Автофагията е биологичен механизъм на клетъчна деградация, който предотвратява натрупването на клетъчни токсични продукти и може да ги трансформира в хранителен материал, необходим за поддържане на тялото в ситуации на гладно.

страна

Тъй като това е и път, участващ в разграждането на протеините и органелите, той може да бъде от жизненоважно значение в патогенезата на някои заболявания. По този начин промяна или разстройство в процеса на автофагия е свързано със заболявания като рак, невродегенерация, инфекция и стареене. Тоест, той се държи като сензор за клетъчно нараняване.

През последните години научната общност обсъжда двойната роля, която автофагията играе в нашето тяло, полезна срещу вредна. Как може да се окаже, че нещо толкова важно за правилното функциониране на тялото ни може да се обърне срещу нас? Това е един от парадоксите, които обграждат човешкото същество.

Journal of Clinical Investigation наскоро публикува проучване, което изучава целия този физиологичен процес и възможните последици, които може да има върху рака, за съжаление толкова често срещан в нашата среда. По този начин, като големите усилия, които се полагат, за да се определи дали инхибирането на автофагията може да подобри лечението срещу това заболяване.

Защо се храним сами?

Човешките същества са сложни организми, изградени от голям брой клетки. Тези клетки не живеят безкрайно, но имат ограничен период от време и полуживотът зависи от всеки тип клетка. Следователно с течение на времето клетките ни умират и се обновяват едновременно.

В ежедневния ни живот в организма се генерират редица отпадъчни продукти, които, ако не бъдат елиминирани, могат да бъдат токсични за нас самите. Нека си представим за момент какво би се случило, ако не елиминираме целия боклук, генериран в домовете ни през целия ни живот. Е, това е малко от това, което би се случило в тялото ни. Ние елиминираме отпадъците, които генерираме, като ги изливаме в контейнерите, но как да ги елиминираме от собственото си тяло?

За да извърши елиминирането на всички тези продукти, самата клетка задейства биологичен механизъм, наречен автофагия което означава да се изядеш сам. Нещо наистина шокиращо и това се прави рутинно в нашето тяло, невероятно, нали?

Първоначално клетката осъществява този процес като механизъм за оцеляване, за да се бори и да се изправи срещу неблагоприятни за организма ситуации, като инфекция, причинена от инвазия на микроорганизми, развитие на заболявания и липса на хранителни вещества (гладуване), наред с други. Така например, в периода на гладуване между храненията, в черния дроб се активира автофагия, за да поддържа метаболитните си функции.

Процесът на автофагия

Как се развива този шокиращ биохимичен феномен? Нека опишем процеса по общ начин. Когато клетката открие повредени или отклоняващи се компоненти, това, което прави, е да ги изолира в отделения (лизозоми), където действат редица ензими, които причиняват тяхното разграждане.

Този механизъм за оцеляване не се ограничава само до елиминиране на органели и безполезни и/или стари протеини, но също така рециклира продуктите, получени в резултат на този процес на разграждане. Тоест, той ги използва, за да осигури аминокиселини, мастни киселини и енергия като бъдещи хранителни вещества в ситуации на гладно или когато тялото се нуждае от по-голям енергиен прием, без да се налага да използва хранителни вещества отвън.

Поради всички тези причини молекулярните основи на автофагията позволяват тя да бъде вградена като двуфункционален механизъм, от една страна, като механизъм за оцеляване на клетките, а от друга, като механизъм за клетъчна смърт. Това го свързва с такива тревожни патологични процеси като рак.

Автофагия и рак

Автофагията е решаващ метаболитен процес както във физиологични, така и в патологични състояния. Всъщност недостатъци в този процес са открити при различни заболявания. Ракът е един от тях. Изследванията, извършени върху това заболяване, разкриха голямо количество знания не само за болестта като такава, но и за биологичните механизми, които я придружават и благоприятстват нейното съществуване.

Едно от тях е именно автофагията. Ако клетката открие, че има нещо, което не работи правилно, тя се самоунищожава, преди да продължи да вреди на тялото. Въпреки това, лечението срещу рак все още е сложно, което показва, че не всичко е толкова ясно. Както е посочено в статията, към която се позоваваме, има доказателства, които показват, че този биологичен механизъм има двойно лице.

От една страна, той играе изключително полезна роля за нашето здраве като защитник срещу болести. За целта той действа като почистваща услуга, противодейства на нестабилността на генома и излишните растежни фактори, както и улавя увредените органели и предизвиква иницииране на клетъчна смърт. Има обаче и другата страна, която е, че автофагията може също да допринесе за оцеляването на тумора, предпазвайки туморните клетки срещу неблагоприятни условия.

Раковите клетки имат редица нужди, които са недостатъчни в микросредата, в която се размножават. Това се променя, когато има здравословни проблеми, като по този начин увеличава възможностите за растеж на такива клетки. Това се дължи на факта, че на ниво тумор процесът на автофагия осигурява хранителни вещества на раковите клетки и регулира възпалителния процес, предизвикан от некроза.

За всичко това тези механизми си струва да бъдат проучени, тъй като те могат да разкрият нови прозрения за начини за регулиране на растежа на рака, според д-р Айлин Уайт

Автофагия и традиционни лечения

По време на развитието на тумора раковите клетки показват известна устойчивост на смъртта, предизвикана от химиотерапевтични агенти, на които пациентите са подложени. Тази устойчивост на химио- и лъчетерапия също е свързана с автофагия.

При моделирани животни с различни тумори е доказано, че инхибирането на автофагията оказва влияние върху повишаването на хемочувствителността и насърчаването на туморната регресия. Следователно, комбинацията от инхибитори на автофагия с токсични лекарства може да бъде алтернатива за лечение на напреднал или метастатичен рак, както е обяснено от д-р Li-Xin Wei et al., Наскоро в Cell & Bioscience.

Следователно е необходимо да се знае кое е най-доброто средство за предизвикване на терапевтично инхибиране на автофагията и да се определи кои видове пациенти с рак биха се възползвали най-много от този подход, както е показано от д-р Айлин. Тъй като автофагията играе различни роли в различните етапи на растеж и при различни видове тумори.

Други заболявания, свързани с автофагия

Разбирането на участието на автофагията в тези процеси може да отвори нови пътища за намеса при множество заболявания.

С напредването на възрастта ефективността на автофагията намалява. Следователно елиминирането и рециклирането на отпадъчните продукти, които тялото ни продължава да генерира, е по-малко ефективно. Като следствие от този дефицит се предизвиква натрупването на анормални протеини или увредени органели, характерни за заболявания като болестта на Алцхаймер, Паркинсон и амиотрофната странична склероза (ALS), наред с други.

В тази област се провеждат проучвания, при които автофагията е предизвикана от наркотици. И се видя, че има клетъчна защита срещу токсичните ефекти, причинени от анормални протеини, като по този начин предпазват невроните от клетъчна смърт, индуцирана от самата клетка.

Библиографски справки:

Уайт Е. Ролята на автофагията при рак. The Journal of Clinical Investigation (2015). DOI: 10.1172/JCI73941.