Tartalom
Az autofágia kulcsfontosságú folyamat, amely megfelelő egyensúlyban tartja testének sejtjeit, vagy amit homeosztázisnak nevezünk. A környezet fenntarthatóságáról szóló népszerű mondás: "Csökkentés, újrafelhasználás, újrafeldolgozás". Az autofágia sok szempontból az a természetes folyamat, amely mindhárom dolgot megteszi a tested érdekében. Az "autofágia" kifejezés a latin szóból származik, ami "önevést" jelent. Az autofágia folyamata ugyanis lebontja sejtjeinek egyes részeit annak érdekében, hogy újrafeldolgozza őket új sejtek létrehozásában.A citoplazma a sejt belsejében lévő folyadékból áll (a mag kivételével). Az autofágia során a citoplazmát és az organellákat (sajátos funkciójú kis struktúrák) eltávolítják és újrafeldolgozzák. Ez a folyamat egyensúlyban tartja a testet azáltal, hogy önállóan eltávolítja azokat a sejteket, amelyek már nem működnek optimálisan vagy megfelelően.
Míg az autofágia segít fenntartani testét egyensúlyban, vannak olyan rendellenességek is, amelyek megzavarják az autofágia normális folyamatait, ami krónikus betegséghez vezet. A neurodegeneratív rendellenességek, mint például a Parkinson-kór, genetikai összefüggéseket mutatnak az autofágia diszfunkciójával.
Előnyök
Az autofágia fontos hatásokkal rendelkezik, amelyek mind a sejten belül, mind a sejten kívül jelentkeznek. A sejten belül az autofágia segít csökkenteni az oxidatív stresszt, növeli a genomi stabilitást (ami elősegíti a rák megelőzését), növeli a bioenergetikus anyagcserét és fokozza a hulladék eltávolítását.
A sejten kívül az autofágia segít csökkenteni a gyulladásos reakciót, fokozza a neuroendokrin homeosztázist, fokozza az immunrendszer rákfelügyeletét, és fokozza az öregedő sejtek eliminációját.
Az autofágia funkcióinak előnyei minimalizálják a betegségek kockázatát, elősegítik az öregedés képességét, és végül hozzájárulnak az élettartam növeléséhez.
Folyamat
Az autofágia jellemzően a sejt tápanyag-éhezésének hatására alakul ki. Úgy gondolják, hogy az inzulin elnyomja az autofágiát, míg a glükagon aktiválhatja a folyamatot.
Étkezés után a szervezet felszabadítja az inzulint, míg az éhezés glükagon felszabadulást okoz, mivel a szervezet vércukorszintje csökkenni kezd. A glükagon jelzi testének, hogy glikogént használjon a májában a vércukorszint növelése érdekében. Az autofágia aktiválása után a folyamat négy lépésben történik.
- Leválasztás: Ebben a lépésben két membrán (ún. Fagofor) megnyúlik és végül bezárja a később lebomló citoplazmát és organellákat. Ez a kettős membrán egy organofóliává válik, amelyet autofagoszómának neveznek. Az autofagoszóma által elnyelt tartalmat általában azért választják ki, mert azok a tartományon belül vannak. Az autofagoszómák azonban szelektívek lehetnek, mivel a membrán akkor kezdeményezhet autofágiát, ha kölcsönhatás lép fel a sejt bizonyos fehérjéivel.
- Szállítás lizoszómába: Az autofagoszómák nem tudnak közvetlenül kapcsolódni egy lizoszómához, ezért először egy endoszómának nevezett köztes szerkezettel egyesül. Az endoszómával összeolvadt autofagoszómát ma amfizomának nevezik, amely könnyen összeolvadhat egy lizoszómával.
- Lebomlás: Ez a lizoszómával való fúzió után kezdődhet. Az amfizómával egyesülve a lizoszóma enzimeket (úgynevezett hidrolázokat) szabadít fel, amelyek lebontják az eredeti autofagoszómában lévő anyagokat. Ez a szerkezet, amely tele van lebomlott sejtanyaggal, ma már autolizoszómaként vagy autofagolizoszómaként ismert.
- Bomlástermékek felhasználása: Ez akkor fordulhat elő, miután az összes sejtanyag lebomlik aminosavakká. Miután az autolizoszómából kivitték a sejtfolyadékba, az aminosavakat ezután újra fel lehet használni.
A negyedik és egyben utolsó szakasz végső soron a sejttápanyagok éheztetésével függ össze. A lebomlási termékek felhasználására végső soron szükség van a glükoneogenezishez szükséges aminosavak előállításához (amely folyamat során a szervezet nem szénhidrátforrásokból szintetizálja a glükózt). Az aminosavak energiaforrásként szolgálnak a trikarbonsav (TCA) ciklusban, és ezek az aminosavak újrafeldolgozhatók új fehérjék szintetizálásához.
Az autofágia folyamatai mind fontosak a test egyensúlyának vagy homeosztázisának fenntartásában. Bármelyik pillanatban bármelyik vagy mindhárom felhasználható a test szükségleteinek kielégítésére. Ezeket a folyamatokat azonban nem lehet hosszú távon fenntartani a sejtek túlélésének támogatására krónikus körülmények között.
Típusok
Háromféle autofágia létezik. Noha hasonlóak, mindegyiküknek megkülönböztető jellemzői vannak az egyes típusok megkülönböztetésére.
- Makro-autofágia az autofágia fent leírt folyamatára utal. Ez a kifejezés az autofágia szinonimája.
- Mikro-autofágia abban hasonlít az autofágiához, hogy sokféle struktúrát képes elnyelni és lebontani a sejtben. A különbség ebben a folyamatban az, hogy nem használ fagofort a sejtek tartalmának megkötésére. Ehelyett a lizoszóma bevonja a sejt tartalmát, és elnyeli az anyagot a membránja körül, hogy aztán tartalmát aminosavakká bontsa újrafelhasználás céljából.
- Chaperone által közvetített autofágia egy specifikusabb módszer a lebontandó fehérjék célzására. Ebben a folyamatban a chaperone-fehérjék elősegítik a fehérje áthelyezését a lizoszóma membránon, ahol újrafelhasználás céljából aminosavakká bontható.
Autofágia kiváltása
Sok kutatást végeznek az autofágia aktiválásának módszereiről, számos egészségügyi előnye miatt, beleértve a rák megelőzését és az idegrendszer homeosztatikus tulajdonságait. Ugyanakkor sok embert vonz az öregedésgátló tulajdonságok és a fokozott metabolikus hatások miatt is.
A gyógyszerészeti kutatások egyre növekszenek az autofágia bizonyos gyógyszerekkel történő szelektív aktiválásának felismerésére. Gyógyszerészeti érdeklődés mutatkozik különösen az autofágia indukciójának stimulálására szolgáló módszerek felkutatására a neurodegeneratív rendellenességek elősegítése érdekében.
- Huntington-kór: Resveratrolt, latrepirdint és lítiumot vizsgálnak az autofágia stimulálására Huntington-kórban szenvedő betegeknél.
- Alzheimer-kór: A resveratrol, a nilotinib, a lítium, a latrepirdin, a metformin, a valproinsav, a sztatinok, a nikotinamid és a hidroxi-klorokin hozzájárulhat az autofágia stimulálásához Alzheimer-kórban.
- Parkinson-kór: A nilotinib és a sztatinok stimulálhatják az autofágia kialakulását a Parkinson-kórban.
- Amiotróf laterális szklerózis (ALS): A lítium, a tamoxifen és a valproinsav stimulálhatják az autofágiát ALS-ben szenvedő betegeknél.
A fent felsorolt gyógyszereket mind megvizsgálják, és jelenleg nem ajánlottak. Az autofágia betegségek kezelésére való kiváltásának jövője azonban ígéretes lehet.
A gyógyszereken kívül a szakaszos vagy hosszabb ideig tartó koplalás autofágiát is kivált. Ezt a sejttápanyagok kimerítésével teszi. A sejtfunkció fenntartása érdekében az autofágia olyan aminosavak termelésére indukálódik, amelyek már nincsenek jelen.
Ezenkívül az alacsony szénhidrátbevitellel járó diéta megfosztja a szervezetet a könnyen hozzáférhető cukroktól. Az autofágia aktiválódik, hogy részt vegyen az aminosavak előállításában. Az aminosavak felhasználhatók energiához a glükoneogenezison és a TCA-cikluson keresztül, mivel a szénhidrátok nem állnak rendelkezésre. A fogyókúra megkezdése előtt azonban konzultálnia kell orvosával a biztonság és a megfelelő táplálkozás biztosítása érdekében.
Kapcsolódó rendellenességek
Az autofágia-kapcsolódó géneket (ATG) először az 1990-es években azonosították. Azóta a diszfunkcionális gének összekapcsolódnak az autofágia rendellenes működésével kapcsolatos rendellenességekkel a testben.
- A gyermekkori statikus encephalopathia felnőttkori neurodegenerációval (SENDA) volt az első neurodegeneratív rendellenesség, amelyet az autofágia diszfunkciójával kapcsolatban azonosítottak. Ez fontossá vált annak megállapításában, hogy az autofágia milyen szerepet játszik más neurodegeneratív rendellenességek autofágia-célzott terápiákkal történő kezelésében. A SENDA-hoz társított gén befolyásolja az autofagosómák képződését. Míg az összefüggést azonosították, az autofágia diszfunkciójának az agyvas-felhalmozódáshoz való viszonyát nem sikerült meghatározni.
- Vici-szindróma egy progresszív neurodegeneratív rendellenesség, amely recesszív gén (vagyis az apának és az anyának is át kell adnia a gént, hogy a gyermeknek rendellenessége legyen). A társított gén befolyásolja az autofagosómák érését és lebomlását.
- Örökletes spasztikus paraparesis egy másik recesszív gén rendellenesség, amely neurodegeneratív természetű, és az alsó végtagokat érinti. Míg az autofágia szerepe a rendellenességben nem jól ismert, azonosították, hogy rontja az autofagosómák képződését, valamint rontja az autofagoszóma és a lizoszóma fúzióját.
- Parkinson kór neurodegeneratív rendellenesség, és másképpen befolyásolja, mint más rendellenességeket. Ebben az esetben a társított génről úgy gondolják, hogy a mitokondriumok (az energiatermeléssel összefüggő sejtszerkezet) szelektív lebomlását okozza az autofágia által, amelyet általában mitofágiának neveznek.
- Crohn-betegség különbözik a felsorolt többi rendellenességtől, mivel ez egy gyulladásos bél rendellenesség. Számos olyan gén ismert, amelyek befolyásolják az autofágiát, mivel a Crohn-betegséghez kapcsolódik; ugyanezek a gének azonban sok más folyamathoz is kapcsolódnak. Ezért nem világos, hogy a Crohn-betegség autofágia okozta rendellenesség-e, és hogy az autofágia-célzott terápiák életképes kezelési lehetőségek lennének-e.
- Rák különbözik a többi rendellenességtől, mivel az autofágia nem kapcsolódik genetikailag, hanem előnyöket és kockázatokat mutat be. Az autofágia sejtvédő tulajdonságokkal rendelkezik, hogy megpróbálja megakadályozni a rák kialakulását. Ha azonban egy daganat létrejött, akkor úgy gondolják, hogy az autofágia ugyanazokkal a védő tulajdonságokkal rendelkezik, mint a rákos sejtek esetében. Más szavakkal, ha a daganat létrejött, az autofágia segít megakadályozni, hogy a daganatot a normális folyamatok elpusztítsák, amellyel a szervezetnek harcolnia kell a rákkal.
Ellentétben azokkal a terápiákkal, amelyek egyes rendellenességek, rák esetében autofágia kiváltását célozzák, a vizsgált terápiák az autofágia gátlását célozzák.
Az autofágia gátlásának célzása rákos betegeknél eltávolítaná azokat a daganatvédő tulajdonságokat, amelyeket az autofágia vélhetően a rákban megalapozott. A vizsgált terápiák az autofágia folyamat lizoszóma részét célozzák meg, és magukban foglalják a klorokin és a hidroxi-klorokin gyógyszereket.
Egy szó Verywellből
Az autofágia a tested természetes folyamata, amelynek során "újrahasznosítja" a sejteket és fenntartja a homeosztázist. Előnyei közé tartozik a gyulladásos válaszok kezelése, valamint a rákfelügyelet fokozása. Amikor azonban az autofágia nem működik megfelelően a szervezetben, különféle rendellenességekhez, például Parkinson-kórhoz kapcsolódtak. Bár az autofágia védő lehet a rák ellen, bizonyos esetekben valóban megvédheti a rákos sejteket, amint a szervezetben megtelepedtek.
Az első új Parkinson-kór elleni gyógyszer 10 év alatt- Ossza meg
- Flip
- Szöveg