Posible vínculo entre la disfunción mitocondrial y el deterioro cognitivo dependiente de la edad
Feb 27, 2022
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Usando un modelo de ratón transgénico deEnfermedad de Alzheimerenfermedad, los científicos demostraron un vínculo claro entremitocondrialdaño oxidativo y disfunción cognitiva.

Noticias del Instituto de Tecnología de Shibaura el 14 de febrero
El aumento del daño oxidativo se asocia con enfermedades neurodegenerativas comoEnfermedad de Alzheimerenfermedad(AD). Aunque la fisiopatología de la EA ha sido ampliamente estudiada, la posible relación entremitocondrialla disfunción y la enfermedad siguen siendo en gran parte desconocidas. Un equipo de investigación dirigido por el profesor Koji Fukui del Instituto de Tecnología Shibaura en Japón confirmó que la progresión de la EA se asocia con el daño cerebral oxidativo, que afecta la función cognitiva en ratones transgénicos con EA de una manera dependiente de la edad.
ElmitocondrialLa cadena de transporte de electrones requerida para generar energía en los procesos celulares también produce especies reactivas de oxígeno (ROS), que atacan los tejidos y causan daño oxidativo. Este daño puede conducir amitocondrialdisfunción e incluso muerte celular. Dado que nuestro cerebro utiliza más oxígeno que otros órganos, es más vulnerable a este daño ROS.
Según los informes de la literatura, ROS también puede conducir a la acumulación de β-amiloide (Aβ), que marca el inicio deEnfermedad de Alzheimerenfermedad (EA), una enfermedad neurodegenerativa grave e irreversible. Tratamientos actuales paraEnfermedad de Alzheimerenfermedadno detienen su progresión, por lo que es necesario desarrollar nuevos tratamientos.

En un estudio anterior, un equipo de científicos encontró que las ratas mayores deficientes en vitamina E tenían niveles significativamente más altos de oxidación que las ratas más jóvenes. Además, ROS generadas pormitocondrialLa oxidación puede dañar las células cerebrales, lo que sugiere un fuerte vínculo entre la EA ymitocondrial disfunción. Para mejorar esta comprensión, el mismo grupo de científicos ha demostrado ahora que la progresión de la EA está estrechamente relacionada con el daño cerebral oxidativo. La investigación, dirigida por el profesor Koji Fukui y sus colegas Naoki Yoshida, Yugo Kato y el profesor Hirokatsu Takatsu, se publicó recientemente en la revista Biomedicines. "Encontramos que la oxidación afecta negativamentemitocondria, lo que puede conducir a una disfunción cognitiva", explica el profesor Fukui, autor correspondiente del estudio.

El estudio fue publicado en la revista Biomedicines (último factor de impacto: 6.081) el 26 de enero de 2022
Los científicos utilizaron tres grupos de ratones con EA de 3 meses, 6 meses y 20 meses, así como controles sanos. Para probar su cognición y coordinación, los investigadores realizaron dos experimentos bien conocidos en los ratones: el laberinto de agua morris y la prueba Rota-rod. Descubrieron que los ratones AD tardaron más en completar sus objetivos de laberinto, pero no disminuyeron la velocidad. En la prueba Rota-rod, los ratones AD de 6 y 20 meses de edad permanecieron en la varilla por más tiempo, mientras que los ratones de control de la misma edad descendieron más rápido. "La diferencia en el tiempo para caer puede deberse a la diferencia en el peso corporal entre los dos grupos de ratones, ya que los ratones de control eran más pesados que los ratones con EA", explicó el profesor Fukui. Estos resultados sugieren que los ratones con EA tienen una función cognitiva deteriorada, pero sin ninguna cuestión de coordinación.
Para determinar qué proteínas relacionadas con la EA eran responsables de este deterioro cognitivo, los autores recolectaron muestras de tejido de diferentes partes del cerebro de los dos grupos de ratones y evaluaron los niveles de marcadores oxidativos en las muestras. Primero, encontraron que los ratones con EA tenían niveles más altos de Aβ, que aumentaban gradualmente con la edad. Para su sorpresa, la proteína Aβ1-42 relacionada con la EA se encontró en niveles significativamente más altos en el hipocampo que en otras partes del cerebro. Sin embargo, no encontraron ningún cambio en los niveles de proteína tau, otro marcador que se acumula en la patología de la EA. Los resultados mostraron que la agregación de Aβ1-42 en el hipocampo podría causar disfunción cognitiva en ratones con EA.

El equipo también especula que ros inducidomitocondrialel daño está estrechamente relacionado con la supervivencia neuronal. Para probar su hipótesis, midieron los niveles de alguna clave.mitocondrialoxidasas, incluida la nicotinamida-nucleótido adenosiltransferasa (NMNAT)-3, que tiene efectos antienvejecimiento. Si bien se encontró que NMNAT-3 disminuyó, los niveles de 3-NT (3-nitrotirosina), un indicador más alto de oxidación, aumentaron con la edad en ratones con EA. "A medida que los niveles de NMNAT-3 disminuyeron y los niveles de 3-NT aumentaron, quedó claro que la oxidación conduce amitocondrialdisfunción y, en última instancia, disfunción cognitiva", comentó el profesor Fukui.

El equipo de investigación es optimista sobre el impacto potencial de los hallazgos, particularmente en términos de aumentar la ingesta de compuestos antioxidantes que ayudan a nuestros cuerpos a mitigar las ROS. De hecho, muchos antioxidantes naturales, como la vitamina E y la vitamina C, se pueden obtener de la dieta. El profesor Fukui especula y concluye: "Si las mitocondrias pueden protegerse de las ROS,mitocondrialla función y la función cognitiva pueden mantenerse. La investigación futura debe centrarse en el desarrollo de marcadores de diagnóstico para detectar cambios tempranos en el cerebro, así como en la exploración de compuestos con alta actividad antioxidante en las mitocondrias".








