De Beta secretase behoort tot de proteasefamilie. Het is betrokken bij de vorming van bèta-amyloïde, dat belangrijke taken op zich neemt bij de overdracht van informatie in de hersenen. Tegelijkertijd spelen bèta-secretase en bèta-amyloïde een belangrijke rol bij het ontstaan van de ziekte van Alzheimer.
Wat is Beta Secretase?
Beta-secretase behoort tot de groep proteasen, die op bepaalde punten eiwitten splitsen. Het bevindt zich in het membraan van het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-apparaat. Hun actieve centrum bevat twee aspartaatresten.
Dit actieve centrum bevindt zich in het extra membraangebied. Beta-secretase is ook bekend als aspartaatprotease. In zijn actieve vorm is het een dimeer, naast bèta-secretase zijn er ook alfa- en gamma-secretase. Alle drie de proteasen breken het eiwit APP (amyloïde voorlopereiwit) af. Beta-amyloïden worden gevormd tijdens bèta- en gamma-secretase. De exacte functie van APP is nog niet bekend. De amyloïden lijken echter een belangrijke rol te spelen bij de overdracht van informatie. Beter bekend is echter dat bèta-amyloïden een belangrijke rol spelen bij het ontstaan van de ziekte van Alzheimer. Ze kunnen in de hersenen worden afgezet als amyloïde plaques.
Functie, effect en taken
De functie van bèta-secretase is om het eiwit APP af te breken in bèta-amyloïden. Er zijn twee bèta-amyloïden bekend als amyloïde-bèta 40 en amyloïde-bèta 42. Ze worden gemaakt met behulp van de twee enzymen bèta-secretase en gamma-secretase. De bèta-amyloïden hebben een antimicrobiële werking.
Tegelijkertijd zijn ze betrokken bij de opbouw van de myeline-omhulsels van de zenuwvezels. De amyloïden zijn echter ook neurotoxisch. Ze vormen zogenaamde amyloïde plaques in de hersenen, die kunnen leiden tot de ziekte van Alzheimer. Deze toxische plaques ontstaan alleen wanneer het eiwit APP voor het eerst wordt gesplitst door bèta-secretase. Bij splitsing door alfa-secretase worden in water oplosbare eiwitten gevormd die geen plaques vormen. Er is echter een bepaalde hoeveelheid bèta-amyloïden nodig voor de overdracht van informatie naar de neuronen. Wetenschappelijk onderzoek heeft zelfs aangetoond dat bèta-amyloïden een centrale rol spelen bij de overdracht van informatie in de hersenen. Het mechanisme van de processen is nog niet voldoende bekend.
Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
Beta-secretase zit in elke lichaamscel als een transmembraancomponent in het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-apparaat. Bij normaal metabolisme produceert het constant bèta-amyloïden door APP te splitsen voor antimicrobiële verdediging. De bèta-amyloïden worden daar niet afgezet. Het grootste deel van het eiwit APP steekt uit de cel. Het kleinere deel is in de cel. Het is een zogenaamd transmembraanmolecuul.
Naast bèta-secretase splitst alfa-secretase het eiwit APP ook in kleinere, niet-amyloïde moleculen, die echter in water oplosbaar zijn en nergens worden afgezet. In tegenstelling tot de bèta-amyloïden hebben de eiwitten die door alfa-amyloïden worden gevormd, neuroprotectieve eigenschappen. Ze beschermen de hersenen tegen neurotoxische plaques. Wanneer het eiwit APP wordt gesplitst door bèta-secretase, wordt ook eerst een in water oplosbaar deel afgesplitst. Vervolgens wordt als tweede stap het resterende molecuul door gamma-secretase gesplitst in een bèta-amyloïde en in het intracellulaire domein van APP.
Ziekten en aandoeningen
De rol van bèta-secretase bij de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer is algemeen bekend. Wanneer de concentratie van bèta-amyloïden wordt verhoogd, kunnen ze als amyloïde plaques in de hersenen worden afgezet. Dit leidt tot de dood van neuronen en dus tot atrofie van de hersenen.
Het mechanisme waardoor seniele plaques ontstaan, is nog niet volledig begrepen. Beta-amyloïden hebben belangrijke functies in het organisme. Ze spelen met name een centrale rol bij de informatieverwerking. Wanneer hun concentratie echter te hoog wordt, zetten ze zich neer als plaques tussen de neuronen. Er zijn twee concurrerende splitsingspaden van de precursor APP. APP wordt ofwel afgebroken tot in water oplosbare componenten door alfa-secretase of in bèta-amyloïden door bèta- en gammasecretase. Beide reacties zijn met elkaar in evenwicht. Als dit evenwicht wordt verschoven ten gunste van het tweede afbraakpad, ontstaat de ziekte van Alzheimer.
Er werden verschillende mutaties ontdekt die de oorzaak waren. Mutaties die bèta-secretase beïnvloeden, spelen echter geen rol. Een genetisch gemodificeerde APP kan onder meer het risico op de ziekte van Alzheimer vergroten. Het eiwit APP wordt gecodeerd door een gen op chromosoom 21. Een mutatie van dit gen kan leiden tot de ziekte van Alzheimer. Het syndroom van Down heeft ook een verhoogde kans op het ontwikkelen van dementie op basis van seniele plaques. De concentratie van het eiwit APP wordt hier verhoogd doordat chromosoom 21 driemaal aanwezig is. Over het algemeen is de oorzaak van de ziekte nog niet helemaal duidelijk. Naast genetische factoren komen ook ontstekingsprocessen in de hersenen, infecties met prionen, diabetes, hoog cholesterolgehalte, trauma en omgevingsinvloeden aan bod.
Er is gesuggereerd dat verhoogde aluminiumconcentraties in voedsel de ziekte van Alzheimer kunnen veroorzaken. Uiteindelijk is de aandoening echter altijd de vorming van seniele amyloïde plaques uit bèta-amyloïden. De ziekte van Alzheimer wordt gekenmerkt door toenemende dementie. Cognitieve prestaties nemen af en dagelijkse activiteiten worden steeds moeilijker om mee om te gaan.
Een genezende behandeling van de ziekte was nog niet mogelijk. Alleen het ziekteproces kan worden vertraagd. Momenteel wordt er gewerkt aan de ontwikkeling van zogenaamde bèta-secretaseremmers. Dit zijn medicijnen waarvan wordt aangenomen dat ze de activiteit van bèta-secretase remmen om het ziekteproces bij de ziekte van Alzheimer te stoppen. Tot dusver zijn er geen bèta-secretaseremmers op de markt. De bijbehorende medicijnontwikkeling bevindt zich nog in een vroeg stadium. Volgens algemene schattingen wordt de introductie van een medicijn tegen de ziekte van Alzheimer op zijn vroegst vanaf 2018 verwacht.
.jpg)
.jpg)
