Inhoud
Autofagie is een sleutelproces dat de cellen van uw lichaam in de juiste balans houdt, of wat we homeostase noemen. Een populair gezegde over duurzaamheid voor het milieu is "verminderen, hergebruiken, recyclen". In veel opzichten is autofagie het natuurlijke proces dat alle drie deze dingen voor je lichaam doet. De term 'autofagie' komt van het Latijnse woord dat 'zelf eten' betekent. Dit komt doordat het proces van autofagie delen van uw cellen afbreekt om ze te recyclen bij het maken van nieuwe cellen.Cytoplasma bestaat uit vloeistof in een cel (exclusief de kern). Tijdens autofagie worden cytoplasma en organellen (kleine structuren met specifieke functies) verwijderd en gerecycled. Dit proces houdt je lichaam in balans door zelfcellen te verwijderen die niet meer optimaal of niet meer naar behoren functioneren.
Hoewel autofagie helpt om uw lichaam in balans te houden, zijn er ook aandoeningen die de normale processen van autofagie verstoren, wat tot chronische ziekten leidt. Neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson hebben genetische banden met betrekking tot disfunctie bij autofagie.
Voordelen
Autofagie heeft belangrijke effecten die zowel binnen als buiten de cel optreden. Binnen de cel helpt autofagie om oxidatieve stress te verminderen, de genomische stabiliteit te verhogen (wat helpt bij het voorkomen van kanker), het bio-energetische metabolisme te verhogen en de eliminatie van afval te verhogen.
Buiten de cel helpt autofagie om de ontstekingsreactie te verminderen, de neuro-endocriene homeostase te verhogen, het toezicht op kanker door het immuunsysteem te vergroten en de eliminatie van verouderende cellen te versnellen.
De voordelen van de functies van autofagie minimaliseren uw risico op ziekte, bevorderen uw vermogen om ouder te worden en helpen uiteindelijk uw levensduur te verlengen.
Werkwijze
Autofagie wordt meestal veroorzaakt door het uithongeren van voedingsstoffen in een cel. Er wordt aangenomen dat insuline autofagie onderdrukt, terwijl glucagon het proces kan activeren.
Na het eten geeft uw lichaam insuline af, terwijl bij vasten glucagon vrijkomt omdat de bloedsuikerspiegel van uw lichaam begint te dalen. Glucagon geeft uw lichaam het signaal om glycogeen in uw lever te gebruiken om uw bloedsuikerspiegel te verhogen. Zodra autofagie is geactiveerd, verloopt het proces in vier stappen.
- Beslaglegging: Tijdens deze stap verlengen twee membranen (fagofoor genaamd) zich rond en omsluiten uiteindelijk cytoplasma en organellen die later zullen worden afgebroken. Dit dubbele membraan wordt een organel dat bekend staat als een autofagosoom. Meestal wordt de inhoud die door het autofagosoom wordt overspoeld, geselecteerd omdat ze binnen bereik zijn. Autofagosomen kunnen echter selectief zijn, aangezien het membraan autofagie kan initiëren wanneer er interactie is met bepaalde eiwitten in de cel.
- Transport naar een lysosoom: De autofagosomen kunnen niet rechtstreeks verbinding maken met een lysosoom, dus versmelt het eerst met een tussenliggende structuur, een endosoom genaamd. Het autofagosoom dat is gefuseerd met een endosoom, wordt nu een amphisoom genoemd, dat gemakkelijk kan fuseren met een lysosoom.
- Degradatie: Dit kan beginnen nadat fusie met een lysosoom heeft plaatsgevonden. Bij het fuseren met het amphisoom, geeft het lysosoom enzymen af (bekend als hydrolasen) die de materialen afbreken die zich in het oorspronkelijke autofagosoom bevonden. Deze structuur die vol zit met afgebroken cellulair materiaal, staat nu bekend als een autolysosoom of een autofagolysosoom.
- Gebruik van afbraakproducten: Dit kan gebeuren nadat alle cellulaire materialen zijn afgebroken tot aminozuren. Nadat ze uit het autolysosoom zijn geëxporteerd naar de cellulaire vloeistof, kunnen de aminozuren vervolgens worden hergebruikt.
De vierde en laatste fase houdt uiteindelijk verband met de uithongering van cellulaire voedingsstoffen. Het gebruik van afbraakproducten is uiteindelijk nodig voor het leveren van aminozuren voor gluconeogenese (een proces waarbij het lichaam glucose synthetiseert uit niet-koolhydraatbronnen). De aminozuren dienen als energiebron voor de tricarbonzuurcyclus (TCA) en deze aminozuren kunnen worden gerecycled om nieuwe eiwitten te synthetiseren.
De processen van autofagie zijn allemaal belangrijk om het evenwicht of de homeostase in het lichaam te behouden. Op een gegeven moment kunnen een of alle drie worden gebruikt om aan de behoeften van het lichaam te voldoen. Deze processen kunnen echter niet op lange termijn worden volgehouden om celoverleving onder chronische omstandigheden te ondersteunen.
Soorten
Er zijn drie soorten autofagie. Hoewel ze vergelijkbaar zijn, hebben ze elk verschillende kenmerken om elk type te onderscheiden.
- Macro-autofagie verwijst naar het hierboven beschreven autofagieproces. Deze term is synoniem met autofagie.
- Micro-autofagie is vergelijkbaar met autofagie omdat het veel verschillende structuren in de cel kan overspoelen en afbreken. Het verschil in dit proces is dat het geen fagofoor gebruikt om cellulaire inhoud op te slaan. In plaats daarvan trekt het lysosoom de cellulaire inhoud naar binnen en overspoelt het materiaal rond zijn membraan om de inhoud vervolgens af te breken tot aminozuren voor hergebruik.
- Chaperonne-gemedieerde autofagie is een meer specifieke methode om te richten op eiwitten die moeten worden afgebroken. In dit proces helpen chaperonne-eiwitten het eiwit over het lysosoommembraan te verplaatsen, waar het kan worden afgebroken tot aminozuren voor hergebruik.
Autofagie induceren
Er is veel onderzoek gedaan naar methoden om autofagie te activeren vanwege de vele gezondheidsvoordelen, waaronder kankerpreventie en homeostatische eigenschappen in het zenuwstelsel. Het spreekt echter ook veel mensen aan vanwege de anti-verouderingseigenschappen en verhoogde metabolische effecten.
Farmaceutisch onderzoek groeit om manieren te vinden om autofagie selectief te activeren met bepaalde medicijnen. In het bijzonder is er farmaceutische interesse in het identificeren van manieren om de inductie van autofagie te stimuleren om te helpen bij neurodegeneratieve aandoeningen.
- Ziekte van Huntington: Resveratrol, latrepirdine en lithium worden onderzocht om autofagie te stimuleren bij patiënten met de ziekte van Huntington.
- Ziekte van Alzheimer: Resveratrol, nilotinib, lithium, latrepirdine, metformine, valproïnezuur, statines, nicotinamide en hydroxychloroquine kunnen autofagie bij de ziekte van Alzheimer helpen stimuleren.
- Ziekte van Parkinson: Nilotinib en statines kunnen autofagie bij Parkinson stimuleren.
- Amyotrofische laterale sclerose (ALS): Lithium, tamoxifen en valproïnezuur kunnen autofagie stimuleren bij patiënten met ALS.
De hierboven genoemde medicijnen worden allemaal onderzocht en worden momenteel niet aanbevolen voor gebruik. De toekomst van het induceren van autofagie om ziekten te behandelen, kan echter veelbelovend zijn.
Afgezien van geneesmiddelen, induceert vasten met tussenpozen of voor langere tijd ook autofagie. Het doet dit door cellulaire voedingsstoffen uit te putten. Om de cellulaire functie te behouden, wordt autofagie geïnduceerd om aminozuren te produceren die niet langer aanwezig zijn.
Bovendien berooft een dieet met een lage inname van koolhydraten het lichaam van gemakkelijk toegankelijke suikers. Autofagie wordt geactiveerd om deel te nemen aan het genereren van aminozuren. Aminozuren kunnen vervolgens worden gebruikt om energie te leveren door gluconeogenese en de TCA-cyclus, aangezien koolhydraten niet direct beschikbaar zijn. Voordat u met een dieet begint, dient u echter uw arts te raadplegen om uw veiligheid en goede voeding te garanderen.
Gerelateerde aandoeningen
Autofagie-gerelateerde genen (ATG) werden voor het eerst geïdentificeerd in de jaren negentig. Sinds die tijd zijn disfunctionele genen in verband gebracht met aandoeningen die verband houden met een abnormale functie van autofagie in het lichaam.
- Statische encefalopathie bij kinderen met neurodegeneratie bij volwassenen (SENDA) was de eerste neurodegeneratieve aandoening die werd geïdentificeerd in verband met autofagie-disfunctie. Dit werd belangrijk bij het identificeren van de rol van autofagie in het potentieel om andere neurodegeneratieve aandoeningen te behandelen met op autofagie gerichte therapieën. Het gen geassocieerd met SENDA beïnvloedt de vorming van autofagosomen. Hoewel de associatie is vastgesteld, is niet vastgesteld hoe autofagie-disfunctie verband houdt met de accumulatie van hersenijzer.
- Vici-syndroom is een progressieve neurodegeneratieve aandoening die een recessief gen is (wat betekent dat zowel de vader als de moeder het gen moeten doorgeven voordat het kind de aandoening krijgt). Het bijbehorende gen beïnvloedt hoe autofagosomen rijpen en worden afgebroken.
- Erfelijke spastische paraparese is een andere recessieve genaandoening die neurodegeneratief van aard is en de onderste ledematen aantast. Hoewel de rol van autofagos bij de aandoening niet goed wordt begrepen, is vastgesteld dat het de vorming van autofagosomen schaadt en de fusie van het autofagosoom met het lysosoom schaadt.
- ziekte van Parkinson is een neurodegeneratieve aandoening die anders wordt beïnvloed dan andere aandoeningen. In dit geval wordt aangenomen dat het geassocieerde gen selectieve afbraak van mitochondriën (een cellulaire structuur geassocieerd met het opwekken van energie) veroorzaakt door autofagie, gewoonlijk mitofagie genoemd.
- ziekte van Crohn verschilt van de andere genoemde aandoeningen, omdat het een inflammatoire darmaandoening is. Er zijn verschillende genen bekend die autofagie beïnvloeden in verband met de ziekte van Crohn; Deze zelfde genen zijn echter ook gerelateerd aan vele andere processen. Daarom is het onduidelijk of de ziekte van Crohn een autofagie-gerelateerde aandoening is en of autofagie-gerichte therapieën haalbare behandelingsopties zijn.
- Kanker verschilt van de andere aandoeningen omdat autofagie niet genetisch gerelateerd is, maar eerder voordelen en risico's heeft aangetoond. Autofagie heeft celbeschermende eigenschappen om de vorming van kanker te voorkomen. Echter, zodra een tumor is vastgesteld, wordt aangenomen dat autofagie dezelfde beschermende eigenschappen vertoont, behalve voor de kankercellen. Met andere woorden, zodra een tumor is vastgesteld, helpt autofagie om te voorkomen dat de tumor wordt vernietigd door normale processen die uw lichaam heeft om kanker te bestrijden.
In tegenstelling tot therapieën die gericht zijn op het induceren van autofagie voor sommige aandoeningen, richten de onderzochte therapieën zich bij kanker op de remming van autofagie.
Als we ons richten op de remming van autofagie bij kankerpatiënten, zouden de tumorbeschermende eigenschappen die autofagie bij kanker zou hebben bereikt, worden verwijderd. Therapieën die worden onderzocht, richten zich op het lysosoomgedeelte van het autofagieproces en omvatten de medicijnen chloroquine en hydroxychloroquine.
Een woord van Verywell
Autofagie is het natuurlijke proces van uw lichaam waardoor het cellen "recyclet" en de homeostase in stand houdt. De voordelen zijn onder meer het beheersen van ontstekingsreacties en het vergroten van het toezicht op kanker. Wanneer autofagie echter niet goed functioneert in het lichaam, is het in verband gebracht met verschillende aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson. Hoewel autofagie beschermend kan zijn tegen kanker, kan het in bepaalde gevallen zelfs de kankercellen beschermen als ze eenmaal in het lichaam zijn gevestigd.
Het eerste nieuwe medicijn tegen Parkinson in 10 jaar- Delen
- Omdraaien
- Tekst