Biología celular y del desarrollo
Acceso abierto

abstracto

Disfunción mitocondrial y mitofagia en enfermedades neurodegenerativas

Kao LP y Wolvetang EJ

Las mitocondrias son fundamentales para proporcionar energía para el desarrollo neuronal. Proporcionan la mayor parte de la energía intracelular y realizan funciones metabólicas importantes, como el ciclo de Krebs. Las mitocondrias contienen su propio ADN mitocondrial en forma circular, similar a los genomas bacterianos. Los genomas mitocondriales codifican varios genes esenciales de la maquinaria respiratoria eucariótica, pero la mayoría de los componentes de la maquinaria respiratoria y los factores que controlan la biogénesis mitocondrial están codificados en el núcleo. Las mitocondrias y el núcleo cooperan y se comunican a través de señales retrógradas, como el suministro de energía y la señalización redox. Esta comunicación mal entendida es esencial para equilibrar la producción y la demanda de energía intracelular. Las mutaciones mitocondriales podrían provocar disfunciones en la producción de ATP, la homeostasis del calcio, la generación de especies reactivas de oxígeno y la señalización apoptótica. Por lo tanto, la disfunción mitocondrial se ha informado y discutido como parte de las etiologías neurodegenerativas. No hay duda de que la disfunción mitocondrial, la dinámica mitocondrial anormal y la degradación mitofágica ocurren en enfermedades neurodegenerativas. El recambio mitocondrial mantiene la homeostasis celular al eliminar las mitocondrias defectuosas a través de una forma específica de autofagia, una respuesta eucariota conservada evolutivamente a las condiciones de estrés mediante la cual los contenidos de los lisosomas se utilizan para descomponer las proteínas y los orgánulos citoplasmáticos. Tanto el número de ‘saludable’ y ‘mutado’ las mitocondrias podrían aumentar o disminuir por fusión y fisión. La captación selectiva de mitocondrias por autofagosomas se denomina mitofagia. Los eventos mitofágicos son procesos altamente selectivos controlados por el estrés oxidativo y van acompañados de pérdida del potencial de membrana y la subsiguiente degradación mitocondrial. Esta revisión analiza el papel de las mitocondrias en las enfermedades neurodegenerativas. Esta revisión también explora la conexión entre la neurodegeneración y la mitofagia, un proceso autofágico altamente selectivo de degradación mitocondrial inducida por el estrés oxidativo. Se discutirá más a fondo el papel de los procesos de fusión y fisión en el mantenimiento de la homeostasis.