Autofagia – co hamuje jej przebieg?

Autofagia – co hamuje jej przebieg?

autofagia, spermidyna, mitochondria, mTOR, AMPK,

Organizm człowieka został wyjątkowo dobrze stworzony. Pomimo wielu niekorzystnych czynników, jakie go spotykają, jest w stanie się regenerować. Jednym z procesów umożliwiających odnowę
i oczyszczanie komórek naszego ciała jest autofagia. Niestety wydajność tego procesu maleje wraz z wiekiem, oraz pod wpływem niektórych czynników.

Autofagia przebiega każdego dnia, bez udziału naszej świadomości. Odkrycia dotyczące jej wpływu na organizm, stawiają przed nami możliwość dłuższego życia w zdrowiu. Z jednej strony mamy procesy takie jak post czy ćwiczenia, które aktywują ten proces, natomiast z drugiej strony niewłaściwa dieta, czy zaburzenia metaboliczne hamują jego dobroczynne działanie.

Dlaczego autofagia jest potrzebna naszym komórkom?

Obecny styl życie niestety nie służy naturalnym mechanizmom, do których organizm przystosowywany był przez wieki. Nasi przodkowie zachowywali rytm dobowy, okresowe posty były wymuszane naturalnie, a pośpiech i stres należał do rzadkości. Nie było takiej skali zanieczyszczeń, promieniowania elektromagnetycznego, czy toksyn w środowisku i żywności. Dzisiaj musimy się przed nimi bronić. Na szczęście znamy jeden ze sposobów na wsparcie detoksykacji komórek organizmu – autofagię. Aby ją aktywować musimy wprowadzić pewne nawyki jak ćwiczenia, rytm snu, okresowe posty czy specjalne składniki odżywcze.

Autofagia jest bardzo ważnym procesem samonaprawy. Pozwala komórkom na pozbycie się niepotrzebnych produktów przemiany materii. Eliminacja zużytych lub uszkodzonych części komórek, bez konieczności ich uśmiercania, pozwala im dłużej i sprawniej funkcjonować. Jej aktywacja następuje pod wpływem m.in. infekcji, niedoboru energii czy substancji odżywczych.

Proces autofagii ma jednak szersze znaczenie niż oczyszczanie komórek. W pewnym zakresie działa jako obrona przed patogenami wewnątrzkomórkowymi, a nawet wspomaga zarządzanie energią w okresach jej niedoboru. Dlatego niewłaściwe działanie autofagii może niekorzystnie wpływać na stan naszego zdrowia. Komórki, w których autofagia nie zachodzi prawidłowo, zostają nadmiernie obciążone szkodliwymi produktami, ich metabolizm zwalnia lub całkowicie obumierają. Zahamowanie autofagii zaburza homeostazę i przekłada się na zdrowie całego organizmu. Badania dowodzą, że nieprawidłowy proces autofagii występuje w chorobach neurodegeneracyjnych (w chorobie Alzheimera czy Parkinsona), otyłości, cukrzycy, chorobach sercowo-naczyniowych, czy nowotworach. Co powoduje, że autofagia zostaje zatrzymana lub działa nieefektywnie?

Mechanizmy regulacji autofagii

Autofagia pomaga komórkom reagować na szeroki zakres stresorów zewnątrz- i wewnątrzkomórkowych. Należą do nich: niedobór składników odżywczych, obecność lub brak insuliny i innych czynników wzrostu, niedotlenienie, czy stres.

Regulacja autofagii odbywa się za pośrednictwem szlaku mTOR i enzymu AMPK. Aby lepiej zrozumieć zależności między mechanizmami regulacji autofagii przyjrzyjmy się im bliżej.

mTOR (ssaczy cel rapamycyny) to szlak działania enzymów, który reguluje wzrost i proliferację komórek, transkrypcję DNA, przeżycie komórek, ale również syntezę protein i autofagię. mTOR „wyczuwa” jaka jest zawartość składników odżywczych
w komórce. Kiedy ilość składników jest wystarczająca mTOR „pozwala” na tworzenie nowych białek i komórek, jednocześnie hamuje autofagię, która nie jest wtedy potrzebna. Szlak ten działa w odpowiedzi na:

  • poziom insuliny,
  • poziom energii ATP w komórce
  • oraz stan redoks [1, 2].

W opozycji do szlaku mTOR działa kinaza AMPK, inaczej kinaza aktywująca proteiny. Jest bardzo ważna dla utrzymania homeostazy komórki. To swoisty sensor, który wyczuwa niedobory energii ATP. Podczas niedoborów energii aktywuje procesy wytwarzania energii z elementów zapasowych: kwasów tłuszczowych, białka, czy wykorzystania niepotrzebnych elementów komórki. W tym celu aktywuje autofagię. Enzym AMPK jest kluczowym czujnikiem poziomu energii w komórce. Warunki takie jak niedobór energii, czy czynniki stresowe (np. toksyny) aktywują enzym AMPK, który następnie aktywuje autofagię [3].

Autofagia jest regulowana przez balans pomiędzy działaniem mTOR i AMPK.

Kiedy organizm jest pozbawiony glukozy (panuje niski poziom ATP w komórce), szlak sygnałowy insuliny i szlak mTOR są hamowane lub innymi słowy „czasowo wyłączane”. Zahamowanie szlaku mTOR sygnalizuje organizmowi, że geny odpowiedzialne za wzrost komórek mogą zostać wyłączone, podczas gdy geny odpowiedzialne za metabolizm tłuszczów, odporność na stres i naprawę uszkodzeń powinny być włączone przez AMPK - szlak aktywowanej kinazy białkowej. Aktywowanie enzymu AMPK uruchamia proces autofagii, aby pozyskać energię [4].

 

Źródła: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3894687/
W regulacji autofagii uczestniczą trzy główne kinazy regulujące PKA, AMPK i MTORC1. Kinazy te, wraz z białkami, takimi jak TSC1 / 2 i CAMKK2 / CaMKKβ, odpowiadają na różne sygnały wewnątrzkomórkowe i zewnątrzkomórkowe regulując makroautofagię. Zielone strzałki wskazują aktywację reakcji, a czerwone słupki wskazują hamowanie. 

Geny regulujące autofagię

Na poziomie molekularnym na regulowanie autofagii wpływają również geny. W odpowiedzi na zmiany zachodzące
w komórce geny te są pobudzane lub hamowane. Decydują m.in. o wytwarzaniu autofagosomów czy białek, które następnie aktywują rozpoczęcie autofagii. Do tych białek należą [5]:

  • kompleks VPS34, który inicjuje tworzenie autofagosomu,
  • białko ATG9 przyczynia się do jego rozrastania,
  • kompleks ATG12-ATG5-ATG16L1, który aktywuje białko ATG8, które bierze udział w wychwytywaniu elementu do degradacji.

 

Co hamuje autofagię?

Dzięki poznaniu mechanizmów regulujących autofagię wiemy dzisiaj, jakie czynniki wewnętrzne i zewnętrzne powodują jej zahamowanie.

Hamując lub aktywując jedną z reakcji (np. autofagii) miejmy świadomość, że wpływa to na inną powiązaną z nią przemianę. W każdym organizmie może przebiegać nieco inaczej. Warto mieć to na uwadze dbając o swoje zdrowie i decydując się na terapię. Całościowe i zbalansowane podejście, które obejmuje szczegółową diagnostykę, zmianę stylu życia, udział emocji
i pozytywnego myślenia, powinny uzupełniać każde leczenie. 

Pamiętaj: To, że dany składnik aktywuje lub hamuje autofagię nie oznacza jednoznacznie, że powinno się go od razu wprowadzić lub wykluczyć. Warto najpierw przyjrzeć się ogólnej ilości tych czynników w naszym życiu oraz ich wzajemnej równowadze, aby można było zbudować zrównoważony styl życia.

  • nadmiar białka

Wysoka zawartość protein w diecie, aktywuje szlak mTOR – silny inhibitor autofagii. Dlatego nadmiar białka może zahamować autofagię, która naturalnie zachodzi w naszych komórkach. Jednym ze sposobów jest raz na jakiś (np. przez jeden dzień w tygodniu), zmniejszenie spożycia białka do 15-25 gramów na dobę [6].

  • nadmiar jedzenia

Nadmiar kalorii, zwłaszcza glukozy nasila działanie insuliny. Jak wcześniej wspomniano insulina jest jednym z regulatorów aktywujących szlak mTOR. Zatem stałe dostarczanie pokarmu, bez okresów naturalnej przerwy od jedzenia, będzie osłabiało autofagię. Jest to sytuacja oczywista biorąc pod uwagę, że procesy takie jak post, dieta ketogeniczna czy niskowęglowodanowa promują autofagię.

  • wysoki poziom insuliny

Jedną z funkcji glukozy jest regulacja szlaków hormonalnych, takich jak szlak insuliny. Obecność glukozy indukuje wydzielanie insuliny, co prowadzi do aktywacji mTOR i tłumienia autofagii. Insulina wspomaga magazynowanie składników odżywczych tworząc rezerwy energetyczne organizmu. Jeśli insulina jest uwalniana w sposób ciągły, organizm otrzymuje sygnał, że dostateczna ilość energii jest dostarczana z zewnątrz i nie jest konieczne samotrawienie. Rezerwy energii nie są wykorzystywane, a niepotrzebne elementy przemiany materii kumulują się tworząc „zanieczyszczenia” w komórce.

  • niewłaściwy sen

Duże nasilenie autofagii następuje podczas snu zwłaszcza w czasie jego głębokiej fazy około godziny 23, kiedy wydzielany jest hormon wzrostu. Dlatego, jeżeli nasz sen nie przebiega prawidłowo, wybudzamy się, czy zbyt późno chodzimy spać, zaburzamy naturalny mechanizm autofagii.

Jednak dalej kluczem pozostaje równowaga, ponieważ zarówno nadmiar glukozy jak i nadmiar białka mogą hamować autofagię. Zatem możesz utrzymać autofagię, zarówno na diecie z białkiem lub węglowodanami, o ile przestrzegasz odpowiedniej restrykcji kalorycznej lub postu przerywanego. Istnieją również sposoby aktywowania autofagii bez konieczności głodzenia. Należą do nich niektóre związki takie jak spermidyna (dowiedz się co nasila autofagię).

Inne czynniki hamujące autofagię

W badaniach stwierdzono, że poniższe substancje zmniejszają autofagię, ale nie oznacza to od razu, że należy ich unikać. Mechanizmy decydujące o aktywacji i hamowaniu autofagii mogą działać u każdego z nas indywidualnie.

Badania te prowadzone były na modelach zwierzęcych i komórkowych, co dodatkowo wskazuje na potrzebę dokładniejszego poznania mechanizmów autofagii, zanim zaczną być szerzej stosowane. Mimo wszystko stanowią bardzo obiecujący cel dalszych badań. 

Substancje i leki

Nadmierna autofagia nie zawsze jest korzystna. W przypadku niektórych infekcji bakteryjnych i wirusowych patogeny wykorzystują autofagię, aby się rozmnażać i przenosić po organizmie. W takich sytuacjach zatrzymanie autofagii może przynieść korzyści. Istnieje kilka badań wskazujących potencjalną rolę w hamowaniu autofagii podczas infekcji wirusowych.

Eugenol to związek zapachowy, występujący w olejku z goździków i cynamonie. Podczas badania przeciwwirusowego różnych związków, wśród tradycyjnych leków chińskich dowiedziono, że eugenol ma silną zdolność do zmniejszania autofagii [7]. Wskazuje się, że antybiotyk (bafilomycyna A1) pochodzący z Streptomyces griseus, również hamuje autofagię [8]. Także substancja pochodząca z azjatyckiego drzewa Garcinia yunnanensis o nazwie oblongifolina wpływa na zmniejszenie autofagii [9]. Z kolei do leków hamujących autofagię należą: wortmanina [10], klomipramina [11], chlorochina [12].

**

Dzięki poznaniu elementów, które zarówno hamują jak i aktywują autofagie możemy mieć większą świadomość, czy w naszym organizmie autofagia zachodzi prawidłowo. Przykładowo – jeżeli nasz styl życia obejmuje wiele elementów, które ją hamują, możemy wzmocnić jej aktywację lub odwrotnie zahamować jej nadaktywność.

Ryzyko związane z autofagią

Proces autofagii nie zawsze musi być dla nas pozytywny. Badania wykazały, że nadmierna autofagia może zbyt silnie uśmiercać komórki, zwłaszcza w komórkach serca [13].

Również w przypadku niektórych nowotworów nadmierna autofagia może nie być wskazana.  Jedno z badań na myszach dowiodło, że to hamowanie autofagii ograniczało wzrost guza. Sugeruje to, że w przeciwnym razie - wzrost autofagii może teoretycznie pogorszyć proces nowotworowy.

Identyfikacja i charakterystyka takich czynników będzie ważna dla dalszego rozwoju środków terapeutycznych. Bez głębszego zrozumienia, w jaki sposób komórka integruje różne sygnały zewnątrzkomórkowe i wewnątrzkomórkowe w spójną odpowiedź makroautofagiczną, trudno jest przewidzieć, jak będzie funkcjonować sieć regulatorowa, gdy zostanie zakłócona przez terapię.

Mechanizmy molekularne i regulacyjne procesu autofagii nadal pozostawiają wiele istotnych pytań bez odpowiedzi. Dzięki dalszym badaniom, rola autofagii może stać się pełniejsza. Poszerzenie wiedzy na temat tego znaczącego procesu komórkowego, daje obiecujące perspektywy w opracowaniu nowych sposób jej wykorzystania w terapii wielu chorób.

 

autor: Paulina Żurek

Witamina C to prawdziwe CUDO wśród witamin. Skutecznie obniża m.in. poziom markera stanów zapalnych, czyli białka C-reaktywnego (tzw. CRP) oraz przyciąga wodę do jelit, ułatwiając tym samym wypróżnianie. Witamina C jest również jednym z hydrofilnych przeciwutleniaczy, a krążąc we krwi oraz innych płynach ustrojowych, chroni błony komórkowe przed oksydacją. Niestety przyjmowanie jednorazowych wysokich dawek witaminy C przynosi ograniczone korzyści ze względu na możliwości absorpcyjne naszego organizmu (jednorazowo możemy wchłonąć do 200mg tej witaminy). Rozwiązanie dla zabieganych: witamina C w kapsułkach o opóźnionym uwalnianiu.

Leksykon Zdrowia
4 4-HNE 4-HYDROKSYNONENAL 5 5-MTHF A ACESULFAM K ACETON ACETYLACJA ACETYLO-COA ADDISONA, ZESPÓŁ ADENINA ADENOZYNOTRÓJFOSFORAN ADINOPEKTYNA ADIPOCYTY ADMA AGE AKONITAZA AKROLEINA AKTYWNY OCTAN ALFA, FALE MÓZGOWE ALLOSTERYCZNY MODULATOR AMD AMID KWASU NIKOTYNOWEGO AMPK AMYLAZA ANGIOGENEZA ANGIOTENSYNA ANTYOKSYDANTY APOPTOZA ASPARTAM ATP AUTOFAGOCYTOZA ATOPOWE ZAPALENIE SKÓRY (AZS) ANTYGEN AUTOFAGOSOM B BABKA JAJOWATA BETA - OKSYDACJA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH BETA, FALE MÓZGOWE BETA-BLOKERY BIAŁA TKANKA TŁUSZCZOWA BIAŁKO C-REAKTYWNE BŁONNIK POKARMOWY BRĄZOWA TKANKA TŁUSZCZOWA BRCA1 C CFS CHELATACJA CHROMOGRANINA A CIAŁA KETONOWE CISPLATYNA CK COMT CORICH CYKL COX CRP CYJANOKOBALAMINA CYKL CYTRYNIANOWY CYKL KREBSA CYKL KWASU CYTRYNOWEGO CYKL MOCZNIKOWY CYKL ORNITYNOWY CYKLAMINIAN CYKLOOKSYGENAZA PROSTAGLANDYNOWA CYP2D6 CYSTATIONINA CYTOCHROM C CYTOKINY STANU ZAPALNEGO CYTOZYNA CYTRULINA CZYNNIK INDUKOWANY HIPOKSJĄ CZYNNIK TOLERANCJI GLUKOZY CZYNNIK WZROSTU NASKÓRKA CZYNNIK WZROSTU NASKÓRKA CZYNNIK WZROSTU ŚRÓDBŁONKA NACZYNIOWEGO CHOLINA CYTOKINY CHEMOKINY CZYNNIK MARTWICY NOWOTWORÓW D DEHYDROGENAZA PIROGRONIANOWA DEHYDROGENAZY DEKSTRYNA DELTA, FALE MÓZGOWE DHA DIALDEHYD MALONOWY DINUKLEOTYD NIKOTYNOAMIDOADENINOWY DIOKSYGENAZA DIOKSYNY DOKSORUBICYNA DYSMUTAZA PONADTLENKOWA DYSTONIA DESATURACJA E EBV ECGF EEG ELEKTROENCEFALOGRAFIA ENDOTOKSYNA ENO ENTEROCYTY EPA EPIGENETYKA ERYTRYTOL F FAD FADH2 FENOLOWE KWASY FERMENTACJA MLECZANOWA FIBRATY FIBROMIALGIA FILOCHINON FITOSTERYNY FITOWY, KWAS FLAWONOIDY FLUPIRTYNA FMS FOSFATYDYLOSERYNA FOSFORAN-5-PIRYDOKSALU FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA FRATAKSYNA FRUKTOZO-1,6-BIFOSFORAN FURANY FAGOCYTOZA G GABA GALAKTOZA GALENIKA GAMMA, FALE MÓZGOWE GASTRYNA GENISTEINA GLICEROLO-3-FOSFORAN GLIKOLIZA GLUKAGON GLUKOKORTYKOIDY GLUKONEOGENEZA GLUT GLUTAMINA GLUTAMINIAN GLUTATION GLUTATION ZREDUKOWANY GSH GSSG GTP GUANINA H HAPTOKORYNA HBA1C HDL HEMOGLOBINA HENLEGO, PĘTLA HIF1Α HIPOKSJA HISTONY HOLOTRANSKOBALAMINA HYDROPEROKSYLOWY, RODNIK HASHIMOTO I IGA IGE IGF-1 IGG IMMUNOGLOBULINA A IMMUNOGLOBULINA E IMMUNOGLOBULINA G INDEKS GLIKEMICZNY (IG) INDEKS INSULINOWY (FII) INHIBITORY ENZYMÓW INHIBITORY POMPY PROTONOWEJ INO INSULINA INSULINOOPORNOŚĆ INULINA INULINA K KALCYTRIOL KANCEROGEN KARBOKSYLAZA PIROGRONIANOWA KARDIOLIPINA KATECHOLO-O-METYLOTRANSFERAZA KERATYNA KETOGENEZA KINAZA KREATYNOWA KINAZA MTOR KOBALAMINA KOENZYM A KOENZYM Q10 KOFAKTOR KOMPLEKS DEHYDROGENAZY PIROGRONIANOWEJ KOZŁEK LEKARSKI KREATYNA KREATYNINA KSENOBIOTYKI KSYLITOL KUMARYNA KWAS ALFA - LINOLENOWY KWAS DOKOZAHEKSAENOWY KWAS EIKOZAPENTAENOWY KWAS GAMMA-AMINOMASŁOWY KWAS LINOLOWY KWAS LIPONOWY KWASICA KETONOWA KWASICA METABOLICZNA KWASICA MLECZANOWA KWASU MLEKOWEGO CYKL KWAS MLEKOWY KATALAZA KLASTER Ł ŁAŃCUCH ODDECHOWY L LDL LEKTYNY LEPTYNA LEPTYNOOPORNOŚĆ LIGAND LIGNANY LIKOPEN LIMONINA LINDAN LINDANY LIPAZA LIPOLIZA LIZOSOM LIMFOCYTY M MALONOWY, DIALDEHYD MALTODEKSTRYNA MAŚLAN MASŁOWY, KWAS MCS MDA MDR – P MEDYCYNA MITOCHONDRIALNA METYLACJA METYLOKOBALAMINA MITOCHONDRIUM MITOFAGIA MLECZAN MRNA MRNA MTDNA MTHFR MTNO MTRNA N NAD NAD+ NADH NADPH NADTLENEK WODORU NADTLENOAZOTYN NEFRONU, PĘTLA NFKB NIACYNA NIESTEROIDOWE LEKI PRZECIWZAPALNE NIEZBĘDNE NIENASYCONE KWASY TŁUSZCZOWE NLPZ NMDA NNO O OKSYDAZA CYTOCHROMU C OKSYDOREDUKTAZY OKSYGENAZA HEMOWA 1 ORAC OROTOWY, KWAS OSTROPEST PLAMISTY OŚ HPA P PEKTYNY PEPSYNA PEPTYDY PEROKSYDAZY PET PIEPRZ METYSTYNOWY PIROFOSFORAN TIAMINY PIROGRONIAN PIRYDOKSYNA PIRYMIDYNY PLUSKWICA GRONIASTA POCHP PODSTAWNIK POJEMNOŚĆ ANTYOKSYDACYJNA ORGANIZMU POLIFENOLE POLISACHARYDY POSZARPANE CZERWONE WŁÓKNA PPI PRODUKT ZAAWANSOWANEJ GLIKACJI PROTEAZY PROTEOLIZA PRZECIWUTLENIACZE PURYNY PARESTEZJA PRZECIWCIAŁA Q QTC R REAKCJA ANAPLEROTYCZNA REPERFUZJA RESWERATROL RÓŻENIEC RYBOFLAWINA RYBOZA REAKCJA AUTOIMMUNOLOGICZNA RECEPTORY KOMÓRKOWE S S-100, BIAŁKA SAPONINY SIRT3 SIRTUINY SOD SOD-1 SOD-2 SOMATOLIBERTYNA SOMATOSTATYNA SSRI STATYNY STRES NITROZACYJNY STRES OKSYDACYJNY SUKRALOZA SYLIMARYNA SZCZAWIOOCTAN SIBO Ś ŚRÓDBŁONKOWY CZYNNIK WZROSTU T T3 T4 TEOBROMINA THETA, FALE MÓZGOWE TIAMINA TLENEK AZOTU (NO) TORSADE DE POINTES TRANSKOBALAMINA I TRANSKOBALAMINA II TRIJODOTYRONINA TRÓJGLICERYDY TRYPSYNA TYMINA TYROKSYNA TNF - ALFA U U, ZAŁAMEK URACYL UTLENIONE GSH V VEGF W WIELOKSZTAŁTNY CZĘSTOKURCZ KOMOROWY WOLNE RODNIKI Z ZESPÓŁ PRZEWLEKŁEGO ZMĘCZENIA ZESPÓŁ WRAŻLIWOŚCI NA WIELORAKIE SUBSTANCJE CHEMICZNE ZWYRODNIENIE PLAMKI ŻÓŁTEJ
Reklama
SpermidineLIFE®
Naturalna spermidyna w kompleksie w cynkiem i witaminą B1
Reklama
SpermidineLIFE®
Naturalna spermidyna w kompleksie w cynkiem i witaminą B1
Redakcja:
mail: redakcja@mito-med.pl
Reklama:
mail: reklama@mito-med.pl
2017 © Mito Med