Autofagia (lub autofagocytoza ; od starożytnej greki αὐτόφαγος , autóphagos , co oznacza „samopożerający” [1] i κύτος , kýtos , co oznacza „pusty”) [2] to naturalna, zachowana degradacja komórki, która usuwa niepotrzebne lub dysfunkcjonalne składniki poprzez regulowany mechanizm zależny od lizosomów. [3] Pozwala na uporządkowaną degradację i recykling składników komórkowych. [4] [5] Chociaż początkowo scharakteryzowano ją jako pierwotną ścieżkę degradacji indukowaną w celu ochrony przed głodem, staje się coraz bardziej jasne, że autofagia odgrywa również ważną rolę w homeostazie komórek niewygłodzonych. [6] Defekty autofagii powiązano z różnymi chorobami człowieka, w tym neurodegeneracją i rakiem, a zainteresowanie modulowaniem autofagii jako potencjalnego leczenia tych chorób gwałtownie wzrosło. [6] [7]
Czasami autofagia niszczy niektóre z tych cząsteczek i części.
Innym razem komórka przetwarza te części na nowe komponenty.
Autofagia jest powolnym procesem, który może spowodować, że komórka przeżyje lub umrze, gdy straci swoje pierwotne organelle komórkowe, takie jak mitochondria. Możliwe jest również, że u organizmów wyższych autofagia jest aktywowana w odpowiedzi na minimalne uszkodzenie i „komórka potrzebuje czasu, aby zdecydować”, czy włączenie procesów naprawczych przyniesie oczekiwany rezultat, czy też komórkę należy zabić (Zhivotovsky, 2002).
Nagroda Nobla za odkrycie detoksykacji komórkowej
Michał Jaworski w dniu 6 lutego 2017 r. – 06:00 w artykule, Dieta Ewy Dąbrowskiej, Dieta z owoców i warzyw, Dokładne oczyszczanie, Oczyszczanie, Daniel’s Post, Zdrowe odżywianie, Dieta
Detoks komórkowy i endogenne (wewnętrzne) odżywianie są częstymi argumentami przytoczonymi przez zwolenników postu lub postu. Co kryje się za tymi warunkami i czy naprawdę mamy jakieś naukowe dowody, że działają one zdrowo?
Ludzie, którzy przynajmniej raz przeprowadzili prawidłowo (najlepiej pod nadzorem specjalisty) post lub leczniczy post (detoks komórkowy) zwykle odpowiadają na to samo pytanie w jednym pytaniu.
Zapytani, jak się czują w 3. lub 4. dniu postu, po tym, jak przeżyli pierwszą uciążliwość związaną z odstawieniem przetworzonej żywności i przejściem ciała na wewnętrzne odżywianie, odpowiedzieli: „Czułem ogromny i nieoczekiwany zastrzyk energii”. życie ”,„ co ze mną zrobiliście? To stawia Cię na nogi lepiej niż poranna kawa „…
Skąd się biorą te entuzjastyczne, może ubrane w różne słowa, ale bardzo podobne uczucia i relacje ludzi na detoksie komórkowym? Czy to efekt placebo (ponieważ robię coś dobrego dla siebie), czy naprawdę jest jakiś naukowy dowód skuteczności detoksykacji komórkowej?
Badania przeprowadzone przez profesora Yoshinori Ohsumiego
Już na początku lat 60. naukowcy zaobserwowali, że komórki są w stanie zniszczyć własne części składowe (np. Białka), nazwali to autofagią, od greckiego słowa, w którym „auto” oznacza „ja”, podczas gdy „fagina” – „jeść”. Wynika z tego termin „zjadanie siebie”.
Jednak badanie i zrozumienie tego zjawiska było bardzo trudne, głównie ze względu na rozmiar komórek i trudność w obserwowaniu mikroskopijnych zmian, które zachodziły w nich podczas „samozjadania”. Nie wiadomo, co dokładnie wyzwala ten proces i jakie geny, jakie białka są za to odpowiedzialne.
Przełom nastąpił w latach 90. wiek, kiedy profesor Yoshinori Ohsumi przeprowadził serię testów na komórkach drożdży piekarskich. Zmodyfikował geny drożdży, aby nie mogły zneutralizować wytwarzanych w nich odpadów. Jednocześnie stymulował autofagię głodząc (nie karmiąc ich) obserwowane komórki drożdży.
Zaobserwował powstawanie pęcherzyków z nieprzetworzonymi odpadkami w komórkach drożdży (mechanizm autofagii), które z powodu zakłócenia ich neutralizacji szybko wzrosły do wielkości, którą można zobaczyć pod mikroskopem. To był pierwszy dowód naukowy, że mechanizmy samozjadania się komórek (autofagia) faktycznie działają – detoks komórkowy.
Yoshinori Ohsumi pochodził z badań nad komórkami drożdży, a wkrótce potem udowodnił, że podobne zjawisko występuje we wszystkich komórkach z jądrem, w tym komórkach ludzkich.
Za swoje odkrycia otrzymał Nagrodę Nobla w kategorii Medycyna 3 października 2016 r. Jest to jedna z najbardziej prestiżowych nagród, która jest ukoronowaniem wieloletniej pracy naukowej zmarłego Yoshinori Ohsumiego. Prace, które doprowadziły do zbadania mechanizmów autofagii i udowodnienia jej istnienia, również w ludzkich komórkach.
Autofagia to adaptacja do stresujących warunków, opracowana w trakcie ewolucji i tak przydatna, że jej mechanizmy są podobne w prawie całym świecie organizmów żywych, jednokomórkowych i wielokomórkowych, niżej i wyżej zorganizowanych. Kontrolę tego zjawiska zapewniają geny i kodowane przez nie białka (grupa białek Agt), które są bardzo konserwatywne, dlatego odgrywają prawie identyczną rolę w komórkach grzybów, roślin lub zwierząt.
Podstawowe funkcje autofagii w ludzkim ciele obejmują:
- utrzymywanie równowagi między biosyntezą a rozkładem makrocząsteczek; autofagia może sprzyjać przetrwaniu, ale także powodować śmierć komórek, w zależności od warunków i potrzeb;
- udział w implantacji blastocysty w macicy, w rozwoju zarodka i płodu;
- udział w procesach specyficznych dla tkanek, np. dojrzewanie erytrocytów krwi (np. utrata jądra komórkowego) lub biogeneza środka powierzchniowo czynnego, substancji wyściełającej pęcherzyki płucne i umożliwiającej napełnianie płuc powietrzem po wydechu;
- rola w hamowaniu karcynogenezy poprzez eliminację komórek dotkniętych rakiem, poprzez tak zwaną programowaną śmierć komórek typu II, niezależnie lub współdzieloną z inną bardzo dobrze znaną i rodzajem programowanej śmierci – apoptozą (Nobel 2002);
- ochrona przed patogenami (bakteriami i wirusami).
Niestety, w tym przypadku także ujawnia się dwoistość procesu autofagii – z jednej strony chroni
przed wieloma patogenami, z drugiej zaś umożliwia ich rozwój. Jednym z przykładów bakterii, która wykorzystuje autofagię jest Legionella pneumophila, wywołująca tzw. chorobę legionistów. L. pneumophila uniemożliwia fuzję autogafosomu z lizosomem, tak więc zamiast strawienia zamkniętego w pęcherzyku pasożyta, bakteria spokojnie rozwija się w jego wnętrzu.
Zjawisko jest o tyle niepokojące, że z bakteriami L. pneumophila spotykamy się prawie
codziennie. Pasożyt bytuje najczęściej w instalacjach klimatyzacji.
Ryc. 5. Autofagia może być jednym z mechanizmów eliminowania zakażonych wirusem komórek. Po wniknięciu wirusa do wnętrza komórki następuje replikacja jego kodu genetycznego i budowa białkowych elementów wirusa. Podczas autofagii część elementów wirusa zostaje przypadkowo zamknięta w autofagosomie, trawiona, wbudowana w błonę pęcherzyka i przesunięta do błony komórkowej. Białka błonowe pochodzenia wirusowego są zaprezentowane komórkom układu odpornościowego, które eliminują je jako obce. Jednocześnie, prezentacja białek limfocytom uaktywnia produkcję przeciwciał przeciw otoczkom białkowym wirusów.
Nieprawidłowe funkcjonowanie autofagii zostało również wykorzystane przez wirusa HIV.
Jedno Wszechświat, t. 111, nr 4 – 6/2010 ARTYKUŁY 101
z białek kapsydu tego wirusa potrafi uruchomić i nasilić proces samotrawienia w komórkach układu odpornościowego. W wyniku szybko postępującego
trawienia, limfocyty giną, ich liczba maleje, a wirus rozprzestrzenia się i doprowadza do rozwoju AIDS.
Rodzaje autofagii
[table id=83 responsive=scroll responsive_breakpoint=device /]
Funkcje Autofagii
[table id=84 responsive=scroll responsive_breakpoint=device /]
Etapy Autofagii
[table id=85 responsive=scroll responsive_breakpoint=device /]
Kiedy uruchamia się Autofagia ?
[table id=86 responsive=scroll responsive_breakpoint=device /]
Autofagia i nowotwory
Warto wspomnieć, że sama autofagia może również uczestniczyć w procesie angiogenezy. To zostało odnotowane
jego rola regulacyjna w szlakach sygnalizacyjnych VEGF (Czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego; czynnik wzrost śródbłonka naczyniowego). Autofagia przyczynia się do niszczenia białka neuropiliny 1 (NRP-1), który wraz z receptorem VEGF odbiera sygnał i jest odpowiedzialny za tworzenie nowych naczyń krwionośnych. Zablokowanie tego połączenia prowadzi zatem do spadek aktywności mitotycznej i przemieszczenia komórki do miejsc powstawania naczynia. deficytowy
unaczynienie guza powoduje jego niewystarczające dotlenienie i odżywianie, które w konsekwencji prowadzi do śmierci na raka. Kolejnym pozytywnym aspektem przeciwrakowej roli autofagii były wyniki badań, które ujawnił, że wprowadzenie białka Beclin-1 do linii Rak komórek MCF7 nie tylko został przywrócony w nich autofagia, ale także podważyła ich rakową naturę. Również dwa najbardziej znane białka przeciwnowotworowe p53 i PTEN, które indukują
apoptoza w uszkodzonych komórkach, może regulować autofagię, chroniąc w ten sposób komórki neoplazja.
Wydaje się, że ingerencja farmakologiczna w mechanizm autofagii w walce z rakiem, może mieć pożądane efekty. Jednak przypisanie roli bodźca procesowi rozwój nowotworów lub hamowanie ich wzrostu jest pozornie niemożliwe. Niestety zjawisko autofagii wykorzystywane jest także przez komórki nowotworowe, co sprawia, że stają się bardziej odporne na leczenie.
Uszkodzone radio- lub chemioterapią mitochondria komórek nowotworowych mogłyby sprzyjać ich śmiertelności. Tymczasem sprawnie działająca autofagia skutecznie eliminuje zniszczone organelle, utrzymując komórki przy życiu. Pomaga też przetrwać komórkom znajdującym się w głębokich warstwach guza, które w wyniku niedotlenienia i niedożywienia powinny umrzeć. Dlaczego zatem autofagia umożliwia przeżycie komórkom, które nie sprzyjają funkcjonowaniu organizmu gospodarza?
Jedna z hipotez zakłada, że utrzymanie komórek guza w stanie wegetacji jest korzystniejsze dla organizmu, niż ich śmierć nekrotyczna. Nekroza prowadzi bowiem do powstania odczynu zapalnego. Uwalniane w tym czasie czynniki promują tworzenie nowych naczyń krwionośnych (angiogeneza), niezwykle istotnych z punktu widzenia dalszego rozwoju nowotworu. Wybór autofagii, a tym samym odrzucenie nekrozy, jest wyborem „mniejszego zła”.
Utrzymanie guza w stanie wegetacji wydaje się być korzystniejsze niż umożliwienie mu budowy sieci własnych naczyń krwionośnych
źródła Źródła: https://phavi.umcs.pl/at/attachments/2019/0517/123146-zalacznik-nr-2.pdf
https://bioinfo.imdik.pan.pl/wiki/Autofagia
