Autofagia (autofagocytoza) – co to jest?

Czym jest autofagia? Definicja

Każda komórka żywa posiada określony czas życia, który może zakończyć się w warunkach fizjologicznych na dwa sposoby – apoptozy lub autofagii. W pierwszym przypadku wiąże się to z zaprogramowanym umieraniem wynikającym z uszkodzenia jej DNA, odbywającym się to pod ścisłą kontrolą białek i genów. Natomiast proces autofagii zwykle przeprowadza komórkę przez niekorzystne warunki życiowe. Mimo to, zbyt długi okres pozostawania w trudnym stanie fizjologicznym kończy się jej dzieleniem na mniejsze fragmenty, które ostatecznie są eliminowane przez układ odpornościowy.

Autofagia została odkryta przez Christiana de Duve’a oraz badaczy z Rockefeller University. Dokładnie zbadał ją dopiero profesor Yoshinori Ohsumi, który w 2016 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii. Pod pojęciem autofagii kryje się szereg procesów. Przede wszystkim pełni istotną rolę w procesie nowotworzenia – z jednej strony zapobiegając transformacji nowotworowej komórek, a z drugiej zapewniając możliwość adaptacji do niekorzystnych warunków, m. in. przy niedoborach substancji odżywczych.

Rodzaje autofagii

Makroautofagia polega na formowaniu się autofagosomu wytwarzanego z fragmentu cytoplazmy komórki i jego degradacji w lizosomach. W trakcie tego procesu dochodzi do indukcji oraz połączenia z pęcherzykiem trawiennym. Następnie autofagosom otacza fragment cytoplazmy i łączy się z lizosomem. Ostatnim etapem jest utworzenie autofagolizosomu, czyli struktury zdolnej do strawienia zamkniętej zawartości z uszkodzonymi organellami komórkowymi.

Mikroautofagia to drugi rodzaj autofagii, który należy do procesów bezpośrednich. Na tym etapie wykorzystywane jest zjawisko wchłaniania dużej ilości kompleksów białkowych. Proces ten nie wymaga formowania błony wokół organelli. Większość uszkodzonych elementów przeznaczonych do degradacji, dostarczana jest do lizosomów bez pomocy autofagosomu. Dzięki temu to mechanizm autofagii, który przypomina proces endocytozy – błona lizosomu zostaje uwięziona we wnętrzu i zdegradowana.

Autofagia zależna od chaperonów to proces samotrawienia, który niszczy tylko wybrane białka. Zazwyczaj bodźcem bywa stres tlenowy. Jeśli chodzi o autofagię zależną od białek opiekuńczych, rozpoznaje ona sekwencje KFERQ, tj. lizyna-fenyloalanina-kwas glutaminowy-arginina-glutamina. Poza tym wymaga od lizosomu obecności receptora LAMP-2a.

Autofagia – obszary działania

Oczyszczanie komórek z ciał obcych oraz toksyn ma szczególne znaczenie dla zachowania zdrowia i zapobiegania wielu chorobom. W procesie autofagii rozkładane są nie tylko uszkodzone komponenty typu białka czy organelle, ale też wirusy lub bakterie. Badania przeprowadzone przez zespół naukowców z Uniwersytetu Michigan, wskazują, że autofagosom to pomocnik układu immunologicznego. Jeśli chodzi o autofagię, wykazuje działanie ochronne przed patogenami jelitowymi, paciorkowcami grupy A czy prątkami gruźlicy.

Na stan funkcjonowania organizmu wpływa wiele czynników. Słaba kondycja może być wynikiem niedoboru składników odżywczych, stresu lub infekcji wirusowych czy bakteryjnych. W takim przypadku autofagia stanowi drugą linię obrony przeciwko groźnym drobnoustrojom i wirusom. Biologiczny proces kataboliczny zwany autofagocytozą może prowadzić do postępu w terapii chorób nowotworowych, neurogeneratywnych oraz redukcji procesów zapalnych.

Wspomaganie organizmu w procesie regeneracji

Choroby zakaźne

Autofagia działa dwukierunkowo. Może aktywować organizm do walki przeciw patogenom oraz zmniejszać stan zapalny poprzez usuwanie z komórek antygenów, dzięki czemu możliwe jest zwalczanie różnych chorób zakaźnych czy drobnoustrojów.

Choroby neurologiczne

Autofagia usuwa nieprawidłowe białka, przez co chroni przed neurodegeneracją w chorobie Huntingtona, Alzheimera lub Parkinsona.

Choroby nowotworowe

Autofagia (Autophagy) nie tylko hamuje przewlekłe zapalenia, ale też zapobiega nadmiernym uszkodzeniom DNA. W niektórych chorobach nowotworowych nasila wzrost zmienionych chorobowo komórek. Po czym może pełnić kluczową rolę w hamowaniu niektórych procesów nowotworzenia.

Wsparcie podczas starzenia się organizmu

Uszkodzone komórki pojawiają się zazwyczaj wraz z wiekiem. Prawidłowa aktywność autofagii zwiększa wydajność metaboliczną. Procesy z tym związane polegają na usuwaniu dysfunkcyjnych mitochondriów.

Stymulacja autofagii – jak pobudzić organizm do samooczyszczenia

Aktywowanie tego mechanizmu sprzyja zachowaniu lub przywróceniu prawidłowego funkcjonowania organizmu. To z kolei przekłada się na nasze zdrowie. Nasiloną autofagię możemy zaobserwować podczas obniżenia kalorycznego, czyli zmniejszonej podaży kalorii, białek i tłuszczów oraz przy regularnym wysiłku fizycznym. Procesowi recyklingu komórkowego sprzyja przeprowadzenie diety warzywno-owocowej. To z kolei działa wspomagająco w terapii nadciśnienia tętniczego i chorób neurologicznych. Poza tym może też ograniczać stany zapalne stawów czy kości.

Do substancji aktywizujących autofagię zalicza się: zieloną herbatę, kurkuminę, nikotynamid i spermidynę, która znajduje się w męskim płynie nasiennym oraz produktach spożywczych typu kiełki pszenicy, soja czy grzyby shitake. Regeneracji komórek sprzyja także dieta ketogeniczna opierająca się na spożywaniu mniejszej ilości węglowodanów. Przydatne są także ćwiczenia aerobowe, wywołujące autofagię w tkankach mięśniowych. Odpowiedni rytm dobowy, w tym czas na regenerację i sen wpływa pozytywnie na jej stymulację.

Autofagia – wszystko, co musisz wiedzieć

W procesie autofagocytozy rozkład uszkodzonej komórki sprzyja odnowie. Autofagia jest jednym ze sposobów wsparcia detoksykacji, czyli pozbycia się substancji szkodliwych z organizmu. To niezwykle istotne zwłaszcza dla osób, które zmagają się z infekcjami wirusowymi lub bakteryjnymi. Proces autofagii bywa wsparciem dla prawidłowego funkcjonowania komórek i zachowania optymalnego zdrowia.