Plegamiento de proteínas y enfermedad neurológica

A menudo pensamos que las proteínas son nutrientes que se encuentran en los alimentos que comemos y el componente principal de los músculos, sin embargo, las proteínas son moléculas microscópicas ubicadas dentro de las células que en realidad realizan una variedad de funciones fundamentales. La función de una proteína depende de su forma, y ​​cuando la formación de proteínas falla, las proteínas deformes resultantes pueden causar numerosos problemas de salud, como cuando las proteínas descuidan sus funciones esenciales o cuando forman un desorden pegajoso y grumoso dentro de las células. La formación de proteínas es un procedimiento propenso a errores y los errores en el camino se han asociado con enfermedades neurológicas. UN 

 

Hay aproximadamente 20,000 100,000 a más de XNUMX XNUMX tipos únicos de proteínas que se encuentran dentro de una célula humana común. ¿Porqué tantos? Las proteínas son los caballos de batalla de la célula humana. Por ejemplo, muchas de estas proteínas son estructurales y otorgan rigidez a las neuronas delgadas o al tejido muscular. Otras proteínas los transportan a nuevos lugares y se unen a moléculas específicas y otros catalizan respuestas. Una propiedad de las proteínas es posible a través de la diversidad y especificidad en su papel cuando se pliegan. UN 

 

Por qué las proteínas se pliegan en una forma funcional

 

Una proteína generalmente comienza en la célula como una larga cadena de unos 300 componentes básicos conocidos como aminoácidos. Hay 22 tipos diferentes de aminoácidos y su orden decide qué cadena de proteína se plegará sobre sí misma. Después del plegado, generalmente se formarán dos tipos de estructuras. Varias regiones de la cadena de proteínas se enrollan en formaciones similares a slinky conocidas como "hélices alfa", mientras que otras regiones se pliegan en patrones en zigzag conocidos como "hojas beta", que se asemejan a los pliegues de un abanico de papel. UN 

 

Ambas estructuras pueden interactuar para formar estructuras complejas. En una estructura de proteína, muchas láminas beta se enrollan para formar un tubo hueco. El tubo también es generalmente corto donde la estructura general se asemeja a serpientes (hélices alfa) que emergen de una lata (tubo de hoja beta). Además, varias otras estructuras de proteínas con nombres descriptivos incluyen el "beta-barril", la "beta-hélice", la "herradura alfa/beta", así como el "pliegue de gelatina". UN 

 

Estas estructuras intrincadas permiten que las proteínas realicen su variedad de funciones en la célula. La proteína "serpientes en una lata", cuando se incrusta en una membrana celular, crea un tubo que permite el tráfico dentro y fuera de las células. Otras proteínas forman contornos con bolsillos conocidos como "sitios activos" que tienen una forma perfecta para unirse a una determinada molécula como un candado y una llave. Al doblarse en diferentes formas, las proteínas pueden realizar diferentes funciones. Para hacer una analogía, todos los vehículos están hechos de acero, mientras que un autobús, un camión volquete, una grúa o un Zamboni están diseñados para realizar sus propias tareas, pero las carreras las gana la forma resbaladiza de un auto de carreras. UN 

 

Por qué a veces falla el plegamiento de proteínas

 

El plegamiento de proteínas finalmente permite que una proteína tome una forma funcional, sin embargo, es un procedimiento complicado que a veces puede fallar. Según estudios de investigación, el plegamiento de proteínas puede salir mal debido a tres razones principales: 

 

1. Una persona puede tener una mutación que afecta a un aminoácido en la cadena de proteínas, lo que dificulta que una proteína específica localice su pliegue preferido o estado "nativo". Así es para las mutaciones, como las que contribuyen a la fibrosis quística o la anemia falciforme. Estas mutaciones se encuentran en la secuencia de ADN o "gen" que codifica una proteína especial. Por lo tanto, este tipo de mutaciones hereditarias afectan solo esa proteína y su función relacionada.
2. Por otro lado, la falla de plegamiento de proteínas puede verse como un procedimiento continuo y mucho más general que afecta a varias proteínas. Cuando se hacen proteínas, la estructura que lee las instrucciones del ADN para producir las largas cadenas de aminoácidos puede cometer errores. Los investigadores estiman que el ribosoma comete errores en 1 en cada proteína 7. Estos errores pueden hacer que las proteínas que, como resultado, estén inclinadas a continuar plegándose de manera incorrecta.
3. A pesar de que una cadena de aminoácidos no tiene mutaciones ni errores, es posible que no alcance su forma plegada preferida porque las proteínas no se pliegan correctamente el 100 por ciento de su tiempo. El plegamiento de proteínas se vuelve mucho más difícil si las condiciones en la célula cambian debido a factores externos como la temperatura y la acidez.

 

Un colapso en el plegamiento de proteínas puede causar una variedad de enfermedades neurológicas y los investigadores plantean la hipótesis de que muchos problemas de salud están asociados con problemas de plegamiento. Hay dos problemas que existen en las células que no se pliegan correctamente. UN 

 

Un tipo de problema, conocido como "pérdida de función", se produce cuando no se pliega correctamente una cantidad suficiente de una proteína en particular, lo que provoca la falta de "funciones especializadas" necesarias para desempeñar un papel particularmente importante. Por ejemplo, imagine que una proteína plegada correctamente tiene la forma de unirse a una toxina y dividirla en compuestos nocivos. Sin suficiente cantidad de esa proteína accesible, la toxina se acumulará a niveles dañinos. En otro caso, una proteína puede ser responsable de metabolizar el azúcar que luego puede ser utilizada por la célula para obtener energía. La célula crecerá debido a la falta de energía si no hay suficiente cantidad de esta proteína disponible. La razón por la que la célula se enferma, en estos casos, es por la falta de una proteína funcional plegada en particular. La fibrosis quística, la enfermedad de Tay-Sachs, el síndrome de Marfan y algunos tipos de cáncer son ejemplos de problemas de salud que resultan cuando un tipo de proteína no puede desempeñar su función. ¿Quién sabía que un tipo de proteína entre miles puede ser tan importante? UN 

 

El plegamiento de proteínas también puede afectar la salud y el bienestar general de la célula, independientemente de la utilización de la proteína. Cuando las proteínas no logran plegarse a su estado funcional, las proteínas mal plegadas resultantes podrían distorsionarse en formas que son dañinas para el entorno celular abarrotado. La mayoría de las proteínas tienen aminoácidos pegajosos que "odian el agua" que entierran en lo profundo de su propio núcleo. Las proteínas mal plegadas utilizan estas partes en su exterior, como un caramelo cubierto de chocolate que se ha triturado para revelar un centro pegajoso. Estas proteínas mal plegadas comúnmente se unen para formar grupos conocidos como "agregados". Los investigadores descubrieron que la acumulación de proteínas mal plegadas juega un papel fundamental en varias enfermedades neurológicas, incluidas la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Huntington y la enfermedad de Lou Gehrig (ALS), sin embargo, los investigadores todavía están trabajando para descubrir exactamente cómo estas moléculas mal plegadas afectan el bienestar de las células. UN 

 

Una proteína mal plegada finalmente se destaca entre el resto y merece especial atención. La proteína "prion" en la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, también conocida como enfermedad de las vacas locas, es una ilustración de una proteína mal plegada que se ha vuelto rebelde. Esta proteína no se pliega simplemente de manera irreversible, sino que también transforma otras proteínas funcionales en una condición retorcida similar. UN 

 

Cómo las células protegen de las proteínas mal plegadas

 

Estudios de investigación recientes han demostrado que el plegamiento incorrecto de proteínas a menudo ocurre dentro de las células. Afortunadamente, las células también cuentan con muchos sistemas y están acostumbradas a hacer frente a este problema replegando o destruyendo formaciones de proteínas aberrantes. Conocidas apropiadamente como chaperonas, estas estructuras acompañan a las proteínas durante todo el proceso de plegamiento, mejorando las probabilidades de que una proteína se pliegue correctamente e incluso permitiendo que varias proteínas mal plegadas tengan la oportunidad de replegarse. Las chaperonas son proteínas en sí mismas. Hay muchos tipos distintos de acompañantes. Unas pocas chaperonas proporcionan seguridad a las proteínas, aisladas de otras moléculas. La producción de muchas chaperonas se fomenta cuando una célula se encuentra con altas temperaturas u otros estados que, en última instancia, pueden dificultar el plegamiento de las proteínas, por lo tanto, estas chaperonas reciben el alias de "proteínas de choque térmico". UN 

 

La siguiente línea de defensa celular contra las proteínas mal plegadas se conoce como proteasoma. Si las proteínas mal plegadas permanecen en la célula, serán objeto de destrucción por parte de esta estructura, que mastica las proteínas y las escupe. El proteasoma es similar a un centro, lo que permite que la célula reutilice los aminoácidos para crear proteínas. El proteasoma en sí no es una sola proteína sino muchas que actúan colectivamente. Las proteínas interactúan con frecuencia para formar estructuras más grandes. Por ejemplo, la cola de un espermatozoide humano es una estructura hecha de varios tipos de proteínas que trabajan juntas para producir un motor rotatorio que impulsa el esperma. UN 

 

Resumen de plegamiento y plegamiento de proteínas

 

¿Por qué algunas proteínas mal plegadas pueden evadir sistemas como los chaperones y el proteasoma? ¿Cómo pueden las enfermedades neurológicas mencionadas anteriormente ser causadas por proteínas pegajosas mal plegadas? ¿Algunas proteínas se pliegan mal con más frecuencia que otras? Estas preguntas están a la vanguardia de los estudios de investigación que buscan comprender los problemas de salud que en última instancia resultan si el pliegue de la proteína sale mal, así como la biología de la proteína. El amplio mundo de las proteínas, utilizando su gran variedad de formas, otorga a las células capacidades que permiten que la vida exista y permita su diversidad (por ejemplo, las diferencias entre las células del ojo, la piel, los pulmones o el corazón, y también las diferencias entre especies) . Pero tal vez esta sea una de las muchas razones por las que la palabra "proteína" proviene de la palabra griega "protas", que significa "de importancia principal" y, de hecho, parece serlo. UN 

 

El plegamiento de proteínas es un proceso fisicoquímico complejo por el cual una proteína se "pliega" o asume una forma funcional para poder realizar su función biológica. Las proteínas son nutrientes que obtenemos de los alimentos que comemos y se consideran uno de los principales componentes de los músculos, sin embargo, las proteínas desempeñan una amplia variedad de funciones fundamentales en el cuerpo humano. Según los estudios de investigación, el plegamiento de proteínas puede causar una variedad de problemas de salud, incluidas las enfermedades neurológicas. - Dr. Alex Jimenez DC, CCST Insight

 

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Dieta y ejercicio para enfermedades neurológicas

 

 

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El propósito del artículo anterior es describir el plegamiento de proteínas y cómo se asocia con enfermedades neurológicas. Las enfermedades neurológicas están asociadas con el cerebro, la columna vertebral y los nervios. El alcance de nuestra información se limita a cuestiones de salud quiropráctica, musculoesquelética y nerviosa, así como a artículos, temas y debates sobre medicina funcional. Para seguir discutiendo el tema anterior, no dude en preguntarle al Dr. Alex Jiménez o contáctenos en 915-850-0900 . UNA 

 

Curada por el Dr. Alex Jimenez  

 

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Discusión de tema adicional: dolor crónico

 

El dolor repentino es una respuesta natural del sistema nervioso que ayuda a demostrar posibles lesiones. A modo de ejemplo, las señales de dolor viajan desde una región lesionada a través de los nervios y la médula espinal hasta el cerebro. El dolor generalmente es menos intenso a medida que la lesión se cura, sin embargo, el dolor crónico es diferente al tipo promedio de dolor. Con dolor crónico, el cuerpo humano continuará enviando señales de dolor al cerebro, independientemente de si la lesión se ha curado. El dolor crónico puede durar varias semanas o incluso varios años. El dolor crónico puede afectar enormemente la movilidad de un paciente y puede reducir la flexibilidad, la fuerza y ​​la resistencia.

 

 

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