Mitochondrial dysfunction and energy deprivation in the mechanism of neurodegeneration

Nörodejenerasyon mekanizmasında mitokondriyal fonksiyon bozukluğu ve enerji yoksunluğu

Abstract

Energy-producing organelles mitochondria are involved in a number of cellular functions. Deregulation of mitochondrial function due to mutations or effects of mitochondrial toxins is proven to be a trigger for diverse pathologies, including neurodegenerative disorders. Despite the extensive research done in the last decades, the mechanisms by which mitochondrial dysfunction leads to neuronal deregulation and cell death have not yet been fully elucidated. Brain cells are specifically dependent on mitochondria due to their high energy demands to maintain neuronal ion gradients and signal transduction, and also, to mediate neuronal health through the processes of mitochondrial calcium homeostasis, mitophagy, mitochondrial reactive oxygen species production and mitochondrial dynamics. Some of these processes have been independently implicated in the mechanism of neuronal loss in neurodegeneration. Moreover, it is increasingly recognised that these processes are interdependent and interact within the mitochondria to ensure proper neuronal function and survival.

Özet

Enerji üreten organeller mitokondriler birçokhücresel fonksiyonda rol oynar. Mitokondriyal toksinlerin mutasyonlara veya etkilerine bağlı olarak mitokondriyal fonksiyonun düzensizleştirilmesinin, nörodejeneratif hastalıklar dahil olmak üzere çeşitli patolojiler için bir tetikleyici olduğu kanıtlanmıştır. Son yıllarda yapılan kapsamlı araştırmalara rağmen, mitokondriyal disfonksiyonun nöronal düzensizliğe ve hücre ölümüne yol açtığı mekanizmalar henüz tam olarak açıklanamamıştır. Beyin hücreleri, nöronal iyon gradyanlarını ve sinyal iletimini sürdürmek için yüksek enerji taleplerinden ve ayrıca mitokondriyal kalsiyum homeostazisi, mitofajisi, mitokondriyal reaktif oksijen türlerinin üretimi ve mitokondriyal dinamiği süreçleri yoluyla nöronal sağlığa aracılık etmek için yüksek enerji taleplerinden dolayı mitokondriye spesifik olarak bağımlıdır. Bu işlemlerin bazıları bağımsız olarak nörodejenerasyondaki nöronal kayıp mekanizmasında yer almıştır. Üstelik, giderek artan bir şekilde, uygun nöronal fonksiyon ve sağkalım sağlamak için bu işlemlerin birbirine bağımlı olduğu ve mitokondri içinde etkileşime girdiği kabul edilmektedir.