Journal of Physiology and Biochemistry

, Volume 59, Issue 2, pp 129–141

Mitochondrial control of neuron death and its role in neurodegenerative disorders

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Abstract

Genetic or functional mitochondrial alterations can result in the initiation of cell death programs that are believed to contribute to cell death in diabetes, ageing and neurodegenerative disorders. Mitochondria are being considered the main link between cellular stress signals activated during acute and chronic nerve cell injury, and the execution of nerve cell death. This second function of mitochondria is regulated by several families of proteins that can trigger an increase in permeability of the outer and/or inner mitochondrial membrane. One example of this is the formation of the mitochondrial permeability transition pore (MPTP). This process can trigger the release of cell death-inducing factors from mitochondria, as well as a dissipation of the mitochondrial transmembrane potential, depletion of ATP, and increased free radical formation. Among the factors released from mitochondria are cytochrome c, the apoptosis inductor factor (AIF), and caspases. We review the role of the MPTP in diverse physiological and pathological processes, including neurodegenerative disorders such as Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). The design of drugs that could interfere with the functions of the MPTP could allow novel therapeutic approaches for the treatment of acute and chronic nerve cell injury.

Key words

Apoptosis Necrosis Apoptosome Caspase Permeability transition pore Mitochondria 

Control mitocondrial de la muerte neuronal y su papel en las enfermedades neurodegenerativas

Resumen

Las alteraciones mitocondriales, genéticas o funcionales, pueden dar lugar a iniciación de programas de muerte celular que han sido relacionados con patologías como diabetes, envejecimiento y alteraciones neurodegenerativas. La mitocondria está siendo considerada como el principal lugar de unión de las señales de estrés activadas en el daño neuronal, tanto agudo como crónico y en los procesos de ejecución de la muerte celular. Esta segunda función mitocondrial está regulada por varias familias de proteínas que conllevan a un incremento en la permeabilidad de las membranas mitocondriales externas y/o internas. Un ejemplo de estos procesos es la formación del poro de permeabilidad transitoria mitocondrial (MPTP). Este proceso puede deteminar la liberación de factores inductores de muerte cellular desde la mitocondria, así como la disipación del potencial de transmembranal mitocondrial, disminución de los niveles de ATP e incremento en la produción de radicales libres. Dentro de los factores liberados desde la mitocondria se encuentra el citocromo c, el factor inductor de apoptosis (AIF) y las caspasas. Se revisa en este trabajo el papel del MPTP en diversos procesos fisiológicos y patológicos, que incluyen enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer, de Parkinson y la esclerosis lateral amiotrófica (ALS). El diseño de fármacos que puedan interferir con las funciones del MPTP podrían permitir nuevas aproximaciones terapéuticas en el tratamiento del daño neuronal.

Palabras clave

Apoptosis Necrosis Apoptosoma Caspasa Poro de permeabilidad transitoria Mitocondria 

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Copyright information

© Universidad de Navarra 2003

Authors and Affiliations

  1. 1.Centro Regional de Investigaciones Biomédicas and Dpto. de Ciencias Médicas Facultad de MedicinaUniversidad de Castilla-La ManchaAlbaceteSpain
  2. 2.Department of PhysiologyRoyal College of SurgeonsDublin 2Ireland

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