Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑azure

Priony fizjologiczne

R9gsfBIG7T2Ee1
Schemat przedstawiający drugorzędową budowę prionu fizjologicznego.
Źródło: Ismail Jarmouni, wikipedia.org, licencja: CC BY-SA 4.0.

Priony fizjologiczne (PrPIndeks górny C, ang. cellular prion) są białkami naturalnie występującymi w organizmie człowieka i innych kręgowców, a nawet niektórych owadów i drożdży. Informacja na temat ich budowy kodowana jest w genie PRNP. Białko PrPIndeks górny C występuje głównie na powierzchni neuronów, komórek glejowych oraz leukocytach. Ich obecność stwierdzono również w komórkach wielu narządów m.in. serca, płuc, trzustki i żołądka. W prawidłowych komórkach pełnią one różnorodne funkcje biologiczne. Białko prionowe może jednak zmienić konformację i wtedy przekształca się w patologiczną formę „Sc” (PrPIndeks górny Sc).

bg‑azure

Struktura drugorzędowa prionów

Budowa przestrzenna PrPIndeks górny Sc (beta‑harmonijkabeta‑harmonijkabeta‑harmonijka) wpływa na jego właściwości. Liniowa struktura zwiększa odporność białka na działanie czynników fizykochemicznych m.in. uniemożliwia trawienie nieprawidłowo złożonego białka przez proteinazę K w lizosomach.

Struktura drugorzędowa PrPIndeks górny C głównie przyjmuje formę alfa‑helisyalfa‑helisaalfa‑helisy, która przypomina zwiniętą wstążkę. W wyniku mutacji genu PRNP w komórkach somatycznych konformacjakonformacjakonformacja tego białka ulega zmianie. Łańcuch aminokwasowy tworzy postać liniową, zwaną beta‑harmonijkąbeta‑harmonijkabeta‑harmonijką. Przewaga tej formy w budowie białka powoduje powstanie prionów patogennych (PrPIndeks górny Sc, ang. scrapie prion).

bg‑azure

Propagacja prionów

Rozwój chorób prionowych składa się z trzech faz.

bg‑cyan

I etap: Zakażenie i namnażanie

Zakażenie
  • zakażenie samorzutne: Opisany wcześniej mechanizm powstawania PrPIndeks górny Sc świadczy o tym, że priony w przeciwieństwie do wirusów czy bakterii, nie muszą wnikać do organizmu ze środowiska zewnętrznego, a mogą w nim powstawać.

  • dziedziczenie patogennych prionów: Pojawienie się mutacji w PRNP w komórkach rozrodczych, powoduje dziedziczenie tej mutacji przez potomstwo.

  • drogą pokarmową: Do zakażenia prionami może dojść również w wyniku spożycia zakażonego mięsa. Zakażenie zwierząt (krów) może nastąpić w przypadku żywienia zwierząt mączką mięsno‑kostnąmączka mięsno‑kostnamączką mięsno‑kostną.

  • zabiegi medyczne: Zakażenie prionami może nastąpić podczas zabiegów medycznych np. transplantacji rogówki czy przyjmowania hormonu wzrostu od zakażonego dawcy.

Namnażanie

W przypadku, gdy PrPIndeks górny Sc dostaną się do organizmu np. drogą pokarmową, przedostają się do tkanki limfatycznej. Następnie naczyniami limfatycznymi priony przedostają się do narządów i struktur limfatycznych (śledziony, węzłów chłonnych, migdałków), w których następuje ich replikacja. Proces ten polega na przyłączaniu się PrPIndeks górny Sc do PrPIndeks górny C wymuszając zmianę ich konformacji do formy patogennej.

bg‑cyan

II etap: migracja do ośrodkowego układu nerwowego (OUN)

Namnożone PrPIndeks górny Sc przedostają się do nerwów otaczających narządy i struktury układu limfatycznego, którymi docierają do mózgu i rdzenia kręgowego.

bg‑cyan

III etap: degeneracja układu nerwowego i śmierć organizmu.

Patogenne priony łączą się ze sobą tworząc agregaty w postaci włókien amyloidowych powodujących śmierć komórek nerwowych i rozwój choroby należącej do pasażowalnych encefalopatii gąbczastychpasażowalne encefalopatie gąbczastepasażowalnych encefalopatii gąbczastych.

Ważne!

Istnieją doniesienia o możliwości przeniknięcia PrPIndeks górny Sc przez skórę.

bg‑azure

Układ odpornościowy w walce z prionami

W przypadku zakażeń prionowych nie obserwuje się indukcji swoistych przeciwciał. Brak skutecznej reakcji układu odpornościowego prawdopodobnie związany jest z wysoką homologią PrPIndeks górny Sc w stosunku do PrPIndeks górny C. Co więcej, stopień homologii genów PRNP pomiędzy gatunkami odzwierciedla prawdopodobieństwo przekroczenia barier gatunkowych.

Słownik

alfa‑helisa
alfa‑helisa

struktura drugorzędowa, w której grupa karbonylowa (C=O) jednego aminokwasu łączy się za pomocą wiązania wodorowego z wodorem grupy aminowej (N‑H) aminokwasu. Połączenie to następuje co cztery aminokwasy łańcucha polipeptydowego.

beta‑harmonijka
beta‑harmonijka

struktura drugorzędowa, w której dwie części łańcucha polipeptydowego ustawiają się równolegle do siebie, tworząc strukturę liniową, grupa karbonylowa (C=O) jednego aminokwasu łączy się za pomocą wiązania wodorowego wodorem grupy aminowej (N‑H) aminokwasu, a grupy R znajdują się poniżej i powyżej struktury.

konformacja
konformacja

układ przestrzenny atomów w cząsteczce chemicznej.

mączka mięsno‑kostna
mączka mięsno‑kostna

produkt pochodzenia zwierzęcego otrzymywany w wyniku spalania odpadów rzeźnych, stosowany jako dodatek do pasz zwierząt gospodarskich, nie jest przeznaczona do spożycia przez ludzi.

pasażowalne encefalopatie gąbczaste
pasażowalne encefalopatie gąbczaste

choroby prionowe ludzi i zwierząt, spowodowane są nagromadzeniem w komórkach nerwowych nieprawidłowo pofałdowanych prionów, np. u ludzi – choroba Creutzfeldta‑Jakoba, śmiertelna bezsenność; u bydła - gąbczasta encefalopatia bydła – BSE