا پپتیدهای تخصصی [88، 152-156] توسعه یافته‌اند. با استفاده از این رویکردها، شواهدی برای حفظ نورون ها که میتوکندری های آستروسیتی را هدف قرار می دهند در چندین مدل بیماری مانند ضایعات حاد قشر مغز جمع آوری شده است [157] -بیماری آلزایمر بیان کننده آمیلوئید [87، 88، 158، 159]، درد مزمن [160]، و نخاع [160]، و آسیب [161] و آسیب CNS [89، 162].

بر اساس این نتایج دلگرم‌کننده، مطالعات بیشتر شامل ترکیبی از آنتی‌اکسیدان‌ها، تعدیل‌کننده‌های mtPTP و بسترهای انرژی جایگزین همراه با فعال‌کننده‌های CD38 را می‌توان برای تعیین ارزش درمانی حفظ میتوکندری آستروسیت در مدل‌های مختلف آسیب مغزی آزمایش کرد. منبع اگزوژن برای پیوند به محل آسیب به موضوع دیگری تبدیل شده است.

داده‌های الهام‌بخش اصلی از زمینه قلب به دست می‌آیند، به این ترتیب که بیماران کودکان مبتلا به بیماری مادرزادی میوکارد پس از پیوند میتوکندری عضله سینه‌ای، در آزمایش‌های بالینی بهبود آنی را نشان داده‌اند [163]. مطالعات مشابهی در مورد بیماری های مربوط به CNS هنوز انجام نشده است. با این حال، مشاهدات تشویقی از چندین مطالعه حیوانی [145، 164-167] منطق قانع‌کننده‌ای را ارائه می‌دهد، مانند مطالعه نشان می‌دهد که تزریق میتوکندری‌های جدا شده به گلیوم‌های موش‌های زنده باعث تغییر متابولیک از تنفس هوازی گلیکولیز می‌شود، که با کاهش رشد تومور مرتبط است [168]. ].

در یک مدل سکته مغزی موش، میتوکندری‌های پیوندی توسط سلول‌های عصبی گرفته شد و آستروسیت‌ها در ناحیه نیم سایه نشان دادند که میتوکندری را به نورون‌ها می‌رسانند. در نتیجه، مرگ عصبی کاهش یافت که با بهبود عملکرد حرکتی و عصبی همراه بود [145]. تحویل میتوکندری همراه با PEP1، یک حامل پپتید به بسته نرم افزاری مغز میانی از یک مدل موش پارکینسون، از نورون ها در جسم سیاه محافظت کرد و عملکرد حرکتی را بهبود بخشید [169]. در مقابل، تحویل میتوکندری‌های زنده به حیوانات آسیب‌دیده نخاعی باعث حفظ انرژی می‌شود اما در حفظ بافت یا بهبود عملکرد بهبودی شکست خورده است [166].

این نتایج اثبات این اصل f را ارائه می دهد که میتوکندری ها اندامک هایی هستند که می توانند از یک اندام به اندام دیگر منتقل شوند و نقش عملکرد مورد نیاز بافت گیرنده را بر عهده بگیرند. علاوه بر این، می توان آن را بین سلول های مختلف برای حمایت از عملکرد و بقا مبادله و انتقال داد. سیگنال هایی که بین اهداکننده و گیرنده تمایز قائل می شوند در حال حاضر مشخص نیست.

به طور خلاصه، چندین دلیل مهم وجود دارد که چرا بررسی آستروسیتمیتوکندری به عنوان یک هدف درمانی مهم است. اول، در مواجهه با یک آسیب حاد مانند سکته، نورون ها اولین کسانی هستند که می میرند. از این رو پنجره فرصت برای محافظت از نورونالمیتوکندری از دیدگاه بالینی بسیار باریک است. دوم، آستروسیت ها از آسیب حاد جان سالم به در می برند. از این رو، حفظ ماهیت مفید آنها علاوه بر کاهش شروع آسیب، محافظت پایدار را فراهم می کند.

سوم، از آنجا که آستروسیت ها در بسیاری از واحدهای عملکردی ادغام می شوند و با اکثر ساختارهای سلولی و آناتومیکی تعامل دارند، اقدامات حفاظتی علاوه بر نورون ها بر روی تعداد زیادی از عناصر نیز اثر می گذارد. در نهایت، با پیشروی نیاز برای پیشگیری و حفاظت به مراحل بازسازی و بهبودی، می توان اقدامات حفاظتی متفاوتی را برای دوره آسیب شناسی بیماری اعمال کرد.

For more information:1950477648nn@gmail.com