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Rol patológico del alto azúcar en el defecto de la cadena respiratoria mitocondrial que aumenta el estrés mitocondrial

Autores: Cham, Ebrima D.; Peng, Tsung-I; Jou, Mei-Jie

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Rol patológico del alto azúcar en el defecto de la cadena respiratoria mitocondrial que aumenta el estrés mitocondrial


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Biología

Palabras clave

Glucosa
ROS
Calcio
Mitocondrias
ATPasa
NARP

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Según muchos grupos de investigación, la glucosa alta induce la sobreproducción de aniones superóxido, siendo las especies reactivas de oxígeno (ROS) generalmente consideradas el vínculo entre los niveles altos de glucosa y la toxicidad observada a nivel celular. Las anomalías en el complejo respiratorio pueden llevar a la producción de ROS. El calcio [Ca] a niveles fisiológicos actúa como un segundo mensajero en muchas funciones fisiológicas. En consecuencia, la sobrecarga de calcio mitocondrial [Ca] conduce a la producción de ROS, lo que puede ser letal para las mitocondrias a través de varios mecanismos. La F1F0-ATPasa (sintetasa de ATP o complejo V) es la enzima responsable de catalizar el paso final de la fosforilación oxidativa. Esto se logra mediante la acoplamiento de la F1F0-ATPasa de la translocación de protones en el espacio intermembrana mitocondrial y su transporte a la matriz mitocondrial para que se lleve a cabo la síntesis de ATP. La mutación T8993G del complejo mitocondrial V bloquea específicamente la translocación de protones a través del espacio intermembrana, bloqueando así la síntesis de ATP y, a su vez, conduciendo al síndrome de Neuropatía, Ataxia y Retinitis Pigmentosa (NARP). Este estudio busca explorar la posibilidad de que la sobrecarga de [Ca] medie los roles patológicos de la glucosa alta en el estrés mitocondrial mediado por la cadena respiratoria defectuosa. Los cibridos NARP son los modelos experimentales in vitro de células con defectos en la F1FO-ATPasa, con estas células albergando el 98% de las mutaciones T8993G del ADNmt. Sus contrapartes, las líneas celulares de osteosarcoma 143B, son las líneas celulares parentales utilizadas para la comparación. Observamos que las células NARP mediaron y mejoraron la muerte celular (apoptosis) cuando se incubaron con peróxido de hidrógeno (HO) y glucosa alta, como se representa utilizando el ensayo MTT de viabilidad celular. Además, utilizando microscopía de imágenes confocales de escaneo láser acoplada a un sonda de fluorescencia, se encontró que las células NARP habilitaron significativamente la formación de especies reactivas de oxígeno mitocondrial (mROS) y mejoraron la despolarización del potencial de membrana mitocondrial (m). Elucidar los mecanismos de toxicidad aumentada por el azúcar en las mitocondrias puede, en el futuro, ayudar a aliviar los síntomas de los pacientes con síndromes NARP y otras enfermedades neurodegenerativas.

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