Autofagija: Mehanizam protiv starenja vašeg tijela

Sadržaj

• Prednosti
• Postupak
• Vrste
• Induciranje autofagije
• Povezani poremećaji

Autofagija je ključni proces koji održava stanice vašeg tijela u pravilnoj ravnoteži ili ono što nazivamo homeostazom. Popularna izreka o održivosti okoliša je "Smanjite, ponovno upotrijebite, reciklirajte". Na mnogo načina, autofagija je prirodni proces koji čini sve tri stvari za vaše tijelo. Izraz "autofagija" dolazi od latinske riječi koja znači "samojedanje". To je zato što proces autofagije razgrađuje dijelove vaših stanica kako bi ih reciklirao u stvaranju novih stanica.

Citoplazma se sastoji od tekućine unutar stanice (isključujući jezgru). Tijekom autofagije uklanja se i reciklira citoplazma i organele (male strukture sa specifičnim funkcijama). Ovaj postupak održava vaše tijelo u ravnoteži samo uklanjanjem stanica koje više ne funkcioniraju optimalno ili na odgovarajući način.

Iako autofagija pomaže održati tijelo u ravnoteži, postoje i poremećaji koji remete normalne procese autofagije, što dovodi do kroničnih bolesti. Neurodegenerativni poremećaji poput Parkinsonove bolesti genetski su povezani s povezanošću s disfunkcijom u autofagiji.

Prednosti

Autofagija ima važne učinke koji se javljaju i unutar stanice i izvan nje. Unutar stanice autofagija pomaže smanjiti oksidativni stres, povećati genomsku stabilnost (što pomaže u prevenciji raka), povećati bioenergetski metabolizam i povećati uklanjanje otpada.

Izvan stanice, autofagija pomaže smanjiti upalni odgovor, povećati neuroendokrinu homeostazu, povećati nadzor raka od strane imunološkog sustava i povećati eliminaciju starenja stanica.

Blagodati funkcija autofagije minimaliziraju rizik od bolesti, promiču vašu sposobnost starenja i u konačnici pomažu u povećanju vašeg životnog vijeka.

Postupak

Autofagiju obično pokreće stanično izgladnjivanje hranjivih sastojaka. Vjeruje se da inzulin suzbija autofagiju, dok glukagon može aktivirati proces.

Nakon jela vaše tijelo oslobađa inzulin, dok post uzrokuje oslobađanje glukagona jer se šećer u krvi u vašem tijelu počinje smanjivati. Glukagon signalizira vašem tijelu da koristi glikogen u jetri za povećanje šećera u krvi. Jednom kada se aktivira autofagija, proces se odvija u četiri koraka.

1. Sekvestracija: Tijekom ovog koraka dvije membrane (zvane fagofor) izdužuju se oko sebe i na kraju zatvaraju citoplazmu i organele koji će se kasnije razgraditi. Ova dvostruka membrana postaje organela poznata kao autofagosom. Tipično se odabire sadržaj koji je zahvatio autofagosom jer je u dometu. Međutim, autofagosomi mogu biti selektivni jer membrana može pokrenuti autofagiju kada postoji interakcija s određenim proteinima u stanici.
2. Prijevoz u lizozom: Autofagosomi se ne mogu izravno povezati s lizosomom, pa se on prvo stapa s posrednom strukturom koja se naziva endosom. Autofagosom koji je stopljen s endosomom sada se naziva amfizomom koji se lako može spojiti s lizosomom.
3. Razgradnja: To može započeti nakon što se dogodi fuzija s lizozomom. Spajanjem s amfisomom, lizozom oslobađa enzime (poznate kao hidrolaze) koji razgrađuju materijale koji su bili u izvornom autofagosomu. Ova struktura puna razgrađenog staničnog materijala danas je poznata ili kao autolizom ili autofagolizom.
4. Korištenje proizvoda razgradnje: To se može dogoditi nakon što se svi stanični materijali razgrade do aminokiselina. Nakon izvoza iz autolizosoma u staničnu tekućinu, aminokiseline se mogu ponovno upotrijebiti.

Četvrti i posljednji stupanj u konačnici je povezan s gladovanjem staničnih hranjivih sastojaka. Primjena proizvoda razgradnje u konačnici je potrebna za osiguravanje aminokiselina za glukoneogenezu (proces u kojem tijelo sintetizira glukozu iz nekarbohidratnih izvora). Aminokiseline služe kao izvor energije za ciklus trikarboksilnih kiselina (TCA) i te se aminokiseline mogu reciklirati u sintezu novih proteina.

Procesi autofagije su svi važni za održavanje ravnoteže ili homeostaze u tijelu. U bilo kojem trenutku, bilo koji jedan ili sva tri mogu se koristiti za zadovoljenje potreba tijela. Međutim, ti se procesi ne mogu dugoročno održavati kao podrška preživljavanju stanica u kroničnim uvjetima.

Vrste

Postoje tri vrste autofagije. Iako slični, svaki od njih ima različite značajke za razlikovanje svake vrste.

1. Makroautofagija odnosi se na gore opisani postupak autofagije. Ovaj je pojam sinonim za autofagiju.
2. Mikroautofagija sličan je autofagiji jer može progutati i razgraditi mnogo različitih struktura u stanici. Razlika u ovom procesu je u tome što on ne koristi fagofor za odvajanje staničnog sadržaja. Umjesto toga, lizozom uvlači stanični sadržaj i uvlači materijal oko svoje membrane da bi zatim razgradio sadržaj u aminokiseline za ponovnu upotrebu.
3. Autofagija posredovana chaperoneom je specifičnija metoda ciljanja proteina koji se razgrađuju. U tom procesu, proteini chaperone pomažu u translokaciji proteina kroz membranu lizosoma, gdje se mogu razgraditi u aminokiseline za ponovnu upotrebu.

Induciranje autofagije

Mnogo je istraživanja posvećenih metodama za aktiviranje autofagije zbog mnogih zdravstvenih blagodati, uključujući prevenciju raka i homeostatska svojstva u živčanom sustavu. Međutim, privlači mnoge ljude zbog svojstava protiv starenja i povećanih metaboličkih učinaka.

Farmaceutska istraživanja rastu kako bi se identificirali načini selektivne aktivacije autofagije određenim lijekovima. Konkretno, postoji farmaceutski interes za utvrđivanje načina za stimuliranje indukcije autofagije kako bi se pomoglo kod neurodegenerativnih poremećaja.

• Huntingtonova bolest: Istražuju se resveratrol, latrepirdin i litij kako bi se stimulirala autofagija kod pacijenata s Huntingtonovom bolešću.
• Alzheimerova bolest: Resveratrol, nilotinib, litij, latrepirdin, metformin, valproična kiselina, statini, nikotinamid i hidroksiklorokin mogu pomoći u poticanju autofagije kod Alzheimerove bolesti.
• Parkinsonova bolest: Nilotinib i statini mogu stimulirati autofagiju u Parkinsonove bolesti.
• Amiotrofična lateralna skleroza (ALS): Litij, tamoksifen i valproična kiselina mogu stimulirati autofagiju u bolesnika s ALS-om.

Svi gore navedeni lijekovi se istražuju i trenutno se ne preporučuju za upotrebu. Međutim, budućnost izazivanja autofagije u liječenju bolesti može obećavati.

Izvan lijekova, post ili s prekidima ili dulje vrijeme uzrokuje i autofagiju. To čini iscrpljujući stanične hranjive sastojke. Kako bi se održala stanična funkcija, autofagija se potiče da proizvodi aminokiseline koje više nisu prisutne.

Uz to, dijeta koja uključuje nizak unos ugljikohidrata uskraćuje tijelu lako dostupne šećere. Autofagija se aktivira kako bi sudjelovala u stvaranju aminokiselina. Aminokiseline se tada mogu koristiti za opskrbu energijom kroz glukoneogenezu i TCA ciklus jer ugljikohidrati nisu dostupni. Prije nego počnete s bilo kojom dijetom, trebate se posavjetovati sa svojim liječnikom kako biste osigurali svoju sigurnost i pravilnu prehranu.

Povezani poremećaji

Geni povezani s autofagijom (ATG) prvi su put identificirani 1990-ih. Od tada su disfunkcionalni geni povezani s poremećajima povezanim s abnormalnom funkcijom autofagije u tijelu.

• Statička encefalopatija djetinjstva s neurodegeneracijom u odrasloj dobi (SENDA) bio je prvi neurodegenerativni poremećaj koji je identificiran u vezi s disfunkcijom autofagije. To je postalo važno u prepoznavanju uloge autofagije u potencijalnom liječenju drugih neurodegenerativnih poremećaja terapijama usmjerenim na autofagiju. Gen povezan sa SENDA utječe na stvaranje autofagosoma. Iako je utvrđena povezanost, nije utvrđeno kako se disfunkcija autofagije odnosi na nakupljanje željeza u mozgu.
• Vici sindrom je progresivni neurodegenerativni poremećaj koji je recesivni gen (što znači da i otac i majka moraju prenijeti gen da bi dijete imalo taj poremećaj). Povezani gen utječe na to kako autofagosomi sazrijevaju i razgrađuju se.
• Nasljedna spastička parapareza je još jedan recesivni poremećaj gena koji je neurodegenerativne prirode i utječe na donje udove. Iako uloga autofagije u poremećaju nije dobro razumjena, utvrđeno je da ona narušava stvaranje autofagosoma, kao i da spaja autofagozom s lizosomom.
• Parkinsonova bolest je neurodegenerativni poremećaj i na njega se utječe drugačije od ostalih poremećaja. U ovom slučaju se vjeruje da pridruženi gen uzrokuje selektivnu razgradnju mitohondrija (stanična struktura povezana s generiranjem energije) autofagijom, koja se obično naziva mitofagija.
• Crohnova bolest razlikuje se od ostalih navedenih poremećaja jer je upalni poremećaj crijeva. Poznato je nekoliko gena koji utječu na autofagiju jer se ona odnosi na Crohnovu bolest; međutim, ti isti geni povezani su i s mnogim drugim procesima. Stoga nije jasno je li Crohnova bolest poremećaj povezan s autofagijom i bi li terapije ciljane na autofagiju bile izvedive mogućnosti liječenja.
• Rak razlikuje se od ostalih poremećaja jer autofagija nije genetski povezana, već je pokazala koristi i rizike povezane s njom. Autofagija ima stanična zaštitna svojstva da pokuša spriječiti nastanak karcinoma. Međutim, nakon što se tumor utvrdi, vjeruje se da autofagija pokazuje ista zaštitna svojstva, ali za stanice karcinoma. Drugim riječima, nakon što se tumor utvrdi, autofagija pomaže da se tumor ne uništi normalnim procesima koje vaše tijelo mora boriti protiv raka.

Za razliku od terapija koje ciljaju induciranje autofagije za neke poremećaje, kod raka, terapije koje se istražuju ciljaju na inhibiciju autofagije.

Ciljanjem na inhibiciju autofagije kod pacijenata s karcinomom uklonila bi se zaštitna svojstva protiv tumora za koja se vjeruje da su autofagiju utvrdila u raku. Terapije koje se istražuju ciljaju na dio lizosoma u procesu autofagije i uključuju lijekove klorokin i hidroksiklorokin.

Riječ iz vrlo dobrog

Autofagija je prirodni proces vašeg tijela kojim ono "reciklira" stanice i održava homeostazu. Njegove prednosti uključuju upravljanje upalnim odgovorima, kao i sve veći nadzor raka. Međutim, kada autofagija ne funkcionira pravilno u tijelu, povezana je s raznim poremećajima poput Parkinsonove bolesti. Iako autofagija može zaštititi od raka, u određenim slučajevima može zapravo zaštititi stanice karcinoma nakon što se uspostave u tijelu.

Prvi novi lijek protiv Parkinsonove bolesti u posljednjih 10 godina

• Udio
• Flip
• E-mail
• Tekst