stringtranslate.com

Липофусцин

Конфокальное изображение спинномозгового двигательного нейрона , на котором видны окрашенные в синий и желтый цвета гранулы липофусцина
Микрофотография, показывающая скопление частиц липофусцина (стрелка) в нервной клетке мозга; окраска толуидиновым синим ; масштабная линейка = 10 микрон (0,01 миллиметра)

Липофусцин — это название мелких желто-коричневых пигментных гранул , состоящих из содержащих липиды остатков лизосомального пищеварения. [1] [2] Он считается одним из пигментов старения или «износа», обнаруженных в печени , почках , сердечной мышце, сетчатке, надпочечниках , нервных клетках и ганглиозных клетках. [3]

Формирование и оборот

Микрофотография , показывающая липофусцин (коричнево-желтый) в биоптате печени с матовыми гепатоцитами ; окраска гематоксилином и эозином

Липофусцин, по-видимому, является продуктом окисления ненасыщенных жирных кислот и может быть симптомом повреждения мембраны или повреждения митохондрий и лизосом . Помимо большого содержания липидов, липофусцин, как известно, содержит сахара и металлы, включая ртуть , алюминий , железо , медь и цинк . [4] Липофусцин также считается состоящим из окисленных белков (30–70%), а также липидов (20–50%). [5] Это тип липохрома [6] , который особым образом расположен вокруг ядра.

Накопление липофусцин-подобного материала может быть результатом дисбаланса между механизмами образования и утилизации. Такое накопление может быть вызвано у крыс введением ингибитора протеазы ( лейпептина ); через три месяца уровни липофусцин-подобного материала возвращаются к норме, что указывает на действие значимого механизма утилизации. [7] Однако этот результат является спорным, поскольку сомнительно, является ли индуцированный лейпептином материал истинным липофусцином. [8] [9] Существуют доказательства того, что «истинный липофусцин» не разлагается in vitro ; [10] [11] [12] неясно, сохраняется ли это in vivo в течение более длительных периодов времени.

N- ретинилиден- N -ретинил-этаноламин ( A2E , пример липофусцина)

У мышей с нокаутом ABCR -/- наблюдается замедленная темновая адаптация, но нормальный конечный порог палочек по сравнению с контрольной группой. [13] Отбеливание сетчатки сильным светом приводит к образованию токсичной катионной бис -пиридиновой соли, N -ретинилиден- N -ретинил-этаноламина ( A2E ), которая вызывает сухую и влажную возрастную дегенерацию желтого пятна . [14] Из этого эксперимента был сделан вывод, что ABCR играет важную роль в предотвращении образования A2E на внеклеточных поверхностях фоторецепторов во время восстановления отбеливания.

Отношение к болезням

Микрофотография сердечной мышцы, показывающая пигмент липофусцин, окраска гематоксилином и эозином

Накопление липофусцина в глазу является основным фактором риска, связанным с дегенерацией желтого пятна , дегенеративным заболеванием [15] , и болезнью Штаргардта , наследственной ювенильной формой дегенерации желтого пятна.

В периферической нервной системе аномальное накопление липофусцина, известное как липофусциноз [1] , связано с семейством нейродегенеративных заболеваний – нейрональными цероидными липофусцинозами , наиболее распространенным из которых является болезнь Баттена .

Также патологическое накопление липофусцина связано с болезнью Альцгеймера , болезнью Паркинсона , боковым амиотрофическим склерозом , некоторыми лизосомными заболеваниями , акромегалией , денервационной атрофией , липидной миопатией , хронической обструктивной болезнью легких , [16] и центронуклеарной миопатией . Накопление липофусцина в толстой кишке является причиной состояния меланоза толстой кишки .

С другой стороны, накопление липофусцина в миокарде более непосредственно отражает хронологическое старение, а не патологию сердца человека. [17]

Возможные методы лечения

Ограничение калорий , [4] витамин Е , [4] и повышенный уровень глутатиона , по-видимому, снижают или останавливают выработку липофусцина.

Ноотропный препарат пирацетам, по-видимому, значительно снижает накопление липофусцина в мозговой ткани крыс. [18]

Другие возможные методы лечения:

Влажную макулярную дегенерацию можно лечить с помощью селективного фототермолиза , при котором импульсный несфокусированный лазер преимущественно нагревает и убивает богатые липофусцином клетки, оставляя нетронутыми здоровые клетки для размножения и заполнения пробелов. [ требуется ссылка ] Этот метод также используется в качестве лечения кожи для удаления татуировок , пигментных пятен и в целом для придания коже более молодого вида. Эта способность избирательно воздействовать на липофусцин открыла возможности для исследований в области антивозрастной медицины .

Было обнаружено, что Soraprazan (remofuscin) удаляет липофусцин из клеток пигментного эпителия сетчатки у животных. [24] Это открывает новый вариант терапии для лечения сухой возрастной макулярной дегенерации и болезни Штаргардта , для которых в настоящее время нет лечения. Препарату теперь присвоен статус орфанного препарата для лечения болезни Штаргардта Европейским агентством по лекарственным средствам. [25]

Другие применения

Количественная оценка липофусцина используется для определения возраста различных ракообразных, таких как омары и лангусты . [26] [27] Поскольку у этих животных отсутствуют костные части, их возраст нельзя определить так же, как у костистых рыб, у которых обычно используются годовые приросты слуховых костей или отолитов . Определение возраста рыб и моллюсков является основополагающим шагом в получении основных биологических данных, таких как кривые роста, и необходимо для многих методов оценки запасов. Несколько исследований показали, что количественная оценка количества липофусцина, присутствующего в глазных стебельках различных ракообразных, может дать индекс их возраста. Этот метод пока не получил широкого распространения в управлении рыболовством, в основном из-за проблем соотнесения уровней липофусцина у выловленных в дикой природе животных с кривыми накопления, полученными у животных, выращенных в аквариумах.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Alberts, Daniel Albert (2012). Иллюстрированный медицинский словарь Дорланда (32-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Saunders/Elsevier. стр. 1062. ISBN 978-1-4160-6257-8.
  2. ^ «Медицинское определение ЛИПОФУСЦИНА». www.merriam-webster.com .
  3. ^ Young B, Lowe JS, Stevens A, Heath JW. Функциональная гистология Уитера: Текст и атлас. 6-е изд. Elsevier
  4. ^ abc Крис Гоглер, «Липофусцин, архив 2007-07-15 в Wayback Machine », Stanislaus Journal of Biochemical Reviews, май 1997 г.
  5. ^ Double, KL; Dedov, VN; Fedorow, H; Kettle, E; Halliday, GM; Garner, B; Brunk, UT (июнь 2008 г.). «Сравнительная биология нейромеланина и липофусцина в человеческом мозге». Cellular and Molecular Life Sciences . 65 (11): 1669–82. doi :10.1007/s00018-008-7581-9. PMC 11131928 . PMID  18278576. S2CID  6833509. 
  6. ^ "lipochrome", Бесплатный словарь , получено 2021-02-18
  7. ^ Katz, ML; Rice, LM; Gao, CL (1999). «Обратимое накопление липофусцин-подобных включений в пигментном эпителии сетчатки». Investigative Ophthalmology & Visual Science . 40 (1): 175–181. PMID  9888441.
  8. ^ Терман, Алексей; Бранк, Ульф Т. (1999). «Липофусцин удаляется из клеток?». Investigative Ophthalmology and Visual Science . 40 (10): 2463–2464. PMID  10476822.
  9. ^ Дэвис, Саллианн; Эллис, Стивен (1999). «Оборот липофусцина». Investigative Ophthalmology and Visual Science . 40 (8): 1887–1888. PMID  10393067.
  10. ^ Terman, A, Brunk, UT (1998). «О деградации и экзоцитозе цероида/липофусцина в культивируемых сердечных миоцитах крыс». Mech Ageing Dev . 100 (2): 145–156. doi :10.1016/S0047-6374(97)00129-2. PMID  9541135. S2CID  34448638.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Терман, А.; Бранк, ЮТ (1998). «Образование цероида/липофусцина в культивируемых фибробластах человека: роль окислительного стресса и лизосомального протеолиза». Mech Ageing Dev . 104 (3): 277–291. doi :10.1016/s0047-6374(98)00073-6. PMID  9818731. S2CID  44822239.
  12. ^ Элледер, М.; Драхота, З.; Лиза, В.; Мареш, В.; Мандис, В.; Мюллер, Дж.; Палмер, Д. Н. (1995). «Тест нагрузки культуры ткани с гранулами хранения из животных моделей нейронального цероид-липофусциноза (болезнь Баттена): тестирование их лизосомальной деградации нормальными клетками и клетками Баттена». Am J Med Genet . 57 (2): 213–221. doi :10.1002/ajmg.1320570220. PMID  7668332.
  13. ^ Weng J, Mata NL, Azarian SM, Tzekov RT, Birch DG, Travis GH (июль 1999). "Понимание функции белка Rim в фоторецепторах и этиологии болезни Штаргардта по фенотипу мышей с нокаутом abcr". Cell . 98 (1): 13–23. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80602-9 . PMID  10412977. S2CID  18605680.
  14. ^ Maeda A, Maeda T, Golczak M, Palczewski K (сентябрь 2008 г.). «Ретинопатия у мышей, вызванная нарушенным полностью трансретинальным клиренсом». Журнал биологической химии . 283 (39): 26684–93. doi : 10.1074/jbc.M804505200 . PMC 2546559. PMID  18658157 . 
  15. ^ Джон Лейси, «Harvard Medical подписывает соглашение с Merck о разработке потенциальной терапии для лечения дегенерации желтого пятна», 23 мая 2006 г.
  16. ^ Жоаким Аллер; Франсуа Мальте; Пьер ЛеБлан; Пьер-Мишель Симар; Франсуа Уиттом; Жан-Франсуа Дойон; Клермон Симар; Жан Жобен (2002). «Накопление липофусцина в латеральной широкой мышце у больных хронической обструктивной болезнью легких». Мышцы и нервы . 25 (3): 383–389. дои : 10.1002/mus.10039. PMID  11870715. S2CID  22309073.
  17. ^ Kakimoto, Yu; Okada, Chisa; Kawabe, Noboru; Sasaki, Ayumi; Tsukamoto, Hideo; Nagao, Ryoko; Osawa, Motoki (2019). «Накопление липофусцина в миокарде при старении и внезапной сердечной смерти». Scientific Reports . 9 (1): 3304. Bibcode :2019NatSR...9.3304K. doi : 10.1038/s41598-019-40250-0 . ISSN  2045-2322. PMC 6397159 . PMID  30824797. 
  18. ^ Паула-Барбоза, М.; и др. (1991). «Влияние пирацетама на липофусцин мозжечка и гиппокампа крысы; нейроны после длительного лечения алкоголем и отмены». Алкоголизм: клинические и экспериментальные исследования . 15 (5): 834–838. doi :10.1111/j.1530-0277.1991.tb00610.x. PMID  1755517.
  19. ^ Рой, Д.; Патхак, Д.Н.; Сингх, Р. (1983). «Влияние центрофеноксина на антиоксидантные ферменты в различных регионах мозга стареющей крысы». Exp Gerontol . 18 (3): 185–97. doi :10.1016/0531-5565(83)90031-1. PMID  6416880. S2CID  29129359.
  20. ^ Амента Ф., Ферранте Ф. и др. , Снижение накопления липофусцина в стареющем мозге крыс при длительном лечении ацетил-L-карнитином. Arch Gerontol Geriatr. 1989 сентябрь-октябрь;9(2):147-53.
  21. ^ Хуан, СЗ; Луо, ЙДж; Ванг, Л; Кай, КЙ (январь 2005 г.). «Влияние экстракта гинкго билоба на печень у старых крыс». World J Gastroenterol . 11 (1): 132–5. doi : 10.3748/wjg.v11.i1.132 . PMC 4205372. PMID  15609412 . 
  22. ^ Stenbäck, Frej; Weisburger, JH; Williams, GM (1988-02-01). «Влияние продолжительности жизни, введения диметиламиноэтанола на продолжительность жизни, возрастные изменения и криптогенные новообразования у мышей C3H». Механизмы старения и развития . 42 (2): 129–138. doi :10.1016/0047-6374(88)90068-1. ISSN  0047-6374. PMID  3361965. S2CID  45595812.
  23. ^ Шен, Ли-Ронг; Парнелл, Лоуренс Д.; Ордовас, Хосе М.; Лай, Чао-Цян (январь 2013 г.). «Куркумин и старение». BioFactors . 39 (1): 133–140. doi :10.1002/biof.1086. ISSN  1872-8081. PMID  23325575. S2CID  39360837.
  24. ^ Julien, S; Schraermeyer, U (октябрь 2012 г.). «Липофусцин можно удалить из пигментного эпителия сетчатки обезьян». Neurobiol Aging . 33 (10): 2390–7. doi :10.1016/j.neurobiolaging.2011.12.009. PMID  22244091. S2CID  22829613.
  25. ^ "EU/3/13/1208". 17 сентября 2018 г. Получено 1 июня 2021 г.
  26. ^ Ингебригт Углем, Марк Белчиер и Терье Свосанд (2005). «Определение возраста европейских омаров (Homarus gammarus L.) путем гистологического количественного определения липофусцина». Журнал биологии ракообразных . 25 (1): 95–99. doi : 10.1651/c-2448 . JSTOR  1549930.
  27. ^ Керри Э. Максвелл; Томас Р. Мэтьюз; Мэтт Р. Дж. Шихи; Родни Д. Бертельсен; Чарльз Д. Дерби (2007). «Нейролипофусцин — мера возраста Panulirus argus, карибского лангуста во Флориде». Биологический бюллетень . 213 (1): 55–66. doi :10.2307/25066618. JSTOR  25066618. PMID  17679720. S2CID  8522101.

20. Янг Б., Лоу Дж. С., Стивенс А., Хит Дж. В. Функциональная гистология Уитера: Текст и атлас. 6-е изд. Elsevier

Внешние ссылки для общих обзоров