文摘
肌萎缩性脊髓侧索硬化(ALS)是一种严重的疾病的神经系统,大脑和脊髓的不能正常沟通与协调身体的肌肉运动。因此,肌肉逐渐停止工作之类的走路,吃饭,呼吸,和口语越来越难做。ALS的许多方面仍然是一个谜,但是我们知道细胞叫做神经元ALS患者耗尽精力,导致的损失与肌肉的沟通。这是由于缺陷mitochondria-the微小结构在我们的细胞产生能量。研究人员一直在努力发现线粒体如何保持健康,避免神经细胞的死亡,最终恢复神经和肌肉之间的通信。
肌萎缩性脊髓侧索硬化症是什么?
大脑和脊髓控制我们所做的每一件琐事,如思维、移动,感觉,和学习。他们甚至控制我们不知道的东西,如心跳、呼吸、消化。但是他们不能独自做任何事!大脑和脊髓的连接到每个器官和肌肉细胞神经元(图1一个)。
- 图1 -(一)大脑和脊髓的神经元控制身体的帮助下,组成的神经连接到身体的所有器官。
- (B)当你触摸热,皮肤感觉神经元发送消息到脊髓的痛苦。因此,通过运动神经元,脊髓立即告诉手臂的肌肉收缩,把你的手从热量。这个精确的协调不正常工作时,发生在肌萎缩性侧索硬化症,故障的运动神经元可能无法发送信息到肌肉,肌肉逐渐停止工作。
人体含有数十亿的神经元,这工作我们生活的每一秒。在大脑神经元相互交流,他们也与身体的各个部分,控制所有的身体功能。例如,当你接触热表面,皮肤与神经元的热传感器发送消息的脊髓疼痛,这立即将消息返回给合同你手臂的肌肉,这样你离开(图1 b)。负责肌肉收缩的神经细胞被称为运动神经元,它们控制身体的每一个动作。
在神经退行性疾病,有些神经元不正常工作。这是发生在肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),一种疾病的运动神经元生病,不再能有效沟通与肌肉。因此,整个身体的肌肉逐渐停止工作。因为ALS的发展迅速,在几个月内ALS患者出现行走困难,吃饭、呼吸、说话(图2)。因此,ALS是一种毁灭性的疾病,病人需要大量的支持,来自他人和机械设备如轮椅。肌萎缩性侧索硬化症诊断通常是54 - 69岁的人,和它影响100000年4 - 8人1]。
- 图2 -(一)像所有的细胞,神经细胞需要能量正常工作。
- 这种能量由mitochondria-the提供细胞的电池。由于神经元不断工作,他们依赖于精确的和持续的能源供应。因此,神经元含有大量的线粒体。(B)然而,如果干扰线粒体的功能,能源生产和影响神经元”的力量。”,当这一切发生的时候,运动神经元和肌肉细胞之间的沟通失败,导致肌萎缩性侧索硬化症。
为什么神经元无法与肌肉吗?
就像身体的每一个细胞,神经细胞需要能量去工作。认为神经元是你的移动手机如果你的手机耗尽了力量,你可以不再与你的朋友交流。这就是发生在ALS患者的运动神经元耗尽精力,成为无法沟通各自的肌肉(图2)。
神经元所需要的能量(和所有其他细胞)来自细胞部分线粒体,功能手机电池。不同类型的细胞含有不同数量的线粒体,根据他们需求更多的能量细胞需要多少能量,线粒体越多。因为神经元不断工作,他们有很多的线粒体。你知道大脑消耗身体的能量的20% ?因为神经元需要大量的能量来执行他们的重要功能,能源生产的小缺陷可以导致神经元死亡,这可能会导致神经退行性疾病的发展。除了减少能源生产,ALS患者的研究发现,运动神经元的线粒体可能有其他问题,也(2]。
氧化应激是什么?
氧化是一个自然的过程,当有接触氧气,例如当你切一个苹果,把它在与空气接触几个小时(图3一)。类似的事情发生在我们的细胞,当细胞在接触组件活性氧(ROS)。活性氧分子窃取其他分子的电子。在正常情况下,活性氧是重要的控制至关重要的细胞过程。但当过量的活性氧产生和我们的细胞不能应付他们,ROS开始破坏基本细胞组件,包括线粒体。这就是所谓的氧化应激,它可以杀死细胞(图3 b,C)。
- 图3 -(一)如果你把一个苹果,让它在空中,氧气使其变黄、枯萎,它最终成为布朗和干。
- 这个过程称为氧化。(B, C)类似的过程发生在细胞的内部组件与活性氧(ROS)或自由基分子试图窃取其他分子的电子。如果细胞不能消除活性氧,氧化应激的结果,这可能会导致细胞损伤甚至死亡。这被认为是运动神经元的损失发生在肌萎缩性侧索硬化症。
线粒体是不能正常工作时,神经元变得更容易从氧化应激损伤,和神经元可以不再执行他们的功能。高水平的氧化应激在ALS患者的运动神经元导致线粒体损伤,防止神经元与肌肉(2,3]。
是什么原因导致ALS和我们如何对待它?
大脑和神经细胞极为复杂,我们还不知道到底是什么导致了肌萎缩性侧索硬化症或如何对待它。我们知道10%的ALS患者从父母遗传疾病(称为家族性肌萎缩性侧索硬化症),而在其余90%的病例没有明确的起源(称为零星的肌萎缩性侧索硬化症)(4]。家族和零星的ALS与50多个基因突变(5]。某些行为,包括吸烟、肥胖、缺乏运动、接触杀虫剂和重金属,已经被确认为风险因素ALS-but我们仍然不理解这些因素导致疾病的确切作用[6]。
肌萎缩性侧索硬化症的治疗仍无法治愈的,只能帮助症状7]。但科学家们一直在探索可能的治疗理念,包括物质的使用抗氧化剂,它可以减少ROS水平和减少运动神经元氧化应激。这些抗氧化剂可能保持线粒体健康,保持运动神经元的活力,恢复运动神经元和肌肉之间的沟通。全世界的研究者们正试图解开ALS背后的机制,以更好地理解这种疾病的进展。这些知识可能导致的识别生物标记物(疾病的指标,可以测量,例如,可以通过血液检查发现的分子),将使我们能够早诊断ALS。研究也可以帮助我们开发潜在的药物来治疗这种疾病。ALS的每种情况下都有自己的特点,这可能是每个人必要的定制治疗。直到我们有一个成功的治疗ALS,我们将继续努力发现方法来帮助ALS患者和他们的家庭。
术语表
神经元:↑细胞的神经系统相互通信和连接大脑和脊髓的体内所有的器官。运动神经元控制运动。
神经退行性疾病:↑疾病造成的损失的神经元结构和功能影响身体的许多activities-balance,运动,说话,呼吸和心脏功能。
线粒体:↑蜂窝组件负责能源生产。
氧化:↑一个元素与氧的反应。
活性氧(ROS):↑细胞产生的高活性分子窃取其他分子的电子,损坏它们。
氧化应激:↑体内活性氧和抗氧化剂之间的不平衡,从而导致细胞损伤。
抗氧化剂:↑分子,减少氧化应激通过捐赠电子其他分子。
生物标志物:↑生理状态的生物指标。
确认
我们感谢安德烈Caetano插图包括在本文中。这项工作是由欧洲区域发展基金(ERDF),通过先涛公司2020支线运营项目(poci - 01 - 0145 -菲德尔- 029391,poci - 01 - 0145 -菲德尔- 028607);通过2020 -经营项目竞争力和国际化竞争,根据项目centro - 01 - 0145 -菲德尔- 000012健康老化2020;葡萄牙基金通过FCT-Fundacao对位Ciencia e Tecnologia (poci - 01 - 0145 -菲德尔- 029391,PTDC / MED-FAR / 29391/2017 / 04539/2020,选答UIDP / 04539/2020 / P / 0058/2020);由欧洲社会基金(博士后研究人员合同DL57/2016 # SFRH /桶/ 84473/2012广告)。
的利益冲突
FS是受雇于Mitotag Biocant公园,帕克领军de Cantanhede。
其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
引用
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