Autofagia: il meccanismo antietà del tuo corpo

Contenuto

• Benefici
• Processi
• Tipi
• Induzione dell'autofagia
• Disturbi correlati

L'autofagia è un processo chiave che mantiene le cellule del corpo in un corretto equilibrio, o ciò che chiamiamo omeostasi. Un detto popolare sulla sostenibilità per l'ambiente è "Ridurre, riutilizzare, riciclare". In molti modi, l'autofagia è il processo naturale che fa tutte e tre queste cose per il tuo corpo. Il termine "autofagia" deriva dalla parola latina che significa "auto-alimentazione". Questo perché il processo di autofagia scompone parti delle tue cellule per riciclarle nella creazione di nuove cellule.

Il citoplasma è costituito dal fluido all'interno di una cellula (escluso il nucleo). Durante l'autofagia, il citoplasma e gli organelli (piccole strutture con funzioni specifiche) vengono rimossi e riciclati. Questo processo mantiene il tuo corpo in equilibrio eliminando le cellule che non funzionano più in modo ottimale o appropriato.

Mentre l'autofagia aiuta a mantenere il tuo corpo in equilibrio, ci sono anche disturbi che interrompono i normali processi di autofagia, che portano a malattie croniche. I disturbi neurodegenerativi come il morbo di Parkinson hanno legami genetici per essere correlati alla disfunzione nell'autofagia.

Benefici

L'autofagia ha effetti importanti che si verificano sia all'interno che all'esterno della cellula. All'interno della cellula, l'autofagia aiuta a diminuire lo stress ossidativo, aumentare la stabilità genomica (che aiuta nella prevenzione del cancro), aumentare il metabolismo bioenergetico e aumentare l'eliminazione dei rifiuti.

Al di fuori della cellula, l'autofagia aiuta a diminuire la risposta infiammatoria, aumentare l'omeostasi neuroendocrina, aumentare la sorveglianza del cancro da parte del sistema immunitario e aumentare l'eliminazione delle cellule che invecchiano.

I benefici delle funzioni dell'autofagia riducono al minimo il rischio di malattia, promuovono la capacità di invecchiare e, in ultima analisi, aiutano ad aumentare la durata della vita.

Processi

L'autofagia è in genere innescata dalla fame di sostanze nutritive di una cellula. Si ritiene che l'insulina sopprima l'autofagia mentre il glucagone può attivare il processo.

Dopo aver mangiato, il tuo corpo rilascia insulina, mentre il digiuno provoca un rilascio di glucagone mentre lo zucchero nel sangue del tuo corpo inizia a diminuire. Il glucagone segnala al tuo corpo di usare il glicogeno nel fegato per aumentare la glicemia. Una volta attivata l'autofagia, il processo avviene in quattro fasi.

1. Sequestro: Durante questa fase, due membrane (chiamate fagoforo) si allungano attorno e alla fine racchiudono citoplasma e organelli che verranno successivamente degradati. Questa doppia membrana diventa un organello noto come autofagosoma. Tipicamente, i contenuti inghiottiti dall'autofagosoma vengono selezionati perché sono nel range. Tuttavia, gli autofagosomi possono essere selettivi poiché la membrana può avviare l'autofagia quando c'è interazione con alcune proteine ​​nella cellula.
2. Trasporto a un lisosoma: Gli autofagosomi non possono connettersi direttamente a un lisosoma, quindi si fonde prima con una struttura intermedia chiamata endosoma. L'autofagosoma che è fuso con un endosoma è ora indicato come un anfisoma, che può facilmente fondersi con un lisosoma.
3. Degradazione: Questo può iniziare dopo che si è verificata la fusione con un lisosoma. Dopo la fusione con l'anfisoma, il lisosoma rilascia enzimi (noti come idrolasi) che degradano i materiali che erano nell'autofagosoma originale. Questa struttura che è piena di materiale cellulare degradato è ora nota come autolisosoma o autofagolisosoma.
4. Utilizzo dei prodotti di degradazione: Ciò può verificarsi dopo che tutti i materiali cellulari sono stati degradati in amminoacidi. Dopo essere stati esportati dall'autolisosoma nel fluido cellulare, gli amminoacidi possono essere riutilizzati.

Il quarto e ultimo stadio è in definitiva correlato alla fame di nutrienti cellulari. L'utilizzo di prodotti di degradazione è infine necessario per fornire amminoacidi per la gluconeogenesi (un processo in cui il corpo sintetizza il glucosio da fonti non carboidrati). Gli amminoacidi servono come fonte di energia per il ciclo tricarbossilico (TCA) e questi amminoacidi possono essere riciclati per sintetizzare nuove proteine.

I processi dell'autofagia sono tutti importanti per mantenere l'equilibrio o l'omeostasi nel corpo. In un dato momento, uno o tutti e tre possono essere utilizzati per soddisfare le esigenze del corpo. Tuttavia, questi processi non possono essere sostenuti a lungo termine per supportare la sopravvivenza cellulare in condizioni croniche.

Tipi

Esistono tre tipi di autofagia. Sebbene simili, ciascuno di essi ha caratteristiche distinte per differenziare ciascun tipo.

1. Macro-autofagia si riferisce al processo di autofagia sopra descritto. Questo termine è sinonimo di autofagia.
2. Micro-autofagia è simile all'autofagia in quanto può inghiottire e degradare molte strutture diverse nella cellula. La differenza in questo processo è che non utilizza un fagoforo per sequestrare il contenuto cellulare. Invece, il lisosoma attira il contenuto cellulare e avvolge il materiale attorno alla sua membrana per poi degradare il contenuto in amminoacidi per il riutilizzo.
3. Autofagia mediata da un accompagnatore è un metodo più specifico per indirizzare le proteine ​​da degradare. In questo processo, le proteine ​​chaperone aiutano a traslocare la proteina attraverso la membrana del lisosoma, dove può essere degradata in amminoacidi per il riutilizzo.

Induzione dell'autofagia

C'è molta ricerca dedicata ai metodi per attivare l'autofagia a causa dei numerosi benefici per la salute tra cui la prevenzione del cancro e le proprietà omeostatiche del sistema nervoso. Tuttavia, piace anche a molte persone a causa delle proprietà antietà e dell'aumento degli effetti metabolici.

La ricerca farmaceutica sta crescendo per identificare modi per attivare selettivamente l'autofagia con determinati farmaci. In particolare, vi è interesse farmaceutico nell'identificare modi per stimolare l'induzione dell'autofagia per aiutare con i disturbi neurodegenerativi.

• Malattia di Huntington: si stanno studiando resveratrolo, latrepirdina e litio per stimolare l'autofagia per i pazienti con malattia di Huntington.
• Malattia di Alzheimer: resveratrolo, nilotinib, litio, latrepirdina, metformina, acido valproico, statine, nicotinamide e idrossiclorochina possono aiutare a stimolare l'autofagia nella malattia di Alzheimer.
• Morbo di Parkinson: Nilotinib e statine possono stimolare l'autofagia nel Parkinson.
• Sclerosi laterale amiotrofica (SLA): litio, tamoxifene e acido valproico possono stimolare l'autofagia nei pazienti con SLA.

I farmaci sopra elencati sono tutti in fase di studio e attualmente non è raccomandato per l'uso. Tuttavia, il futuro dell'induzione dell'autofagia per il trattamento delle malattie potrebbe essere promettente.

Al di fuori dei farmaci, il digiuno intermittente o per periodi di tempo più prolungati induce anche l'autofagia. Lo fa esaurendo i nutrienti cellulari. Per mantenere la funzione cellulare, l'autofagia è indotta a produrre aminoacidi che non sono più presenti.

Inoltre, una dieta che prevede un basso apporto di carboidrati priva il corpo di zuccheri di facile accesso. L'autofagia viene attivata per partecipare alla generazione di amminoacidi. Gli amminoacidi possono quindi essere utilizzati per fornire energia attraverso la gluconeogenesi e il ciclo TCA poiché i carboidrati non sono prontamente disponibili. Prima di iniziare qualsiasi dieta, tuttavia, dovresti consultare il tuo medico per garantire la tua sicurezza e una corretta alimentazione.

Disturbi correlati

I geni correlati all'autofagia (ATG) sono stati identificati per la prima volta negli anni '90. Da quel momento, i geni disfunzionali sono stati collegati a disturbi legati alla funzione anormale dell'autofagia nel corpo.

• Encefalopatia statica dell'infanzia con neurodegenerazione in età adulta (SENDA) è stato il primo disturbo neurodegenerativo ad essere identificato in relazione alla disfunzione dell'autofagia. Ciò è diventato importante per identificare il ruolo dell'autofagia nel potenziale trattamento di altri disturbi neurodegenerativi con terapie mirate all'autofagia. Il gene associato a SENDA influenza la formazione degli autofagosomi. Sebbene l'associazione sia stata identificata, non è stato determinato in che modo la disfunzione dell'autofagia sia correlata all'accumulo di ferro cerebrale.
• Sindrome di Vici è una malattia neurodegenerativa progressiva che è un gene recessivo (il che significa che sia il padre che la madre devono trasmettere il gene affinché il bambino abbia il disturbo). Il gene associato influenza il modo in cui gli autofagosomi maturano e si degradano.
• Paraparesi spastica ereditaria è un'altra malattia genetica recessiva di natura neurodegenerativa e colpisce gli arti inferiori. Sebbene il ruolo dell'autofagia nel disturbo non sia ben compreso, è stato identificato che altera la formazione di autofagosomi e altera la fusione dell'autofagosoma con il lisosoma.
• morbo di Parkinson è un disturbo neurodegenerativo e viene colpito in modo diverso rispetto ad altri disturbi. In questo caso, si ritiene che il gene associato causi la degradazione selettiva dei mitocondri (una struttura cellulare associata alla generazione di energia) da parte dell'autofagia, comunemente chiamata mitofagia.
• Morbo di Crohn differisce dagli altri disturbi elencati, in quanto è un disturbo infiammatorio intestinale. Esistono diversi geni noti per influenzare l'autofagia in relazione alla malattia di Crohn; tuttavia, questi stessi geni sono anche legati a molti altri processi. Pertanto, non è chiaro se la malattia di Crohn sia un disturbo correlato all'autofagia e se le terapie mirate all'autofagia siano opzioni di trattamento praticabili.
• Cancro è diverso dagli altri disturbi in quanto l'autofagia non è geneticamente correlata, ma piuttosto ha dimostrato benefici e rischi ad essa associati. L'autofagia ha proprietà protettive delle cellule per cercare di prevenire la formazione di tumori. Tuttavia, una volta stabilito un tumore, si ritiene che l'autofagia dimostri le stesse proprietà protettive ma per le cellule cancerose. In altre parole, una volta che un tumore si è stabilito, l'autofagia aiuta a impedire che il tumore venga distrutto dai normali processi che il corpo deve combattere.

A differenza delle terapie che mirano all'induzione dell'autofagia per alcuni disturbi, per il cancro, le terapie studiate mirano all'inibizione dell'autofagia.

Mirare all'inibizione dell'autofagia nei pazienti oncologici rimuoverebbe le proprietà protettive contro il tumore che si ritiene abbia stabilito nel cancro. Le terapie in fase di studio mirano alla porzione lisosomica del processo di autofagia e includono i farmaci clorochina e idrossiclorochina.

Una parola da Verywell

L'autofagia è il processo naturale del corpo mediante il quale "ricicla" le cellule e mantiene l'omeostasi. I suoi vantaggi includono la gestione delle risposte infiammatorie e l'aumento della sorveglianza sul cancro. Tuttavia, quando l'autofagia non funziona correttamente nel corpo, è stata collegata a vari disturbi come il morbo di Parkinson. Sebbene l'autofagia possa essere protettiva contro il cancro, in alcuni casi può effettivamente proteggere le cellule tumorali una volta che si sono stabilite nel corpo.

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