Inhalt
Autophagie ist ein Schlüsselprozess, der die Zellen Ihres Körpers im richtigen Gleichgewicht hält, oder was wir Homöostase nennen. Ein beliebtes Sprichwort über Nachhaltigkeit für die Umwelt lautet "Reduzieren, wiederverwenden, recyceln". In vielerlei Hinsicht ist Autophagie der natürliche Prozess, der all diese drei Dinge für Ihren Körper erledigt. Der Begriff "Autophagie" kommt vom lateinischen Wort "selbstfressend". Dies liegt daran, dass der Prozess der Autophagie Teile Ihrer Zellen zerlegt, um sie bei der Schaffung neuer Zellen zu recyceln.Das Zytoplasma besteht aus Flüssigkeit innerhalb einer Zelle (ohne den Zellkern). Während der Autophagie werden Zytoplasma und Organellen (kleine Strukturen mit spezifischen Funktionen) entfernt und recycelt. Dieser Prozess hält Ihren Körper im Gleichgewicht, indem er Zellen entfernt, die nicht mehr optimal oder angemessen funktionieren.
Während Autophagie hilft, Ihren Körper im Gleichgewicht zu halten, gibt es auch Störungen, die normale Prozesse der Autophagie stören, was zu chronischen Krankheiten führt. Neurodegenerative Erkrankungen wie die Parkinson-Krankheit haben genetische Verbindungen zu Funktionsstörungen bei der Autophagie.
Leistungen
Autophagie hat wichtige Auswirkungen, die sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zelle auftreten. Innerhalb der Zelle hilft die Autophagie, oxidativen Stress abzubauen, die genomische Stabilität zu erhöhen (was zur Vorbeugung von Krebs beiträgt), den bioenergetischen Stoffwechsel zu erhöhen und die Abfallbeseitigung zu erhöhen.
Außerhalb der Zelle hilft die Autophagie, die Entzündungsreaktion zu verringern, die neuroendokrine Homöostase zu erhöhen, die Überwachung von Krebs durch das Immunsystem zu verbessern und die Beseitigung alternder Zellen zu erhöhen.
Die Vorteile der Funktionen der Autophagie minimieren Ihr Krankheitsrisiko, fördern Ihre Altersfähigkeit und tragen letztendlich dazu bei, Ihre Lebensdauer zu verlängern.
Prozess
Autophagie wird typischerweise durch den Nährstoffmangel einer Zelle ausgelöst. Es wird angenommen, dass Insulin die Autophagie unterdrückt, während Glucagon den Prozess aktivieren kann.
Nach dem Essen setzt Ihr Körper Insulin frei, während das Fasten eine Freisetzung von Glucagon verursacht, wenn der Blutzucker Ihres Körpers zu sinken beginnt. Glucagon signalisiert Ihrem Körper, Glykogen in Ihrer Leber zu verwenden, um Ihren Blutzucker zu erhöhen. Sobald die Autophagie aktiviert ist, erfolgt der Vorgang in vier Schritten.
- Sequestrierung: Während dieses Schritts verlängern sich zwei Membranen (Phagophor genannt) und schließen schließlich Zytoplasma und Organellen ein, die später abgebaut werden sollen. Diese Doppelmembran wird zu einer Organelle, die als Autophagosom bekannt ist. Typischerweise werden die vom Autophagosom verschlungenen Inhalte ausgewählt, weil sie innerhalb des Bereichs liegen. Autophagosomen können jedoch selektiv sein, da die Membran bei Wechselwirkung mit bestimmten Proteinen in der Zelle eine Autophagie auslösen kann.
- Transport zu einem Lysosom: Die Autophagosomen können sich nicht direkt mit einem Lysosom verbinden, daher fusioniert es zunächst mit einer Zwischenstruktur, die als Endosom bezeichnet wird. Das Autophagosom, das mit einem Endosom fusioniert ist, wird jetzt als Amphisom bezeichnet, das leicht mit einem Lysosom fusionieren kann.
- Degradierung: Dies kann beginnen, nachdem eine Fusion mit einem Lysosom erfolgt ist. Bei der Fusion mit dem Amphisom setzt das Lysosom Enzyme (sogenannte Hydrolasen) frei, die die Materialien des ursprünglichen Autophagosoms abbauen. Diese Struktur, die voll von abgebautem Zellmaterial ist, ist jetzt entweder als Autolysosom oder als Autophagolysosom bekannt.
- Verwendung von Abbauprodukten: Dies kann auftreten, nachdem alle zellulären Materialien zu Aminosäuren abgebaut wurden. Nach dem Export aus dem Autolysosom in die Zellflüssigkeit können die Aminosäuren wiederverwendet werden.
Die vierte und letzte Stufe hängt letztendlich mit dem Mangel an zellulären Nährstoffen zusammen. Die Verwendung von Abbauprodukten ist letztendlich erforderlich, um Aminosäuren für die Glukoneogenese bereitzustellen (ein Prozess, bei dem der Körper Glukose aus Nicht-Kohlenhydratquellen synthetisiert). Die Aminosäuren dienen als Energiequelle für den Tricarbonsäurezyklus (TCA), und diese Aminosäuren können zur Synthese neuer Proteine recycelt werden.
Die Prozesse der Autophagie sind alle wichtig für die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts oder der Homöostase im Körper. Zu jedem Zeitpunkt können einer oder alle drei verwendet werden, um die Bedürfnisse des Körpers zu erfüllen. Diese Prozesse können jedoch nicht langfristig aufrechterhalten werden, um das Überleben der Zellen unter chronischen Bedingungen zu unterstützen.
Typen
Es gibt drei Arten von Autophagie. Obwohl sie ähnlich sind, weisen sie jeweils unterschiedliche Merkmale auf, um jeden Typ zu unterscheiden.
- Makroautophagie bezieht sich auf den oben beschriebenen Prozess der Autophagie. Dieser Begriff ist gleichbedeutend mit Autophagie.
- Mikroautophagie ist der Autophagie insofern ähnlich, als sie viele verschiedene Strukturen in der Zelle verschlingen und abbauen kann. Der Unterschied in diesem Prozess besteht darin, dass kein Phagophor verwendet wird, um den Zellinhalt zu binden. Stattdessen zieht das Lysosom den Zellinhalt ein und verschlingt das Material um seine Membran, um den Inhalt dann zur Wiederverwendung in Aminosäuren abzubauen.
- Chaperon-vermittelte Autophagie ist eine spezifischere Methode, um auf abzubauende Proteine abzuzielen. In diesem Prozess helfen Chaperon-Proteine dabei, das Protein über die Lysosomenmembran zu transportieren, wo es zur Wiederverwendung in Aminosäuren abgebaut werden kann.
Autophagie induzieren
Es gibt eine Menge Forschung zu Methoden zur Aktivierung der Autophagie aufgrund der vielen gesundheitlichen Vorteile, einschließlich der Krebsprävention und der homöostatischen Eigenschaften im Nervensystem. Aufgrund der Anti-Aging-Eigenschaften und der erhöhten Stoffwechseleffekte spricht es jedoch auch viele Menschen an.
Die pharmazeutische Forschung wächst, um Wege zu finden, um die Autophagie mit bestimmten Medikamenten selektiv zu aktivieren. Insbesondere besteht ein pharmazeutisches Interesse daran, Wege zu identifizieren, um die Induktion von Autophagie zu stimulieren, um bei neurodegenerativen Störungen zu helfen.
- Huntington-Krankheit: Resveratrol, Latrepirdin und Lithium werden untersucht, um die Autophagie bei Patienten mit Huntington-Krankheit zu stimulieren.
- Alzheimer-Krankheit: Resveratrol, Nilotinib, Lithium, Latrepirdin, Metformin, Valproinsäure, Statine, Nikotinamid und Hydroxychloroquin können zur Stimulierung der Autophagie bei Alzheimer beitragen.
- Parkinson-Krankheit: Nilotinib und Statine können die Autophagie bei Parkinson stimulieren.
- Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Lithium, Tamoxifen und Valproinsäure können bei Patienten mit ALS die Autophagie stimulieren.
Die oben aufgeführten Medikamente werden derzeit untersucht und derzeit nicht zur Anwendung empfohlen. Die Zukunft der Induktion einer Autophagie zur Behandlung von Krankheiten kann jedoch vielversprechend sein.
Außerhalb von Arzneimitteln führt das Fasten entweder zeitweise oder über einen längeren Zeitraum ebenfalls zu einer Autophagie. Dies geschieht durch Erschöpfung der Zellnährstoffe. Um die Zellfunktion aufrechtzuerhalten, wird die Autophagie induziert, um Aminosäuren zu produzieren, die nicht mehr vorhanden sind.
Darüber hinaus entzieht eine Diät mit geringer Kohlenhydrataufnahme dem Körper leicht zugängliche Zucker. Die Autophagie wird aktiviert, um an der Erzeugung von Aminosäuren teilzunehmen. Aminosäuren können dann verwendet werden, um Energie durch Glukoneogenese und den TCA-Zyklus bereitzustellen, da Kohlenhydrate nicht leicht verfügbar sind. Bevor Sie jedoch mit einer Diät beginnen, sollten Sie Ihren Arzt konsultieren, um Ihre Sicherheit und richtige Ernährung zu gewährleisten.
Verwandte Störungen
Autophagie-verwandte Gene (ATG) wurden erstmals in den 1990er Jahren identifiziert. Seit dieser Zeit wurden dysfunktionale Gene mit Störungen in Verbindung gebracht, die mit einer abnormalen Funktion der Autophagie im Körper zusammenhängen.
- Statische Enzephalopathie im Kindesalter mit Neurodegeneration im Erwachsenenalter (SENDA) war die erste neurodegenerative Störung, die im Zusammenhang mit einer Autophagie-Dysfunktion identifiziert wurde. Dies wurde wichtig, um die Rolle der Autophagie bei der Behandlung anderer neurodegenerativer Erkrankungen mit auf die Autophagie ausgerichteten Therapien zu identifizieren. Das mit SENDA assoziierte Gen beeinflusst die Bildung von Autophagosomen. Während die Assoziation identifiziert wurde, wurde nicht bestimmt, wie die Autophagie-Dysfunktion mit der Akkumulation von Eisen im Gehirn zusammenhängt.
- Vici-Syndrom ist eine progressive neurodegenerative Störung, die ein rezessives Gen ist (was bedeutet, dass sowohl der Vater als auch die Mutter das Gen weitergeben müssen, damit das Kind die Störung hat). Das damit verbundene Gen beeinflusst, wie Autophagosomen reifen und abgebaut werden.
- Erbliche spastische Paraparese ist eine weitere rezessive Genstörung, die neurodegenerativer Natur ist und die unteren Extremitäten betrifft. Obwohl die Rolle der Autophagie bei der Störung nicht gut verstanden ist, wurde festgestellt, dass sie die Bildung von Autophagosomen sowie die Fusion des Autophagosoms mit dem Lysosom beeinträchtigt.
- Parkinson-Krankheit ist eine neurodegenerative Störung und ist anders betroffen als andere Störungen. In diesem Fall wird angenommen, dass das assoziierte Gen einen selektiven Abbau der Mitochondrien (eine mit der Energieerzeugung verbundene Zellstruktur) durch Autophagie verursacht, die üblicherweise als Mitophagie bezeichnet wird.
- Morbus Crohn unterscheidet sich von den anderen aufgeführten Erkrankungen, da es sich um eine entzündliche Darmerkrankung handelt. Es sind mehrere Gene bekannt, die die Autophagie im Zusammenhang mit Morbus Crohn beeinflussen. Dieselben Gene hängen jedoch auch mit vielen anderen Prozessen zusammen. Daher ist unklar, ob es sich bei Morbus Crohn um eine autophagiebedingte Störung handelt und ob auf die Autophagie ausgerichtete Therapien praktikable Behandlungsoptionen darstellen.
- Krebs unterscheidet sich von den anderen Erkrankungen, da die Autophagie nicht genetisch bedingt ist, sondern Vorteile und Risiken aufgezeigt hat, die damit verbunden sind. Autophagie hat zellschützende Eigenschaften, um die Entstehung von Krebs zu verhindern. Sobald jedoch ein Tumor festgestellt wurde, wird angenommen, dass die Autophagie die gleichen Schutzeigenschaften aufweist, jedoch für die Krebszellen. Mit anderen Worten, sobald ein Tumor festgestellt wurde, hilft die Autophagie, zu verhindern, dass der Tumor durch normale Prozesse zerstört wird, die Ihr Körper zur Bekämpfung von Krebs benötigt.
Im Gegensatz zu Therapien, die darauf abzielen, bei einigen Erkrankungen Autophagie auszulösen, zielen die untersuchten Therapien bei Krebs auf die Hemmung der Autophagie ab.
Eine gezielte Hemmung der Autophagie bei Krebspatienten würde die tumorschützenden Eigenschaften beseitigen, die die Autophagie vermutlich bei Krebs festgestellt hat. Die untersuchten Therapien zielen auf den Lysosomenanteil des Autophagieprozesses ab und umfassen die Medikamente Chloroquin und Hydroxychloroquin.
Ein Wort von Verywell
Autophagie ist der natürliche Prozess Ihres Körpers, durch den er Zellen "recycelt" und die Homöostase aufrechterhält. Zu seinen Vorteilen gehören das Management von Entzündungsreaktionen sowie die Verbesserung der Krebsüberwachung. Wenn die Autophagie im Körper jedoch nicht richtig funktioniert, wurde sie mit verschiedenen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht. Obwohl Autophagie vor Krebs schützen kann, kann sie in bestimmten Fällen die Krebszellen tatsächlich schützen, sobald sie sich im Körper etabliert haben.
Das erste neue Anti-Parkinson-Medikament seit 10 Jahren- Aktie
- Flip
- Text