Mitochondrial proteomic profile of complex IV deficiency fibroblasts: rearrangement of oxidative phosphorylation complex/supercomplex and other metabolic pathways / Perfil proteómico mitocondrial de los fibroblastos con deficiencia del complejo IV: reordenamiento del complejo/supercomplejo de la fosforilación oxidativa y otras vías metabólicas

Abstract: Background: Mitochondriopathies are multisystem diseases affecting the oxidative phosphorylation (OXPHOS) system. Skin fibroblasts are a good model for the study of these diseases. Fibroblasts with a complex IV mitochondriopathy were used to determine the molecular mechanism and the main affected functions in this disease. Methods: Skin fibroblast were grown to assure disease phenotype. Mitochondria were isolated from these cells and their proteome extracted for protein identification. Identified proteins were validated with the MitoMiner database. Results: Disease phenotype was corroborated on skin fibroblasts, which presented a complex IV defect. The mitochondrial proteome of these cells showed that the most affected proteins belonged to the OXPHOS system, mainly to the complexes that form supercomplexes or respirosomes (I, III, IV, and V). Defects in complex IV seemed to be due to assembly issues, which might prevent supercomplexes formation and efficient substrate channeling. It was also found that this mitochondriopathy affects other processes that are related to DNA genetic information flow (replication, transcription, and translation) as well as beta oxidation and tricarboxylic acid cycle. Conclusions: These data, as a whole, could be used for the better stratification of these diseases, as well as to optimize management and treatment options.

Resumen: Introducción: Las mitocondriopatías son enfermedades multisistémicas que afectan el funcionamiento de la fosforilación oxidativa (OXPHOS). Un buen modelo de estudio para estas enfermedades es el cultivo primario de fibroblastos. En este trabajo se utilizaron fibroblastos con mitocondriopatía del complejo IV para determinar cuáles son las principales funciones afectadas en esta enfermedad. Métodos: Se realizaron cultivos primarios de fibroblastos para corroborar el fenotipo de la enfermedad. Las mitocondrias se aislaron de estas células y se extrajo su proteoma para su identificación. Las proteínas identificadas se validaron con la base de datos de MitoMiner. Resultados: Los fibroblastos conservaron el fenotipo de la enfermedad que incluye un defecto del complejo IV. El proteoma mitocondrial de estas células mostró que las proteínas más afectadas pertenecen al sistema de OXPHOS, principalmente los complejos que forman supercomplejos o respirosomas (I, III, IV y V). El defecto en el complejo IV al parecer se debió a problemas de ensamblaje que pueden evitar la formación de los supercomplejos y la eficiente canalización de sustratos. También se observó que esta mitocondriopatía afecta otros procesos relacionados con el flujo de información genética del DNA (replicación, transcripción y traducción), así como con la beta oxidación y el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA). Conclusiones: En conjunto, estos datos podrían utilizarse para una mejor clasificación de estas enfermedades, así como para la optimización de las opciones de manejo y tratamiento.

Pediatric Obesity and Non-alcoholic Fatty Liver Disease: Is It Real Problematic? / 대한소화기학회지

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Metabolism and brain cancer

Cellular energy metabolism is one of the main processes affected during the transition from normal to cancer cells, and it is a crucial determinant of cell proliferation or cell death. As a support for rapid proliferation, cancer cells choose to use glycolysis even in the presence of oxygen (Warburg effect) to fuel macromolecules for the synthesis of nucleotides, fatty acids, and amino acids for the accelerated mitosis, rather than fuel the tricarboxylic acid cycle and oxidative phosphorylation. Mitochondria biogenesis is also reprogrammed in cancer cells, and the destiny of those cells is determined by the balance between energy and macromolecule supplies, and the efficiency of buffering of the cumulative radical oxygen species. In glioblastoma, the most frequent and malignant adult brain tumor, a metabolic shift toward aerobic glycolysis is observed, with regulation by well known genes as integrants of oncogenic pathways such as phosphoinositide 3-kinase/protein kinase, MYC, and hypoxia regulated gene as hypoxia induced factor 1. The expression profile of a set of genes coding for glycolysis and the tricarboxylic acid cycle in glioblastoma cases confirms this metabolic switch. An understanding of how the main metabolic pathways are modified by cancer cells and the interactions between oncogenes and tumor suppressor genes with these pathways may enlighten new strategies in cancer therapy. In the present review, the main metabolic pathways are compared in normal and cancer cells, and key regulations by the main oncogenes and tumor suppressor genes are discussed. Potential therapeutic targets of the cancer energetic metabolism are enumerated, highlighting the astrocytomas, the most common brain cancer.

Vision global del ciclo de Krebs: importancia clinica y metabolica / Global vision of Krebs cicle

Hans Krebs se dedicó a investigar el metabolismo celular, demostrando la naturaleza cíclica de los procesos celulares; obtuvo el Premio Nobel de Medicina en 1953. El ciclo de Krebs se trata de una serie de reacciones químicas cuyo resultado es la generación de energía. Todos los alimentos energéticos (carbohidratos, grasas y proteínas) pueden ser oxidados en la célula y liberar grandes cantidades de energía. Todos nuestros procesos fisiológicos necesitan energía para funcionar y prácticamente todos estos mecanismos fisiológicos la obtienen directamente del Adenosintrifosfato (ATP). Esto motiva a que conozcamos detalladamente qué ocurre con los nutrimentos cada vez que demos apoyo

El manejo del Ca²+ intracelular por la célula muscular lisa del útero en la rata grávida a término a la que se le hace neuroectomía pélvica / The management of the intracellular Ca²+ through the uterine smooth muscle cell in the pregnant rat at term that suffers a pelvic neurectomy

El músculo liso uterino puede activarse mediante la aplicación de oxitocina y acetilcolina por el aumento del calcio intracelular liberado de los depósitos intracelulares. La neurectomía pélvica (NP) en la rata no interfiere con el embarazo pero ocasiona distocia; en ésta podría estar involucrado dicho manejo del calcio intracelular. Se registró la actividad mecánica de las capas longitudinal y circular del miometrio grávido a término de la rata con inervación intacta (CLI y CCI) y con NP (CLP y CCP) y de la primera capa pero de la rata no grávida (CLNG). La administración de oxitocina a las preparaciones: CLI, CCI, CLP y CCP en Kreps conteniendo alto potasio, bajo calcio y EGTA ocasionaron contracción en las dos primeras (25 y 24mN, respectivamente), mientras que las desnervadas, algunas no reaccionaron, pero otras sí y en éstas, la reacción siempre fue menor (33 por ciento) que las correspondientes a la CLNG (50 por ciento) y a la CLI, siendo máximas en la última (100 por ciento). Estos datos preliminares sugieren que la NP ocasiona disfunción en el manejo del calcio intracelular del músculo liso uterino, de la rata grávida a término y probablemente es un factor para la distocia en la rata con NP