Дял:
Характерни приони, структура, функции, заболявания
на приони те са протеини без геном или нуклеинови киселини, които действат като инфекциозни агенти. Терминът "прион" означава протеинова инфекциозна частица (от английските протеинови инфекциозни частици) и е измислена от невролог и носител на Нобелова награда, Stanley B. Prusiner.
През 1982 г. Prusiner и неговите колеги идентифицираха инфекциозни протеинови частици, докато изучават причините за болестите на Creutzfeldt-Jakob (при хората) и спонгиформната енцефалопатия по говедата..
Тези редки инфекциозни агенти се намират в мембраната на нормалните клетки, само като неправилно нагънати протеини и / или с анормална триизмерна структура. Тези протеини са отговорни за множество дегенеративни заболявания и много висока смъртност, които засягат нервните тъкани и мозъчната структура.
Те също се наричат прионни болести. Сред най-важните, които засягат хората, са куру, болестта на Герстман-Штрайсер-Шинкер, синдром на Кройцфелд-Якоб и фатална фамилна безсъние..
индекс
- 1 Общи характеристики
- 2 Конструкции
- 2.1 PrP (C)
- 2.2 PrP (Sc)
- 3 Функции
- 3.1 С метаботропни глутаматни рецептори
- 3.2 При ембрионално развитие
- 3.3 Невропротектор
- 3.4 Периферна нервна система
- 3.5 Клетъчна смърт
- 3.6 Дългосрочна памет
- 3.7 Обновяване на стволови клетки
- 4 Заболявания, причинени от приони
- 4.1 Болест на Кройцфелд-Якоб (CJD)
- 4.2 Болест на Gerstmann-Sträussler-Scheinker
- 4.3 Прионопатия с променлива чувствителност към протеаза
- 4.4 Смъртоносно безсъние
- 4.5 Куру
- 4.6 Заболявания при животни
- 5 Лечения
- 6 Превенция
- 7 Препратки
Общи характеристики
Прионите са протеинови структури в клетъчните мембрани. Тези протеини имат променена форма или конформация [PrP (Sc)].
По отношение на мултиплицирането му се постига чрез преобразуване на форми, както при болестта скрейпи. При това заболяване, prions набират PrP (C) (прионови протеини с непроменена конформация), за да стимулират превръщането в PrP (Sc) изоформата.
Това генерира верижна реакция, която разпространява инфекциозния материал и следователно позволява напояването на болестта. Все още не е известно как се осъществява този процес на преобразуване.
Тези необичайни протеини, способни да разпространяват, не представят нуклеинови киселини. Доказателство за това е, че те са устойчиви на рентгенови лъчи и ултравиолетови лъчи. Тези агенти лесно разграждат нуклеиновите киселини.
Прионните протеини, от които са съставени приони (PrP), се намират в цялото тяло, не само на хората, но и на други здрави гръбначни животни. Тези протеини като цяло са резистентни към протеази (ензими, които катализират протеините)..
Много малко се знае за полезността на прионните протеини PrP (C), нормалната форма на неинфекциозния протеин в човешкото тяло..
Въпреки това, някои изследователи са показали, че при мишки тези протеини активират миелиновия ремонт в клетките на периферната нервна система. Показано е също, че отсъствието на тези причини причинява демиелинизация на такива нервни клетки.
структури
Знанията, които имаме за структурата на прионите, са главно в изследванията, проведени върху бактерията Escherichia coli.
Извършените изследвания показват, че PrP (C) (нормалните) и PrP (Sc) (инфекциозните) полипептиди са идентични в състава на аминокиселините, но се различават в 3D конформацията и при сгъването на тези.
PrP (C)
Тези неинфекциозни приони имат при хората 209 аминокиселини. Те имат дисулфидна връзка. Структурата му е алфа-спирална, което означава, че има спираловидна аминокиселина (алфа хелици) и няколко плоски аминокиселинни нишки (бета-листа)..
Този протеин не може да бъде отделен чрез центрофугиране, което означава, че той не е седимент. Лесно се усвоява от сериновата протеаза с широк спектър, наречена протеиназа К.
PrP (Sc)
Това е инфекциозен протеин, който трансформира PrP (C) в инфекциозни PrP (Sc) изоформи и с анормална конфигурация или форма.
Много малко се знае за неговата триизмерна структура, но е известно, че тя има малко спирални форми и по-плоски нишки или бета. Промяната в изоформата е това, което е известно като основно събитие на прионните заболявания.
функции
Клетъчните прионови протеини [Prp (C)] са разположени на клетъчната повърхност на голямо разнообразие от органи и тъкани. Много малко се знае за физиологичните функции на прионите в организма. Въпреки това, опитът при мишките показва възможни функции, като:
С метаботропни глутаматни рецептори
Показано е, че PrP (C), действа с глутаматни рецептори (йонотропни и метаботропни). PrP (С) участва като рецептор за синаптотоксичните олигомери на Ар пептида върху клетъчната повърхност.
В ембрионалното развитие
При мишки от семейство Murinae е открито, че PrP (С) прионови протеини се експресират няколко дни след имплантацията, в ембрионално развитие.
Това показва, че те играят роля по време на развитието на тези малки бозайници. Роля, която според изследователите е свързана с регулирането на невритогенезата (производство на аксони и дендрити на неврони).
Те действат и върху аксоновия растеж. Тези прионови протеини дори участват в развитието на церебеларната верига. Поради това се смята, че отсъствието на тези приони PrP (C) води до забавяне в двигателното развитие на гризачите..
невропротективна
В проучвания на свръхекспресията на PrP (C) чрез ориентация на гените беше установено, че отсъствието на тези приони причинява проблеми с кръвоснабдяването на някои части на мозъка (остра мозъчна исхемия)..
Това означава, че прионовите протеини действат като невропротектори. Освен това е доказано, че свръхекспресията на PrP (C) може да намали или подобри лезиите, причинени от исхемия..
Периферна нервна система
Наскоро беше открита физиологичната функция на Prp (C) при поддържането на периферния миелин.
По време на лабораторно изследване беше открито, че при отсъствието на прионния протеин, лабораторните мишки развиват недостиг на нерв, който пренася информация от мозъка и гръбначния мозък, в така наречената периферна невропатия..
Клетъчна смърт
Има някои протеини, които са подобни на прионите и те се намират в други части на тялото, отколкото в мозъка.
Функциите на такива протеини са да инициират, регулират и / или контролират клетъчната смърт, когато организмът се атакува (например от вириони), като по този начин предотвратява разпространението на патогена.
Тази особена функция на тези протеини кара изследователите да мислят за възможното значение на неинфекционните приони в борбата срещу патогените.
Дългосрочна памет
Проучване, проведено в Института Stowers, в Мисури, САЩ. демонстрират, че PrP prions могат да играят роля в поддържането на дългосрочната памет.
Проучването показа, че някои прионови протеини могат да бъдат контролирани, за да работят за поддържане на физиологичните функции на дългосрочната памет.
Възстановяване на стволови клетки
Изследване на прионови протеини, които се експресират в стволови клетки на кръвната тъкан, разкри, че всички тези стволови клетки (хематопоетични) експресират прионови протеини в клетъчната им мембрана. Затова се смята, че те участват в сложния и много важен процес на обновяване на клетките.
Заболявания, причинени от приони
Патологиите на прионния произход се признават за прогресивни дегенеративни мозъчни нарушения. Те могат да атакуват говеда, елени, карибу, овце и дори хора.
Тези заболявания са причинени от промяна в структурата на протеините на PrP (C) и чиито специфични функции са все още несигурни днес. Прионните патологии могат да възникнат без известна причина. Те могат да имат наследствен генетичен произход и могат да се предават по заразен-заразен начин.
Прионите причиняват семейни, спорадични и заразни болести. Фамилните прионни заболявания са тези, които са наследствени. Спорадичните патологии са най-често срещани и се случват без известни причини.
Заразна болест се счита за рядка, те се предават чрез предаване от човек на човек, животно на животно, човек от животно и обратно. Причините са многобройни и варират от консумация на замърсено месо, канибализъм, трансфузии, до манипулиране на замърсено хирургическо оборудване.
Най-честите прионни заболявания са:
Болест на Кройцфелд-Якоб (CJD)
Считан за най-често срещаната прионна болест сред хората, това е космополитна патология, т.е. глобална дистрибуция. Тя може да се случи по наследствен (семейно), спорадичен или заразен начин.
Пациентите имат симптоми като деменция, резки или внезапни неволни движения и недостатъци на централната нервна система.
В зависимост от лечението и формата на заболяването, смъртта може да настъпи между 4 месеца до 2 години след придобиването на болестта. Диагнозата е трудно да се направи, обикновено се прави след смъртта, по време на аутопсията.
Болест на Gerstmann-Sträussler-Scheinker
Това е заболяване, причинено от приони, в наследствен или автозомно-доминиращ инфекциозен енцефаличен процес. Болестта се проявява при хора на възраст от 40 до 60 години.
Тези хора проявяват проблеми с артикулиране на думи (дизартрия), резки или внезапни принудителни движения, често агресивност.
Мозъчна дегенерация, придружена от нестабилна походка. Възможно е също да се наблюдава хипорефлексия, глухота, парализа на погледа, деменция, наред с други симптоми. Продължителността на живота е приблизително 5 години или малко повече.
Прионопатия с променлива чувствителност към протеаза
Това е много рядко заболяване, до степен, че обхватът му на поява е от 2 до 3 случая на 100 милиона жители. Патологията е подобна на болестта на Gerstmann-Sträussler-Scheinker.
Клиничните прояви на протеина показват ниска резистентност към протеази, някои са повече и други по-малко чувствителни към тези ензими.
Симптомите, които присъстват на пациентите са: проблеми с речта и когнитивното влошаване, загуба на неврони в зоната, където мозъкът контролира движенията и осъществява мускулна координация..
Заболяването е често при пациенти на трета възраст (70 години) и приблизителният живот на живот след заразяването е приблизително 20 месеца.
Смъртоносно безсъние
Това е наследствено или фамилно заболяване, то може да възникне и спорадично. Известно е, че заболяването се дължи на наследствена или автозомно доминантна мутация.
Пациентите представят симптоми като кумулативни проблеми за сън и поддържане на съня, деменция, когнитивно влошаване, дори проблеми с хипертония, тахикардия, хиперхидроза и др..
Възрастта, в която тя засяга, е доста широка, тъй като варира между 23 и 73 години, но средната възраст е 40 години. Времето на живот след заразяването е малко над 6 години.
Куру
Това прионно заболяване е открито само при жителите на Папуа Нова Гвинея. Това е заболяване, свързано с канибализма и културната традиция на ритуала на траур за мъртвите, където тези хора ядат енцефалон или човешка плът.
Хората, които носят болестта, като цяло проявяват неконтролируеми и неволни движения в различни части на тялото.
Те имат тремор, загуба на контрол на движението и загуба на мускулна координация. Очакваната продължителност на живота при заразените е две години.
Заболявания при животни
Сред патологиите, произвеждани от прионите при животните, е спонгиформна енцефалопатия по говедата. Това заболяване опустоши Европа, общественото здраве, здравето на животните и икономиката на засегнатите страни.
Други заболявания при животните са скрейпи, трансмисивни норкови енцефалопатии, хронично увреждащо заболяване (при елен) и котешка спонгиформна енцефалопатия..
Тези заболявания, като тези, представени при хора, нямат ефективно лечение, така че превенцията е от съществено значение особено след инфекции на човека, които са възникнали в резултат на консумацията на месо от заразени крави..
лечения
Към днешна дата няма известен лек за прионни заболявания. Лечението е симптоматично. Пациентите се съветват да планират палиативни грижи и се препоръчва генетичен анализ и консултиране за членовете на семейството.
Голямо разнообразие от лекарства са тествани при пациенти с прионни заболявания, като антивирусни, антитуморни, лекарства за болести като Паркинсонова болест, лечения за имуносупресия, антибиотици, противогъбични средства, дори антидепресанти.
Въпреки това, понастоящем няма доказателства, че някои от тях намаляват симптомите или подобряват оцеляването на пациентите.
предотвратяване
Прионите са устойчиви на различни физически и химически промени. Въпреки това се използват различни техники за предотвратяване на заразяване на пациенти със заразени хирургически инструменти.
Сред най-използваните техники е да се стерилизира оборудването в автоклав при 132 ° С за един час и след това инструментите да се потапят в натриев хидроксид в продължение на най-малко още един час..
От друга страна, Световната здравна организация (СЗО) е разработила мерки за предотвратяване на разпространението на прионни заболявания. Тази организация установява норми за управление на забранени или потенциално рискови тъкани като: очите, мозъка, червата, сливиците и гръбначния мозък..
препратки
- Прион, инфекциозен агент. Възстановен от britannica.com.
- Какво е Прион? Възстановен от scientificamerican.com.
- Р.С. Каликири, Р.Г. Sachan. 2003. Приони - протеинови инфекциозни частици. Вестник, Индийска академия по клинична медицина.
- Prion. Изтеглено от en.wikipedia.org
- К.М. Пан, М. Болдуин, Дж. Нгуен, М. Гасет, А. Сърбан, Д. Грот, И. Мелхорн, З. Хуан, Р. Дж. Fletterick, F.E. Cohen (1993). Превръщането на алфа-спиралите в бета-листа се характеризира с образуването на спринкови прионови протеини. Известия на Националната академия на науките на Съединените американски щати.
- M.-A. Wulf, A. Senatore & A. Aguzzic (2017). Биологичната функция на клетъчния прионов протеин: актуализация. BCM Biology.
- DC Джан, А.Д. Steele, S. Lindquist, H.F. Lodish (2006). Прионният протеин се изразява в дългосрочно репопулиращи хемопоетични стволови клетки и е важен за тяхното самообновяване. Известия на Националната академия на науките на Съединените американски щати.
- Преглед на заболявания, произведени от прионите (трансмисивни спонгиформни енцефалопатии) Взето от msdmanuals.com.
- E. Arranz-Martinez, G. Trillo-Sanchez-Redondo, A. Ruiz-Garcia, S. Ares-Blanco (2010). Прионпатии: прионови енцефалопатии. Семейна медицина. SEMERGEN.