Beta secretasi

Il Beta secretasi appartiene alla famiglia delle proteasi. È coinvolto nella formazione della beta amiloide, che assume compiti importanti nella trasmissione delle informazioni nel cervello. Allo stesso tempo, la beta secretasi e la beta amiloide svolgono un ruolo importante nello sviluppo della malattia di Alzheimer.

Cos'è la beta secretasi?

La beta secretasi appartiene al gruppo delle proteasi, che scindono le proteine ​​in determinati punti. Si trova nella membrana del reticolo endoplasmatico e dell'apparato di Golgi. Il loro centro attivo contiene due residui di aspartato.

Questo centro attivo si trova nell'area della membrana extra. La beta secretasi è anche nota come aspartato proteasi. Nella sua forma attiva è un dimero, oltre alla beta-secretasi ci sono anche alfa e gamma-secretasi. Tutte e tre le proteasi scompongono la proteina APP (proteina precursore dell'amiloide). I beta-amiloidi si formano durante la beta e la gamma secretasi. La funzione esatta di APP non è ancora nota. Tuttavia, le amiloidi sembrano svolgere un ruolo importante nella trasmissione delle informazioni. Ciò che è più noto, tuttavia, è che le beta amiloidi svolgono un ruolo importante nello sviluppo della malattia di Alzheimer. Possono essere depositati nel cervello come placche amiloidi.

Funzione, effetto e compiti

La funzione della beta secretasi è quella di scomporre la proteina APP in beta amiloidi. Esistono due beta-amiloidi conosciuti come beta-amiloide 40 e beta-amiloide 42. Sono creati con l'aiuto dei due enzimi beta-secretasi e gamma-secretasi. Le beta amiloidi hanno un effetto antimicrobico.

Allo stesso tempo, sono coinvolti nella costruzione delle guaine mieliniche delle fibre nervose. Tuttavia, le amiloidi sono anche neurotossiche. Formano le cosiddette placche amiloidi nel cervello, che possono portare al morbo di Alzheimer. Queste placche tossiche sorgono solo quando la proteina APP viene prima scissa dalla beta secretasi. Quando viene diviso dall'alfa secretasi, si formano proteine ​​idrosolubili che non formano placche. Tuttavia, una certa quantità di beta-amiloidi è necessaria per la trasmissione delle informazioni ai neuroni. La ricerca scientifica ha persino dimostrato che le beta amiloidi svolgono un ruolo centrale nella trasmissione delle informazioni nel cervello. Il meccanismo dei processi non è ancora sufficientemente noto.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

La beta secretasi è contenuta in ogni cellula del corpo come componente transmembrana nel reticolo endoplasmatico e nell'apparato di Golgi. Nel normale metabolismo, produce costantemente beta amiloidi scindendo APP per la difesa antimicrobica. I beta-amiloidi non vengono depositati lì. La maggior parte della proteina APP sporge dalla cellula. La parte più piccola è nella cella. È una cosiddetta molecola transmembrana.

Oltre alla beta-secretasi, l'alfa-secretasi divide anche la proteina APP in molecole più piccole, non amiloidi, che, tuttavia, sono solubili in acqua e non si depositano da nessuna parte. A differenza delle beta amiloidi, le proteine ​​formate dagli alfa amiloidi hanno proprietà neuroprotettive. Proteggono il cervello dalle placche neurotossiche. Quando la proteina APP viene divisa dalla beta secretasi, anche una parte idrosolubile viene scissa per prima. Quindi, come seconda fase, la molecola rimanente viene suddivisa dalla gamma secretasi in una beta amiloide e nel dominio intracellulare di APP.

Malattie e disturbi

Il ruolo della beta-secretasi in relazione allo sviluppo della malattia di Alzheimer è ben noto. Quando la concentrazione di beta amiloidi è aumentata, possono essere depositati come placche amiloidi nel cervello. Questo porta alla morte dei neuroni e quindi all'atrofia del cervello.

Il meccanismo con cui si sviluppano le placche senili non è ancora completamente compreso. I beta-amiloidi hanno importanti funzioni nell'organismo. In particolare, svolgono un ruolo centrale nell'elaborazione delle informazioni. Tuttavia, quando la loro concentrazione diventa troppo alta, si depositano come placche tra i neuroni. Esistono due percorsi concorrenti di scissione dell'APP precursore. L'APP è suddiviso in componenti idrosolubili mediante alfa secretasi o in beta amiloidi mediante beta e gamma secretasi. Entrambe le reazioni sono in equilibrio tra loro. Se questo equilibrio viene spostato a favore del secondo percorso di rottura, si sviluppa la malattia di Alzheimer.

Diverse mutazioni sono state scoperte per essere la causa. Tuttavia, nessuna mutazione che influisce sulla beta-secretasi gioca un ruolo. Tra le altre cose, un'APP geneticamente modificata può aumentare il rischio di malattia di Alzheimer. La proteina APP è codificata da un gene sul cromosoma 21. Una mutazione di questo gene può portare alla malattia di Alzheimer. La sindrome di Down ha anche una maggiore probabilità di sviluppare demenza basata sulle placche senili. La concentrazione della proteina APP è aumentata qui perché il cromosoma 21 è presente tre volte. Nel complesso, la causa della malattia non è ancora completamente compresa. Oltre ai fattori genetici, vengono discussi anche i processi infiammatori nel cervello, le infezioni da prioni, il diabete, i livelli elevati di colesterolo, i traumi e le influenze ambientali.

È stato suggerito che l'aumento delle concentrazioni di alluminio negli alimenti potrebbe causare l'Alzheimer. In definitiva, tuttavia, la condizione per la malattia è sempre la formazione di placche amiloidi senili da beta amiloidi. La malattia di Alzheimer è caratterizzata da un aumento della demenza. Le prestazioni cognitive diminuiscono e le attività quotidiane diventano sempre più difficili da affrontare.

Non è stato ancora possibile un trattamento curativo della malattia. Solo il processo patologico può essere rallentato. Attualmente si stanno compiendo sforzi per sviluppare i cosiddetti inibitori della beta-secretasi. Questi sono farmaci che dovrebbero inibire l'attività della beta secretasi al fine di fermare il processo patologico nella malattia di Alzheimer. Finora non ci sono inibitori della beta-secretasi sul mercato. Lo sviluppo del farmaco corrispondente è ancora in una fase iniziale. Secondo le stime generali, l'introduzione di un farmaco contro l'Alzheimer è prevista al più presto nel 2018.