Autofagia Meccanismo anti-invecchiamento del tuo corpo

L'autofagia è un processo chiave che mantiene le cellule del tuo corpo nel giusto 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 "autophagy" deriva dalla parola latina che significa "auto-mangiare". Questo perché il processo di autofagia distrugge parti delle cellule per riciclarle nella creazione di nuove cellule.
Il citoplasma consiste di 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 mediante l'auto-rimozione di cellule che non funzionano più in modo ottimale o appropriato.
Mentre l'autofagia aiuta a mantenere il 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 legati alla disfunzione nell'autofagia.

Benefici

L'autofagia ha effetti importanti che si verificano sia all'interno della cellula che all'esterno della cellula. All'interno della cellula, l'autofagia aiuta a ridurre lo stress ossidativo, aumentare la stabilità genomica (che aiuta nella prevenzione del cancro), aumentare il metabolismo bioenergetico e aumentare l'eliminazione degli sprechi.
Al di fuori della cellula, l'autofagia aiuta a ridurre la risposta infiammatoria, aumentare l'omeostasi neuroendocrina, aumentare la sorveglianza del cancro da parte del sistema immunitario e aumentare l'eliminazione delle cellule di invecchiamento.
I benefici delle funzioni di autofagia riducono al minimo il rischio di malattie, promuovono la tua capacità di invecchiare e, infine, aiutano ad aumentare la durata della tua vita.

Processi

L'autofagia è in genere innescata dalla fame di sostanze nutritive da parte 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 quando il livello di zucchero nel sangue inizia a diminuire. Il glucagone segnala al tuo corpo di usare glicogeno nel fegato per aumentare la glicemia. Una volta attivata l'autofagia, il processo avviene in quattro passaggi.

1. Sequestro. Durante questa fase, due membrane (chiamate phagophore) si allungano intorno e alla fine racchiudono il citoplasma e gli organelli che in seguito saranno degradati. Questa doppia membrana diventa un organello noto come autofagosoma. Tipicamente, i contenuti inglobati dall'autofagosoma sono selezionati perché sono nel raggio d'azione. Tuttavia, gli autofagosomi possono essere selettivi poiché la membrana può iniziare l'autofagia quando c'è interazione con determinate proteine ​​nella cellula.
2. Trasportare un Lysosome. Gli autofagosomi non possono connettersi direttamente a un lisosoma, quindi si fondono dapprima con una struttura intermedia chiamata endosoma. L'autofagosoma che viene fuso con un endosoma viene ora definito come un anfisoma, che può essere facilmente innestato con un lisosoma.
3. Degradazione. Questo può iniziare dopo 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 conosciuta come autososoma o autofagososoma.

1. Utilizzo di prodotti di degradazione. Questo può accadere dopo che tutti i materiali cellulari sono stati degradati fino agli amminoacidi. Dopo essere stati esportati dal autososoma nel fluido cellulare, gli aminoacidi possono essere riutilizzati.

La quarta e ultima fase è in definitiva correlata alla fame di nutrienti cellulari. L'utilizzo di prodotti di degradazione è in definitiva necessario per fornire aminoacidi per la gluconeogenesi (un processo in cui il corpo sintetizza il glucosio da fonti non di carboidrati). Gli amminoacidi servono come fonte di energia per il ciclo tricarbossilico (TCA) e questi aminoacidi possono essere riciclati per sintetizzare nuove proteine.
I processi di autofagia sono tutti importanti nel mantenimento dell'equilibrio o dell'omeostasi nel corpo. In qualsiasi punto, uno o tutti e tre possono essere utilizzati per soddisfare i bisogni del corpo. Tuttavia, questi processi non possono essere sostenuti a lungo termine per supportare la sopravvivenza delle cellule in condizioni croniche.

tipi

Esistono tre tipi di autofagia. Sebbene simili, hanno ciascuno caratteristiche distinte per differenziare ogni tipo.

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

Indurre l'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 nel sistema nervoso. Tuttavia, attrae anche molte persone a causa delle proprietà anti-invecchiamento e dei maggiori effetti metabolici.
La ricerca farmaceutica sta crescendo per identificare i modi per attivare selettivamente l'autofagia con determinati farmaci. In particolare, esiste un interesse farmaceutico nell'identificare i modi per stimolare l'induzione dell'autofagia per aiutare con i disturbi neurodegenerativi.

• Malattia di Huntington: vengono studiati resveratrolo, latrepirdina e litio per stimolare l'autofagia in pazienti con malattia di Huntington.
• Il morbo 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): il litio, il tamoxifene e l'acido valproico possono stimolare l'autofagia in pazienti con SLA.

I farmaci sopra elencati sono tutti oggetto di indagine e attualmente non sono raccomandati per l'uso. Tuttavia, il futuro di indurre l'autofagia per trattare la malattia potrebbe essere promettente.
Al di fuori dei prodotti farmaceutici, il digiuno a intermittenza o per periodi di tempo più lunghi induce anche l'autofagia. Lo fa depletando i nutrienti cellulari. Al fine di mantenere la funzione cellulare, l'autofagia è indotta a produrre amminoacidi che non sono più presenti.
Inoltre, la dieta che comporta un basso apporto di carboidrati priva il corpo di zuccheri di facile accesso. L'autofagia viene attivata per partecipare alla generazione di aminoacidi. 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, è necessario consultare il proprio medico per garantire la propria sicurezza e una corretta alimentazione.

Disturbi correlati

I geni relativi 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 nell'età adulta (SENDA) è stata la prima malattia neurodegenerativa ad essere identificata in relazione alla disfunzione autofagica. Ciò è diventato importante per identificare il ruolo dell'autofagia nel potenziale trattamento di altre patologie neurodegenerative con terapie mirate all'autofagia. Il gene associato a SENDA influenza la formazione di autofagosomi. Mentre l'associazione è stata identificata, come la disfunzione autofagica si riferisce all'accumulo di ferro cerebrale non è stata determinata.
• Sindrome di Vici è un disturbo neurodegenerativo progressivo che è un gene recessivo (nel senso che sia il padre che la madre devono passare il gene per il bambino per avere il disturbo). Il gene associato influisce sul modo in cui gli autofagosomi maturano e si degradano.
• Paraparesi spastica ereditaria è un altro disturbo genetico recessivo che è di natura neurodegenerativa e colpisce gli arti inferiori. Mentre il ruolo dell'autofagia nel disturbo non è ben compreso, è stato identificato che altera la formazione di autofagosomi e altera la fusione dell'autofagosoma con il lisosoma.

• Morbo di Parkinson è una malattia neurodegenerativa ed è influenzata 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) mediante l'autofagia, comunemente indicata come mitofagia.
• Morbo di Crohn differisce dagli altri disturbi elencati, in quanto è una malattia infiammatoria intestinale. Esistono diversi geni che influenzano 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 una malattia correlata all'autofagia e se le terapie mirate all'autofagia siano opzioni terapeutiche praticabili.
• Cancro è diverso dagli altri disturbi poiché l'autofagia non è geneticamente correlata, ma piuttosto ha dimostrato benefici e rischi associati ad essa. L'autofagia ha proprietà di protezione cellulare 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 stabilito un tumore, l'autofagia aiuta a impedire che il tumore venga distrutto dai normali processi che il tuo organismo deve combattere.

A differenza delle terapie che mirano ad indurre l'autofagia per alcuni disturbi, per il cancro, le terapie oggetto di studio mirano ad inibire l'autofagia.
Puntare sull'inibizione dell'autofagia nei pazienti oncologici toglierebbe le proprietà protettive del tumore che si ritiene abbia dimostrato l'autofagia nel cancro. Le terapie oggetto di indagine mirano alla porzione di lisosoma del processo autofagico e includono i farmaci clorochina e idrossiclorochina.

Una parola da Verywell

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