Autofagi

Autofagi (från annan grekisk αὐτός auto-self  och φαγεῖν  - "att äta") är en process där de inre komponenterna i en cell levereras inuti dess lysosomer eller vakuoler och bryts ned i dem [1] . Det är en naturlig, reglerad mekanism i cellen som analyserar onödiga eller dysfunktionella komponenter [2] . I den autofagiska typen av celldöd smälts alla cellorganeller och lämnar endast cellrester, som absorberas av makrofager .

Typer och mekanismer för autofagi

Tre typer av autofagi är nu igenkända: mikroautofagi, makroautofagi och chaperonautofagi.

Mikroautofagi

I mikroautofagi tas makromolekyler och cellmembranskräp helt enkelt upp av lysosomen . På så sätt kan cellen smälta proteiner vid brist på energi eller byggmaterial (till exempel vid svält). Men processerna för mikroautofagi sker också under normala förhållanden och är i allmänhet urskillningslösa. Ibland smälts organeller också under mikroautofagi ; Således har mikroautofagi av peroxisomer och partiell mikroautofagi av kärnor beskrivits i jäst , där cellen förblir livskraftig [3] .

Makroautofagi

I makroautofagi är en region av cytoplasman (som ofta innehåller några organeller) omgiven av ett membranfack som liknar cisternen i det endoplasmatiska retikulumet. Som ett resultat är detta område separerat från resten av cytoplasman med två membran. Sådana dubbelmembranorganeller som omger de borttagna organellerna och cytoplasman kallas autofagosomer . Autophagosomes kombineras med lysosomer för att bilda autophagolysosomes , där organellerna och resten av innehållet i autophagosomes smälts. Tydligen är makroautofagi också icke-selektiv, även om det ofta betonas att med hjälp av det kan cellen bli av med "utgångna" organeller (mitokondrier, ribosomer, etc.).

Chaperone autophagy

Den tredje typen av autofagi är chaperone. Med denna metod sker den riktade transporten av delvis denaturerade proteiner från cytoplasman genom lysosommembranet in i dess hålighet, där de smälts. Denna typ av autofagi, som endast beskrivs hos däggdjur, induceras av stress (t.ex. fasta eller träning). Det sker med deltagande av cytoplasmatiska chaperonproteiner från hsp-70-familjen, hjälpproteiner och LAMP-2 , som fungerar som en membranreceptor för komplexet av chaperonen och proteinet som ska transporteras in i lysosomen.

Reglering av autofagi

Autofagi åtföljer den vitala aktiviteten hos alla normala celler under normala förhållanden.

De viktigaste stimulierna för att förbättra autofagiprocesser i celler kan vara:

• näringsbrister
• förekomsten av skadade organeller i cytoplasman
• närvaron i cytoplasman av delvis denaturerade proteiner och deras aggregat

Förutom svält kan autofagi induceras av oxidativ eller giftig stress. De genetiska mekanismerna som reglerar autofagi studeras för närvarande i detalj i jäst . Således kräver bildandet av autofagosomer aktiviteten hos ett flertal proteiner från Atg-familjen (autofagosomerrelaterade proteiner). Homologer av dessa proteiner har hittats i däggdjur (inklusive människor) och växter.

Betydelsen av autofagi i normala och patologiska processer

Autofagi är ett av sätten att befria celler från onödiga organeller, såväl som kroppen från onödiga celler. Autofagi är särskilt viktig i processen för embryogenes , under den så kallade självprogrammerade celldöden. Denna variant av autofagi kallas nu mer allmänt för kaspasoberoende apoptos . Om dessa processer kränks och de förstörda cellerna inte tas bort, blir embryot oftast olämpligt.

Ibland, tack vare autofagi, kan cellen kompensera för bristen på näringsämnen och energi och återgå till ett normalt liv. Tvärtom, vid intensifiering av autofagiprocesser förstörs celler, och i många fall upptas deras plats av bindväv . Sådana störningar är en av orsakerna till utvecklingen av hjärtsvikt . Störningar i autofagiprocessen kan leda till inflammatoriska processer om delar av döda celler inte tas bort.

Autofagi-störningar spelar en särskilt stor (men inte helt förstådd) roll i utvecklingen av myopatier och neurodegenerativa sjukdomar . Sålunda, vid Alzheimers sjukdom, i processerna av neuroner i de drabbade områdena i hjärnan, observeras en ansamling av omogna autofagosomer, som inte transporteras till cellkroppen och inte smälter samman med lysosomer. Mutant huntingtin och alfa-synuklein  , proteiner vars ackumulering i neuroner orsakar Huntingtons sjukdom respektive Parkinsons sjukdom ,  tas upp och smälts under chaperone autophagy, och aktivering av denna process förhindrar bildandet av deras aggregat i neuroner [4] .

Forskningens historia

År 2016 tilldelades den japanska forskaren Yoshinori Ohsumi Nobelpriset i fysiologi eller medicin i Stockholm för upptäckten och studien av autofagins mekanismer [5] .

Anteckningar

1. ↑ Farrugia G, Balzan R. Oxidativ stress och programmerad celldöd i jäst (Front Oncol.). - 2012. - Vol. 2 , nummer. 64 . — doi : 10.3389/fonc.2012.00064 .
2. ↑ Klionsky DJ. "Autophagy revisited: a conversation with Christian de Duve" (Front Oncol.). - 2008. - Augusti. — S. 740–3 . - doi : 10.4161/auto.6398 .
3. ↑ Takahiro Shintani och Daniel J. Klionsky Autophagy in Health and Disease: A Double-Edged Sword/Science, 2004, Vol. 306, nr. 5698, sid. 990-995
4. ↑ Huang J, Klionsky DJ Autophagy and human disease. cellcykel. 2007 1 aug;6(15):1837-1849
5. ↑ Nobelpriset i fysiologi eller medicin 2016 . Nobelstiftelsen (3 oktober 2016). Hämtad 4 oktober 2016. Arkiverad från originalet 11 augusti 2018. (obestämd)

Länkar

• Presentation om autofagi och proteinnedbrytning
• Vila, apoptos eller autofagi: hur cellen fattar ett beslut

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor katalanska Stor norsk Great Soviet (1 upplaga)