Autophagy: Body's Anti-Aging Mechanism

Innhold

• fordeler
• Prosess
• Typer
• Induserer autophagy
• Relaterte lidelser

Autophagy er en viktig prosess som holder kroppens celler i riktig balanse, eller det vi kaller homeostase. Et populært ordtak om bærekraft for miljøet er "Reduser, gjenbruk, resirkuler." På mange måter er autofagi den naturlige prosessen som gjør alle disse tre tingene for kroppen din. Uttrykket "autophagy" kommer fra det latinske ordet som betyr "selvspising." Dette er fordi prosessen med autophagy bryter ned deler av cellene dine for å resirkulere dem i opprettelsen av nye celler.

Cytoplasma består av væske inne i en celle (unntatt kjernen). Under autofagi blir cytoplasma og organeller (små strukturer med spesifikke funksjoner) fjernet og resirkulert. Denne prosessen holder kroppen din i balanse ved å fjerne celler som ikke lenger fungerer optimalt eller riktig.

Mens autophagy bidrar til å holde kroppen i balanse, er det også lidelser som forstyrrer normale prosesser med autophagy, noe som fører til kronisk sykdom. Nevrodegenerative lidelser som Parkinsons sykdom har genetiske bånd til å være relatert til dysfunksjon ved autofagi.

fordeler

Autophagy har viktige effekter som oppstår både i cellen og utenfor cellen. Innen cellen hjelper autofagi med å redusere oksidativt stress, øke genomisk stabilitet (som hjelper til forebygging av kreft), øke bioenergetisk metabolisme og øke eliminering av avfall.

Utenfor cellen bidrar autofagi til å redusere den inflammatoriske responsen, øke nevroendokrin homeostase, øke overvåking av kreft i immunsystemet og øke eliminering av aldrende celler.

Fordelene med funksjonene til autophagy minimerer risikoen for sykdom, fremmer evnen til å eldes og til slutt bidrar til å øke levetiden din.

Prosess

Autophagy er vanligvis utløst av en celle sult av næringsstoffer. Det antas at insulin undertrykker autofagi mens glukagon kan aktivere prosessen.

Etter å ha spist frigjør kroppen din insulin, mens faste forårsaker frigjøring av glukagon når kroppens blodsukker begynner å synke. Glucagon signaliserer kroppen din om å bruke glykogen i leveren din for å øke blodsukkeret. Når autophagy er aktivert, skjer prosessen i fire trinn.

1. Sekwestrering: I løpet av dette trinnet forlenger to membraner (kalt fagofor) rundt og til slutt omslutter cytoplasma og organeller som senere skal nedbrytes. Denne dobbeltmembranen blir en organell kjent som et autofagosom. Vanligvis blir innholdet oppslukt av autofagosomet valgt fordi de er innenfor rekkevidde. Imidlertid kan autofagosomer være selektive da membranen kan starte autofagi når det er interaksjon med visse proteiner i cellen.
2. Transport til et lysosom: Autofagosomene kan ikke kobles direkte til et lysosom, så det smelter først sammen med en mellomstruktur som kalles endosom. Autofagosomet som er smeltet med et endosom blir nå referert til som et amfisom, som lett kan smelte sammen med et lysosom.
3. Nedbrytning: Dette kan begynne etter at fusjon med et lysosom oppstår. Ved fusjon med amfisomet frigjør lysosomet enzymer (kjent som hydrolaser) som nedbryter materialene som var i det opprinnelige autofagosomet. Denne strukturen som er full av nedbrutt cellulært materiale, er nå kjent som enten et autolysosom eller et autofagolysosom.
4. Bruk av nedbrytningsprodukter: Dette kan skje etter at alle cellulære materialer er nedbrutt til aminosyrer. Etter å ha blitt eksportert ut av autolysosomet til cellevæsken, kan aminosyrene deretter gjenbrukes.

Den fjerde og siste fasen er til slutt relatert til sult av cellulære næringsstoffer. Bruk av nedbrytningsprodukter er til slutt nødvendig for å gi aminosyrer for glukoneogenese (en prosess der kroppen syntetiserer glukose fra ikke-karbohydratkilder). Aminosyrene fungerer som en energikilde for trikarboksylsyre (TCA), og disse aminosyrene kan resirkuleres til å syntetisere nye proteiner.

Prosessene med autophagy er alle viktige for å opprettholde balanse eller homeostase i kroppen. På et hvilket som helst gitt punkt kan en eller alle tre brukes til å dekke kroppens behov. Imidlertid kan disse prosessene ikke opprettholdes på lang sikt for å støtte celleoverlevelse under kroniske forhold.

Typer

Det er tre typer autofagi. Selv om de er like, har de forskjellige egenskaper for å skille hver type.

1. Makro-autofagi refererer til autofagiprosessen beskrevet ovenfor. Dette begrepet er synonymt med autophagy.
2. Mikroautofagi ligner autofagi ved at den kan oppslukke og nedbryte mange forskjellige strukturer i cellen. Forskjellen i denne prosessen er at den ikke bruker fagofor til å sekvestre cellulært innhold. I stedet trekker lysosomet det cellulære innholdet inn og innhyller materialet rundt membranen for å deretter nedbryte innholdet til aminosyrer for gjenbruk.
3. Chaperone-mediert autofagi er en mer spesifikk metode for å målrette proteiner som skal nedbrytes. I denne prosessen hjelper chaperone-proteiner med å translokere proteinet over lysosommembranen, hvor det kan nedbrytes til aminosyrer for gjenbruk.

Induserer autophagy

Det er mye forskning dedikert til metoder for å aktivere autofagi på grunn av de mange helsemessige fordelene, inkludert kreftforebygging og homeostatiske egenskaper i nervesystemet. Imidlertid appellerer det også til mange mennesker på grunn av anti-aldringsegenskapene og økte metabolske effekter.

Farmasøytisk forskning vokser for å identifisere måter å selektivt aktivere autofagi med visse legemidler. Spesielt er det farmasøytisk interesse i å identifisere måter å stimulere induksjon av autofagi for å hjelpe med nevrodegenerative lidelser.

• Huntingtons sykdom: Resveratrol, latrepirdin og litium blir undersøkt for å stimulere autofagi for pasienter med Huntingtons sykdom.
• Alzheimers sykdom: Resveratrol, nilotinib, litium, latrepirdin, metformin, valproinsyre, statiner, nikotinamid og hydroksyklorokin kan bidra til å stimulere autofagi i Alzheimers sykdom.
• Parkinsons sykdom: Nilotinib og statiner kan stimulere autofagi i Parkinsons sykdom.
• Amyotrofisk lateral sklerose (ALS): Litium, tamoksifen og valproinsyre kan stimulere autofagi hos pasienter med ALS.

Medisinene som er nevnt ovenfor blir alle undersøkt og er for øyeblikket ikke anbefalt for bruk. Imidlertid kan fremtiden for å indusere autofagi for å behandle sykdom være lovende.

Utenfor legemidler induserer faste enten periodisk eller i lengre perioder også autofagi. Det gjør dette ved å tømme cellulære næringsstoffer. For å opprettholde cellefunksjonen induseres autofagi for å produsere aminosyrer som ikke lenger er tilstede.

I tillegg fratrekker slanking som innebærer lavt karbohydratinntak kroppen lett tilgjengelige sukker. Autophagy aktiveres for å delta i genereringen av aminosyrer. Aminosyrer kan deretter brukes til å gi energi gjennom glukoneogenese og TCA-syklusen siden karbohydrater ikke er lett tilgjengelige. Før du begynner på diett, bør du imidlertid konsultere legen din for å sikre deg sikkerhet og riktig ernæring.

Relaterte lidelser

Autofagi-relaterte gener (ATG) ble først identifisert på 1990-tallet. Siden den tid har dysfunksjonelle gener vært knyttet til lidelser relatert til unormal funksjon av autophagy i kroppen.

• Statisk encefalopati i barndommen med nevrodegenerasjon i voksen alder (SENDA) var den første nevrodegenerative lidelsen som ble identifisert i forhold til autofagi dysfunksjon. Dette ble viktig for å identifisere autofagi's rolle i potensialet til å behandle andre nevrodegenerative lidelser med autofagi-målrettet behandling. Genet assosiert med SENDA påvirker dannelsen av autofagosomer. Mens assosiasjonen er identifisert, er ikke autofagi dysfunksjon relatert til akkumulering av hjernejern bestemt.
• Vici syndrom er en progressiv nevrodegenerativ lidelse som er et recessivt gen (som betyr at både faren og moren må gi genet videre for at barnet skal få lidelsen). Genet assosiert påvirker hvordan autofagosomer modnes og nedbrytes.
• Arvelig spastisk paraparese er en annen recessiv genlidelse som er nevrodegenerativ, og som påvirker underekstremitetene. Selv om autofagis rolle i forstyrrelsen ikke er godt forstått, har det blitt identifisert at den forringer dannelsen av autofagosomer så vel som forringer fusjonen av autofagosomet med lysosomet.
• Parkinsons sykdom er en nevrodegenerativ lidelse og påvirkes annerledes enn andre lidelser. I dette tilfellet antas det assosierte genet å forårsake selektiv nedbrytning av mitokondrier (en cellulær struktur assosiert med generering av energi) ved autofagi, ofte referert til som mitofagi.
• Crohns sykdom skiller seg fra de andre lidelsene som er oppført, da det er en inflammatorisk tarmlidelse. Det er flere gener som er kjent for å påvirke autofagi i forhold til Crohns sykdom; imidlertid er de samme genene også relatert til mange andre prosesser. Derfor er det uklart om Crohns sykdom er en autofagi-relatert lidelse, og om autofagi-målrettede terapier vil være levedyktige behandlingsalternativer.
• Kreft er forskjellig fra de andre lidelsene, da autofagi ikke er genetisk relatert, men snarere har vist fordeler og risiko forbundet med den. Autophagy har cellebeskyttende egenskaper for å prøve å forhindre kreftdannelse. Men når en svulst er etablert, antas autofagi å demonstrere de samme beskyttende egenskapene, men for kreftcellene. Med andre ord, når en svulst er etablert, hjelper autophagy å holde svulsten ødelagt av normale prosesser kroppen din har for å bekjempe kreft.

I motsetning til terapier som er rettet mot induserende autofagi for noen lidelser, for kreft, er terapiene som undersøkes rettet mot inhibering av autophagy.

Å målrette hemming av autofagi hos kreftpasienter vil fjerne de tumorbeskyttende egenskapene som autophagy antas å ha etablert i kreft. Terapier som undersøkes retter seg mot lysosomdelen av autofagiprosessen og inkluderer medisinene klorokin og hydroksyklorokin.

Et ord fra veldig bra

Autophagy er kroppens naturlige prosess der den "resirkulerer" celler og opprettholder homeostase. Fordelene inkluderer å håndtere inflammatoriske responser samt øke kreftovervåking. Imidlertid, når autofagi ikke fungerer som den skal i kroppen, har det vært knyttet til forskjellige lidelser som Parkinsons sykdom. Selv om autofagi kan være beskyttende mot kreft, kan det i visse tilfeller faktisk beskytte kreftcellene når de er etablert i kroppen.

Det første nye antiparkinsons stoffet på 10 år

• Dele
• Vend
• E-post
• Tekst