Карактеристични приони, структура, функције, болести



Тхе прионес они су протеини без генома или нуклеинских киселина које делују као инфективни агенси. Израз "прион" означава протеинске инфективне честице (из енглеских протеинских инфективних честица), а сковао их је неуролог и добитник Нобелове награде, Станлеи Б. Прусинер.

Прусинер и његове колеге открили су 1982. године инфективну честицу протеина, док су проучавали узроке Цреутзфелдт-Јакобових болести (код људи) и говеђе спонгиформне енцефалопатије..

Ови ретки инфективни агенси се налазе у мембрани нормалних ћелија, само као погрешно савијени протеини и / или са абнормалном тродимензионалном структуром. Ови протеини су одговорни за вишеструке дегенеративне болести и веома високу смртност која утиче на живчана ткива и мождану структуру.

Зову се и прионске болести. Међу најважнијима који утичу на људе су куру, Герстманн-Страусслер-Сцхеинкер болест, Цреутзфелдт-Јакобов синдром и фатална породична несаница..

Индек

  • 1 Опште карактеристике
  • 2 Струцтурес
    • 2.1 ПрП (Ц)
    • 2.2 ПрП (Сц)
  • 3 Функције
    • 3.1 Са метаботропним глутаматним рецепторима
    • 3.2 У ембрионалном развоју
    • 3.3 Неуропротецтор
    • 3.4 Периферни нервни систем
    • 3.5 Ћелијска смрт
    • 3.6 Дугорочно памћење
    • 3.7 Обнова матичних ћелија
  • 4 Болести узроковане прионима
    • 4.1 Цреутзфелдт-Јакобова болест (ЦЈД)
    • 4.2 Герстманн-Страусслер-Сцхеинкер болест
    • 4.3 Прионопатија са променљивом осетљивошћу на протеазу
    • 4.4 Летална несаница
    • 4.5 Куру
    • 4.6 Болести код животиња
  • 5 Третмани
  • 6 Превенција
  • 7 Референце

Опште карактеристике

Приони су протеинске структуре присутне у ћелијским мембранама. Ови протеини имају измењени облик или конформацију [ПрП (Сц)].

Што се тиче његовог множења, то се постиже конверзијом облика, као што је случај са обољењем од сцрапие. При овој болести, приони регрутују ПрП (Ц) (прионски протеини непоремећене конформације) да би стимулисали конверзију у ПрП (Сц) изоформу.

Ово генерише ланчану реакцију која пропагира инфективни материјал и стога омогућава наводњавање болести. Још није познато како се одвија овај процес конверзије.

Ови необични протеини способни за пропагацију, не представљају нуклеинске киселине. Доказ за то је да су отпорни на рендгенске зраке и ултраљубичасто зрачење. Ови агенси лако разлажу нуклеинске киселине.

Прионски протеини, чији су приони састављени (ПрП), налазе се у целом телу, не само код људи већ и код других здравих кичмењака. Ови протеини су генерално резистентни на протеазе (ензими који катализују протеине)..

Врло мало се зна о корисности прионских протеина ПрП (Ц), нормалном облику неинфективног протеина у људском телу..

Међутим, неки истраживачи су показали да код мишева ови протеини активирају опоравак мијелина у ћелијама периферног нервног система. Такође је показано да одсуство ових узрокује демијелинизацију таквих нервних ћелија.

Структуре

Знање које имамо о структури приона углавном лежи у истраживањима на бактерији Есцхерицхиа цоли.

Испитивања показују да су ПрП (Ц) (нормални) и ПрП (Сц) (инфективни) полипептиди идентични у саставу аминокиселина, али се разликују у 3Д конформацији и преклапању ових.

ПрП (Ц)

Ови неинфективни приони имају код људи 209 амино киселина. Они имају дисулфидну везу. Његова структура је алфа-спирална, што значи да има аминокиселине у облику спирале (алфа хеликса) и неколико равних амино киселинских нити (бета плоче)..

Овај протеин се не може одвојити центрифугирањем, што значи да није седиментан. Лако се пробавља широком спектарском серинском протеазом званом протеиназа К.

ПрП (Сц)

То је инфективни протеин који трансформише ПрП (Ц) у инфективне ПрП (Сц) изоформе и са абнормалном конфигурацијом или обликом.

Врло мало је познато о његовој 3Д структури, међутим, познато је да има неколико спиралних облика и равних нити или бета. Промена у изоформу је оно што је познато као основни догађај прионских болести.

Функције

Ћелијски прионски протеини [Прп (Ц)] се налазе на површини ћелија великог броја органа и ткива. Врло мало се зна о физиолошким функцијама приона у организму. Упркос томе, искуства у мишевима указују на могуће функције, као што су:

Са метаботропним глутаматним рецепторима

Показано је да ПрП (Ц), делује са глутаматним рецепторима (јонотропним и метаботропним). ПрП (Ц) учествује као рецептор за синаптотоксичне олигомере пептида Ап на ћелијској површини.

У ембрионалном развоју

Код мишева из породице Муринае, откривено је да су ПрП (Ц) прионски протеини изражени неколико дана након имплантације, у ембрионалном развоју.

То указује да они играју улогу у развоју ових малих сисара. Улога која се према истраживачима односи на регулацију неуритогенезе (производња аксона и дендрита неурона).

Они такође делују на раст аксона. Ови прионски протеини су чак укључени у развој церебеларног круга. Због тога се верује да одсуство ових приона ПрП (Ц) доводи до кашњења у моторичком развоју глодара..

Неуропротецтор

У студијама о претјераној експресији ПрП (Ц) оријентацијом гена, утврђено је да одсуство ових приона узрокује проблеме са доводом крви у неке дијелове мозга (акутна церебрална исхемија)..

То значи да прионски протеини функционишу као неуропротектори. Поред тога, показано је да прекомерна експресија ПрП (Ц) може смањити или побољшати лезије изазване исхемијом.

Периферни нервни систем

Недавно је откривена физиолошка функција Прп (Ц) у одржавању периферног мијелина.

Током лабораторијске студије откривено је да у одсуству прионског протеина, лабораторијски мишеви развијају недостатке нерва који преносе информације из мозга и кичмене мождине, у оно што се назива периферна неуропатија..

Ћелијска смрт

Постоје неки протеини који су слични прионима, а они се налазе у другим деловима тела него у мозгу.

Функција таквих протеина је да иницирају, регулишу и / или контролишу смрт ћелија, када се организам напада (на пример вирионима), чиме се спречава ширење патогена.

Ова специфична функција ових протеина води истраживаче да размисле о могућем значају неинфективних приона у борби против патогена.

Дугорочно памћење

Студија спроведена на Институту Стоверс, у Мисурију, САД. показали су да ПрП приони могу имати улогу у одржавању дугорочне меморије.

Истраживање је открило да се одређени прионски протеини могу контролисати да би радили на одржавању физиолошких функција дугорочног памћења.

Обнављање матичних ћелија

Истраживање прионских протеина који су експримирани у матичним ћелијама крвног ткива открили су да све те матичне ћелије (хематопоетске) експримирају прионске протеине у њиховој ћелијској мембрани. Тако се вјерује да они судјелују у сложеном и врло важном процесу обнове станица.

Болести узроковане прионима

Патологије прионског порекла препознају се као прогресивни дегенеративни поремећаји мозга. Могу напасти говеда, јелене, карибуе, овце и чак људе.

Ове болести су узроковане промјеном структуре ПрП (Ц) протеина и чије су специфичне функције још увијек неизвјесне. Прионске патологије могу настати без познатог узрока. Они могу имати наслеђено генетско поријекло и могу се преносити и на заразно-заразан начин.

Приони узрокују породичне, спорадичне и заразне болести. Обитељске прионске болести су оне које су насљедне. Спорадичне патологије су најчешће и јављају се без познатих узрока.

Заразне болести се сматрају ријетким, могу се преносити путем трансмисије са особе на особу, животиње на животиње, од особе до животиње и обрнуто. Узроци су вишеструки и крећу се од контаминиране потрошње меса, канибализма, трансфузија, до манипулације контаминиране хируршке опреме..

Најчешћа прионска обољења су:

Цреутзфелдт-Јакобова болест (ЦЈД)

Сматра се најчешћом прионском болешћу међу људима, то је космополитска патологија, односно глобална дистрибуција. Може се десити насљедно (породично), спорадично или заразно.

Пацијенти имају симптоме као што су деменција, трзање или изненадни невољни покрети и недостаци централног нервног система.

У зависности од третмана и облика болести, смрт се може јавити између 4 месеца и 2 године након стицања болести. Дијагнозу је тешко направити, то се обично ради пост мортен, током аутопсије.

Герстманн-Страусслер-Сцхеинкер болест

То је болест коју узрокују приони у насљедном или аутосомно доминантном инфективном енцефалном процесу. Болест се манифестује код људи од 40 до 60 година.

Ови људи манифестују проблеме у артикулисању речи (дизартрија), трзања или изненадних невољних покрета, што је честа агресивност.

Церебеларна дегенерација праћена нестабилним ходом. Такође је могуће посматрати хипорефлексију, глувоћу, парализу погледа, деменцију, између осталих симптома. Очекивано трајање живота је отприлике 5 година или мало дуже.

Прионопатија са променљивом осетљивошћу на протеазу

То је врло ријетка болест, до те мјере да је њен опсег појаве 2 до 3 случаја на 100 милиона становника. Патологија је слична Герстманн-Страусслер-Сцхеинкер-овој болести.

Клиничке манифестације протеина указују на ниску отпорност на протеазе, неке су више и друге мање осетљиве на ове ензиме.

Симптоми које присутни пацијенти су: проблеми са погоршањем говора и когнитивних функција, губитак неурона у подручју у којем мозак контролира покрете и врши координацију мишића.

Болест је честа код пацијената трећег узраста (70 година), а процијењено вријеме живота након инфицирања је приближно 20 мјесеци.

Летхал инсомниа

То је насљедна или породична болест, може се јавити и спорадично. Познато је да је болест последица наследне или аутосомне доминантне мутације.

Пацијенти имају симптоме као што су кумулативни проблеми за спавање и одржавање сна, деменције, когнитивног погоршања, чак и проблема хипертензије, тахикардије, хиперхидрозе и других.

Старост у којој се појављује је прилично широка, јер се креће између 23 и 73 године, међутим просјечна старост је 40 година. Једном заражено време живота је само 6 година.

Куру

Ова прионска болест је откривена само код становника Папуе Нове Гвинеје. То је болест везана за канибализам и културну традицију ритуала жалости за мртвима, где ти људи једу енцефалон или људско месо.

Људи који носе болест, генерално, испољавају неконтролисане и невољне покрете у различитим деловима тела.

Имају дрхтање, губитак контроле кретања и губитак координације мишића. Очекивано трајање живота код заражених особа је двије године.

Болести код животиња

Међу патологијама које настају прионима код животиња је говеда спонгиформна енцефалопатија. Ова болест изазвала је пустош у Европи, јавном здрављу, здрављу животиња и економији погођених земаља.

Друге болести код животиња су сцрапие, трансмисивна енцефалопатија минке, хронична болест губитка (код јелена) и спонгиформна енцефалопатија код мачака..

Овим болестима, као и онима код људи, недостаје ефикасан третман, тако да је превенција од суштинског значаја нарочито након инфекција које су настале као резултат конзумирања меса заражених крава..

Третмани

До данас није познат лек за прионске болести. Третман је симптоматичан. Пацијентима се саветује да планирају палијативно збрињавање, а генетичка анализа и саветовање се препоручује члановима породице.

Велики број лекова тестиран је код пацијената са прионским болестима, као што су антивирусни, антитуморски, лекови за болести као што су Паркинсон, третмани за имуносупресију, антибиотици, антифунгали, чак и антидепресиви.

Међутим, тренутно нема доказа који указују да неки од њих смањују симптоме или побољшавају преживљавање пацијената.

Превенција

Приони су отпорни на различите физичке и хемијске промене. Међутим, користе се различите технике за спречавање контаминације пацијената контаминираним хируршким инструментима.

Међу најчешће коришћеним техникама је стерилизација опреме у аутоклаву на 132 ° Ц током једног сата и затим потапање инструмената у натријум хидроксид најмање још један сат.

С друге стране, Свјетска здравствена организација (СЗО) је развила мјере за спрјечавање ширења прионских болести. Ова организација успоставља норме за управљање забрањеним или потенцијално ризичним ткивима као што су: очи, мозак, црева, тонзиле и кичмена мождина..

Референце

  1. Прион, инфективни агент. Рецоверед фром британница.цом.
  2. Шта је Прион? Рецоверед фром сциентифицамерицан.цом.
  3. П.Ц. Каликири, Р.Г. Сацхан 2003. Прионс - Протеинацеоус Инфецтиоус Партицлес. Јоурнал, Индиан Ацадеми оф Цлиницал Медицине.
  4. Прион. Преузето са ен.википедиа.орг
  5. К.М. Пан, М. Балдвин, Ј. Нгуиен, М. Гассет, А. Сербан, Д. Гротх, И. Мехлхорн, З. Хуанг, Р.Ј. Флеттерицк, Ф.Е. Цохен (1993). Конверзија алфа-хеликса у бета-лимове карактерише формирање прионских протеина сцрапие. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава.
  6. М.-А. Вулф, А. Сенаторе & А. Агуззиц (2017). Биолошка функција ћелијског прионског протеина: ажурирање. БЦМ Биологи.
  7. Ц.Ц. Зханг, А.Д. Стееле, С. Линдкуист, Х.Ф. Лодисх (2006). Прионски протеин се експримира у дугорочно репопулирајућим хематопоетским матичним ћелијама и важан је за њихово самообнављање. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава.
  8. Преглед болести насталих прионима (трансмисивна спонгиформна енцефалопатија) Добављено из мсдмануалс.цом.
  9. Е. Арранз-Мартинез, Г. Трилло-Санцхез-Редондо, А. Руиз-Гарциа, С. Арес-Бланцо (2010). Прионпатије: прионске енцефалопатије. Фамили Медицине. СЕМЕРГЕН.