بريونات مميزة ، هيكل ، وظائف ، أمراض

ال البريونات إنها بروتينات بدون جينوم أو أحماض نووية تعمل كعوامل معدية. مصطلح "بريون" يعني الجسيمات المعدية البروتينية (من جزيئات اللغة الإنجليزية المعدية البروتينية) ، وقد صاغه طبيب الأعصاب والفائز بجائزة نوبل ، ستانلي ب..

في عام 1982 ، حدد بروزينر وزملاؤه جسيمًا بروتينًا معديًا ، أثناء دراسة أسباب أمراض كروتزفيلد جاكوب (عند البشر) واعتلال الدماغ الإسفنجي البقري..

تم العثور على هذه العوامل المعدية النادرة في غشاء الخلايا الطبيعية ، فقط كبروتينات غير صالحة و / أو ذات بنية ثلاثية الأبعاد غير طبيعية. هذه البروتينات هي المسؤولة عن الأمراض التنكسية المتعددة والوفيات المرتفعة للغاية التي تؤثر على الأنسجة العصبية وهيكل الدماغ.

وتسمى أيضا أمراض بريون. من أهم الأمراض التي تصيب البشر مرض الكورو ، مرض غيرستمان-شتراوسلر-شينكر ، متلازمة كروتزفيلد جاكوب والأرق العائلية القاتلة..

مؤشر

• 1 الخصائص العامة
• 2 الهياكل
  • 2.1 PRP (C)
  • 2.2 PrP (Sc)
• 3 وظائف
  • 3.1 مع مستقبلات الغلوتامات الأيضية
  • 3.2 في التطور الجنيني
  • 3.3 Neuroprotector
  • 3.4 الجهاز العصبي المحيطي
  • 3.5 موت الخلية
  • 3.6 الذاكرة طويلة الأجل
  • 3.7 تجديد الخلايا الجذعية
• 4 الأمراض الناجمة عن البريونات
  • 4.1 مرض كروتزفيلد جاكوب (CJD)
  • 4.2 مرض غيرستمان-ستروسلر-شينكر
  • 4.3 اعتلال بريون مع حساسية متغيرة للبروتياز
  • 4.4 الأرق القاتلة
  • 4.5 كورو
  • 4.6 الأمراض في الحيوانات
• 5 علاجات
• 6 الوقاية
• 7 المراجع

الخصائص العامة

البريونات هي هياكل البروتين الموجودة في أغشية الخلايا. هذه البروتينات لها شكل متغير أو التشكل [PrP (Sc)].

فيما يتعلق بضربه ، يتم تحقيقه من خلال تحويل الأشكال ، كما في حالة مرض سكرابي. في هذا المرض ، تجند البريونات PrP (C) (بروتينات بريون من التشكل غير المضطرب) لتحفيز التحول إلى بروبولي (Sc) الإسوي.

هذا يولد سلسلة من ردود الفعل التي تنشر المواد المعدية ، وبالتالي يسمح للري المرض. لا يزال غير معروف كيف تحدث عملية التحويل هذه.

هذه البروتينات غير العادية القادرة على الانتشار ، لا تقدم أحماض نووية. والدليل على ذلك هو أنها مقاومة للأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية. هذه العوامل تنهار بسهولة الأحماض النووية.

توجد بروتينات البريون ، التي تتكون منها البريونات (PRP) ، في جميع أنحاء الجسم ، ليس فقط من البشر ولكن من الفقاريات الصحية الأخرى. هذه البروتينات تقاوم البروتينات بشكل عام (الإنزيمات التي تحفز البروتينات).

يُعرف القليل جدًا عن فائدة بروتينات البريون PrP (C) ، وهي الشكل الطبيعي للبروتين غير المعدي في جسم الإنسان.

ومع ذلك ، فقد أظهر بعض الباحثين أن هذه البروتينات ، في الفئران ، تنشط إصلاح المايلين في خلايا الجهاز العصبي المحيطي. كما تبين أن غياب هذه الأسباب يؤدي إلى إزالة الميالين لهذه الخلايا العصبية.

الهياكل

المعرفة التي لدينا حول بنية البريونات تكمن أساسا في البحوث التي أجريت على البكتيريا الإشريكية القولونية.

أظهرت الدراسات التي أجريت أن ببتيد الببتيد PrP (C) (عادي) و PrP (Sc) (المعد) متماثلان في تكوين الأحماض الأمينية ، لكنهما يختلفان في التشكل ثلاثي الأبعاد وفي طي هذه.

PRP (C)

تحتوي هذه البريونات غير المعدية ، عند البشر ، على 209 أحماض أمينية. لديهم رابطة ثاني كبريتيد. هيكلها ألفا حلزوني ، مما يعني أنه يحتوي على أحماض أمينية على شكل حلزوني (حلزقات ألفا) وعدد قليل من خيوط الأحماض الأمينية المسطحة (صفائح بيتا).

لا يمكن فصل هذا البروتين بالطرد المركزي ، مما يعني أنه غير مرسب. يتم هضمه بسهولة عن طريق البروتياز سيرين واسع الطيف يسمى البروتيناز K.

prp (sc)

إنه بروتين معدي يحول PrP (C) إلى أشكال بروتينية PrP (Sc) معدية وبتكوين أو شكل غير طبيعي.

لا يُعرف سوى القليل جدًا عن بنيته ثلاثية الأبعاد ، ولكن من المعروف أنه يحتوي على عدد قليل من الأشكال الحلزونية والمزيد من الخيوط المسطحة أو التجريبية. التغيير إلى الأيسوفورم هو ما يعرف بالحدث الأساسي لأمراض بريون.

وظائف

توجد بروتينات البريون الخلوية [Prp (C)] على سطح الخلية لمجموعة واسعة من الأعضاء والأنسجة. لا يُعرف سوى القليل جدًا عن الوظائف الفسيولوجية للنباتات في الكائن الحي. ومع ذلك ، تشير التجارب التي أجريت في الفئران إلى وظائف محتملة ، مثل:

مع مستقبلات الجلوتامات الأيضية

لقد ثبت أن PrP (C) ، يتصرف مع مستقبلات الغلوتامات (متجانسة الأيض و metabotropic). يشارك PRP (C) كمستقبل للأوليغومينات السامة في synaptotoxic للببتيد Aβ على سطح الخلية.

في التطور الجنيني

في الفئران من عائلة Murinae ، تم اكتشاف أن البروتينات PrP (C) بريون يتم التعبير عنها بعد بضعة أيام من الزرع ، في التطور الجنيني.

هذا يدل على أنها تلعب دورا خلال تطوير هذه الثدييات الصغيرة. الدور الذي يرتبط به الباحثون وفقًا لتنظيم التولد العصبي (إنتاج محاور عصبية وتغصنات للخلايا العصبية).

كما أنها تعمل على نمو محور عصبي. وتشارك هذه البروتينات بريون حتى في تطوير الدائرة المخيخية. نتيجة لهذا ، يُعتقد أن غياب هذه البريونات PrP (C) يؤدي إلى تأخير في التطور الحركي للقوارض.

اعصاب

في الدراسات المتعلقة بالإفراط في تعبير PrP (C) عن طريق توجيه الجينات ، وجد أن غياب هذه البريونات يسبب مشاكل في إمداد الدم إلى بعض أجزاء الدماغ (نقص تروية الدماغ الحاد).

هذا يعني أن بروتينات البريون تعمل كحماية للأعصاب. بالإضافة إلى ذلك ، فقد ثبت أن الإفراط في التعبير عن PRP (C) يمكن أن يقلل أو يحسن الآفات الناجمة عن نقص التروية.

الجهاز العصبي المحيطي

تم اكتشاف الوظيفة الفسيولوجية لـ Prp (C) في الحفاظ على المايلين المحيطي.

خلال دراسة مخبرية ، اكتشف أنه في حالة عدم وجود بروتين البريون ، طورت الفئران المختبرية قصورًا في الأعصاب ينقل المعلومات من الدماغ والحبل الشوكي ، فيما يسمى الاعتلال العصبي المحيطي..

موت الخلية

هناك بعض البروتينات التي تشبه البريونات ، وهي موجودة في أجزاء أخرى من الجسم غير الدماغ.

وظائف مثل هذه البروتينات هي بدء وتنظيم و / أو السيطرة على موت الخلية ، عندما يتعرض الكائن للهجوم (بواسطة الفيروسات على سبيل المثال) ، وبالتالي منع انتشار الممرض.

تؤدي هذه الوظيفة الغريبة لهذه البروتينات الباحثين إلى التفكير في الأهمية المحتملة للأشواك غير المعدية في مكافحة مسببات الأمراض..

ذاكرة طويلة المدى

دراسة أجريت في معهد Stowers ، في ولاية ميسوري ، الولايات المتحدة الأمريكية. أثبت أن بريونات PrP قد يكون لها دور في الحفاظ على الذاكرة على المدى الطويل.

كشفت الدراسة أن بروتينات بريون معينة يمكن السيطرة عليها للعمل في الحفاظ على الوظائف الفسيولوجية للذاكرة طويلة المدى.

تجديد الخلايا الجذعية

كشف بحث عن بروتينات البريون التي يتم التعبير عنها في الخلايا الجذعية لأنسجة الدم ، أن جميع هذه الخلايا الجذعية (المكونة للدم) ، تعبر عن بروتينات البريون في غشاء الخلية. لذلك يعتقد أنهم يشاركون في العملية المعقدة والهامة للغاية لتجديد الخلايا.

الأمراض الناجمة عن البريونات

يتم التعرف على الأمراض من أصل بريون كاضطرابات في الدماغ التنكسية التدريجي. يمكن أن تهاجم الحيوانات البقري والغزلان والكاريبو والأغنام وحتى البشر.

هذه الأمراض ناتجة عن تغيير في بنية بروتينات (P) (ب) والتي لا تزال وظائفها المحددة غير مؤكدة حتى اليوم. يمكن أن تنشأ أمراض بريون دون سبب معروف. يمكن أن يكون لها أصل وراثي ويمكن أن تنتقل أيضًا بطريقة معدية.

تسبب البريونات أمراضًا عائلية ومتفرقة ومعدية. أمراض بريون العائلية هي تلك الموروثة. الأمراض المتفرقة هي الأكثر شيوعًا وتحدث بدون أسباب معروفة.

تعتبر الأمراض المعدية نادرة ، فهي تنتقل عن طريق انتقال العدوى من شخص إلى آخر ، ومن الحيوان إلى الحيوان ، ومن شخص لآخر ، والعكس صحيح. الأسباب متعددة وتتراوح من استهلاك اللحوم الملوثة ، أكل لحوم البشر ، نقل الدم ، إلى معالجة المعدات الجراحية الملوثة.

أكثر أمراض البريون شيوعًا هي:

مرض كروتزفيلد جاكوب (CJD)

يعتبر مرض بريون الأكثر شيوعا بين البشر ، وهو علم الأمراض العالمي ، وهذا هو ، من التوزيع العالمي. يمكن أن يحدث بطريقة وراثية (الأسرة) ، بطريقة متقطعة أو المعدية.

يعاني المرضى من أعراض مثل الخرف أو الرجيج أو الحركات اللاإرادية المفاجئة وأوجه القصور في الجهاز العصبي المركزي.

اعتمادا على العلاج وشكل المرض ، يمكن أن تحدث الوفاة بين 4 أشهر إلى 2 سنة بعد الإصابة بالمرض. من الصعب إجراء التشخيص ، وعادة ما يتم ذلك بعد الموت, أثناء تشريح الجثة.

مرض غيرستمان-شتراوسلر-شينكر

وهو مرض تسببه البريونات في عملية دماغية وراثية جسمية مهيمنة. يظهر المرض في الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 40 و 60 عامًا.

يُظهر هؤلاء الأشخاص مشاكل في التعبير عن الكلمات (خلل الحركة) أو الرجيج أو الحركات اللاإرادية المفاجئة ، كونها عدوانية متكررة.

تنكس المخيخ يرافقه مشية غير مستقرة. من الممكن أيضًا ملاحظة نقص الصُّرُف ، والصمم ، وشلل النظرة ، والخرف ، من بين أعراض أخرى. العمر المتوقع حوالي 5 سنوات أو أطول قليلاً.

Prionopathy مع حساسية متغيرة للبروتياز

إنه مرض نادر للغاية ، لدرجة أن مدى حدوثه يتراوح من 2 إلى 3 حالات لكل 100 مليون نسمة. علم الأمراض يشبه مرض Gerstmann-Sträussler-Scheinker.

تشير المظاهر السريرية للبروتين إلى مقاومة منخفضة للeasesروتياز ، وبعضها أقل ، والبعض الآخر أقل حساسية لهذه الإنزيمات.

الأعراض التي يعاني منها المرضى هي: مشاكل في النطق والتدهور المعرفي ، وفقدان الخلايا العصبية في المنطقة حيث يتحكم الدماغ في الحركات ويؤدي التنسيق العضلي.

هذا المرض شائع في مرضى السن الثالثة (70 عامًا) ويقدر وقت الحياة بعد الإصابة بحوالي 20 شهرًا.

الأرق الفتاك

إنه مرض وراثي أو عائلي ، كما يمكن أن يحدث بشكل متقطع. من المعروف أن هذا المرض ناتج عن طفرة سائدة وراثية أو جسمية.

المرضى الذين يعانون من أعراض تراكمية مثل اضطرابات النوم والبقاء نائما، والخرف وضعف الإدراك، إلى مشاكل ارتفاع ضغط الدم وعدم انتظام دقات القلب، فرط التعرق وغيرها.

العمر الذي تؤثر عليه واسع للغاية ، حيث يتراوح بين 23 و 73 عامًا ، ومع ذلك يبلغ متوسط ​​العمر 40 عامًا. وقت الحياة مرة واحدة المصابة ما يزيد قليلا عن 6 سنوات.

كورو

تم اكتشاف مرض البريون هذا فقط في سكان بابوا غينيا الجديدة. إنه مرض يتعلق بأكل لحوم البشر والتقاليد الثقافية لطقوس الحداد على الموتى ، حيث يأكل هؤلاء الأشخاص الدماغ أو اللحم البشري.

الأشخاص الذين يحملون المرض ، بشكل عام ، يظهرون حركات لا يمكن السيطرة عليها وغير إرادية في أجزاء مختلفة من الجسم.

لديهم الهزات ، وفقدان السيطرة على الحركة وفقدان التنسيق العضلات. العمر المتوقع عند المصابين هو عامين.

الأمراض في الحيوانات

من بين الأمراض التي تنتجها البريونات في الحيوانات اعتلال الدماغ الإسفنجي البقري. تسبب هذا المرض في الفوضى في أوروبا ، والصحة العامة ، وصحة الحيوان واقتصاد البلدان المتضررة.

غيرها من الأمراض في الحيوانات سكرابي، ينتقل التهاب الدماغ المنك، مرض الهزال المزمن (الغزلان في) والقطط جنون البقر.

هذه الأمراض، مثل تلك التي عرضت في البشر، وعدم وجود علاج فعال، لذلك الوقاية أمر بالغ الأهمية خصوصا بعد أن وقع اصابات بشرية بعد استهلاك اللحوم من الأبقار المصابة.

العلاجات

حتى الآن لا يوجد علاج معروف لأمراض البريون. العلاج هو أعراض. ينصح المرضى بالتخطيط لرعاية المسكنات ويوصى بالتحليل الوراثي والمشورة لأفراد الأسرة.

وقد حاولت مجموعة متنوعة من المخدرات في المرضى الذين يعانون من أمراض البريون، مثل فيروسات، مضاد للأورام، أدوية لأمراض مثل باركنسون، والعلاج المناعي والمضادات الحيوية ومضادات الفطريات، مضادات الاكتئاب حتى.

ومع ذلك ، لا يوجد دليل في الوقت الحالي يشير إلى أن بعض هذه الأعراض تقلل الأعراض أو تحسن من بقاء المرضى.

منع

البريونات تقاوم مجموعة متنوعة من التغيرات الفيزيائية والكيميائية. ومع ذلك ، يتم استخدام تقنيات مختلفة لمنع تلوث المرضى بالأدوات الجراحية الملوثة.

ومن بين التقنيات الأكثر استخداما هو لتعقيم المعدات في الأوتوكلاف في 132 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة ثم غمس الصكوك في هيدروكسيد الصوديوم لمدة ساعة واحدة على الأقل.

من ناحية أخرى ، وضعت منظمة الصحة العالمية (WHO) تدابير لمنع انتشار أمراض البريون. تضع هذه المنظمة معايير لإدارة الأنسجة المحظورة أو التي يحتمل أن تكون خطرة مثل: العيون والدماغ والأمعاء واللوزتين والحبل الشوكي..

مراجع

1. بريون ، وكيل المعدية. تعافى من britannica.com.
2. ما هو البريون؟ تعافى من موقع Scientificamerican.com.
3. P.C. كاليكيري Sachan. 2003. البريونات - الجزيئات المعدية البروتينية. مجلة الأكاديمية الهندية للطب السريري.
4. بريون. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
5. K.M. عموم، M. بالدوين، J. نجوين، M. Gasset، A. سربان، D. غروث، I. Mehlhorn، Z. هوانغ، R.J. Fletterick، F. E. كوهين (1993). تحويل ألفا اللوالب في بيتا اوراق يتميز في تكوين البروتينات سكرابي بريون. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية.
6. M.-A. Wulf، A. Senatore & A. Aguzzic (2017). الوظيفة البيولوجية لبروتين بريون الخلوي: تحديث. علم الأحياء BCM.
7. DC تشانغ ، أ. ستيل ، ليندكويست ، هـ. لوديش (2006). يتم التعبير عن بروتين بريون في الخلايا الجذعية المكونة للدم على المدى الطويل وهو مهم لتجديدها الذاتي. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية.
8. مراجعة الأمراض التي تنتجها البريونات (اعتلال الدماغ الإسفنجي القابل للانتقال) تم استرجاعها من msdmanuals.com.
9. E. Arranz-Martinez، G. Trillo-Sanchez-Redondo، A. Ruiz-Garcia، S. Ares-Blanco (2010). Prionpathies: اعتلال الدماغ بريون. طب الأسرة. SEMERGEN.