Определение аутофагии
Аутофагия – переваривание поврежденных клетка органеллы и больные ткань для последующей переработки или перепрофилирования. Его древнегреческая формулировка происходит от слов «пустота» и «самопожертвование» или «съедание себя», которые точно описывают его как естественный способ обрезки дисфункциональных частей. Аутофагия тонко контролируется и направляется с помощью лизосом (у животных) или других пищеварительных факторов, которые «разъедают» клеточные компоненты. Эти клеточные компоненты могут принимать форму органелл, белковых агрегатов или дисфункциональных рибосома белки (белковые производители тела).
Часто говорят, что аутофагия является процессом саморазрушения и обычно протекает в ответ на стресс или заболевание. Стресс, как правило, возникает из-за стремления выжить во время стресса, вызванного питательными веществами, или из-за истощения энергии, или даже из-за клеточного стресса, вызванного болезнью или смертью клетки. Можно сказать, что аутофагия играет роль в восстановлении клеток и детоксикации. Все это может быть точно направлено с помощью антигенов клеточной поверхности, которые придают аутофагии роль в защите от специфических проявлений заболевания (то есть рака, диабета, аутоиммунных инфекций) и нестабильности генома.
Autophagy Pathway
Основной путь, по которому следует аутофагия, начинается с изолированной мембраны, называемой фагофором. Фагофор расширяется и окружает цели или «клеточный груз» и изолирует их в свою двойную мембрану. Затем фагофор сливается с лизосомой (у млекопитающих, вакуолями у растений), которая способствует разложению компонентов внутри лизосомальных протеаз. Аминокислоты и другие побочные продукты этого шага выходят в цитоплазма где они могут помочь построить новые молекулы позже.
С технической точки зрения, есть пять стадий, которые входят в организацию аутофагии.
- Фагофорные формы
- Белки Atg5-Atg12 конъюгируют и взаимодействуют с Atg16L внутри фагофора
- Белок LC3 модифицируется и вставляется в его мембрану
- Цели выбираются и ухудшаются (но могут быть и случайные вещи)
- Аутофагосомы сливаются с лизосомой и поглощенные молекулы распадаются
Формирование фагофора начинается с создания изолированной мембраны, ключевого шага, поскольку функция пузырька зависит от его способности поглощать содержимое. Этот процесс организован вокруг структуры, называемой PAS (пре-аутосомная структура). В макроаутофагии млекопитающих путь аутофагии начинается с этапа «инициации» с помощью PAS. Затем фагофор начинает «зародышеобразование», которое представляет собой круговорот цитозольных белков и органелл. Затем фагофор созревает в аутофагосому с добавлением LC3 в мембрану и начинает «экспансию». Следующий шаг включает слияние лизосомы, которая содержит гидролазы. В результате содержимое, которое было внутри, разбито на части, которые могут быть переработаны – процесс, называемый «вторичной переработкой питательных веществ».
Еще один примечательный факт об аутофагии состоит в том, что ранее считалось, что это всего лишь механизм, способствующий смерти. Это заблуждение пришло из свидетельств, свидетельствующих о его причастности к неапоптотической смерти. Но последние исследования показывают, что это скорее способствует жизни и выживанию, чем гибели клеток. Аутофагия возникает во всех клетках, чтобы поддерживать базальные, гомеостатические условия. В частности, клетки выполняют это для продвижения органеллы оборот, особенно когда клетки испытывают голод и нуждаются в питательных веществах. Факторами, которые играют роль в контроле аутофагии, являются питание и гормон уровни и внешние сигналы, такие как уровень кислорода и температура. Например, считалось, что аутофагия исключительно способствует нейродегенерации, но недавние исследования показывают, что она может быть защитным способом деградации неправильно функционирующих или токсичных белков в нервных клетках.
Аутофагия Пост
Аутофагия приобрела силу в связи с физическими упражнениями, диетой и постом. Все эти элементы создают стресс для нашего тела, что стимулирует самоочищение на клеточном уровне. С помощью упражнений тренировка создает небольшие надрывы в мышцах, к которым организм стремится сразу же с аутофагией, клеточным оборотом и переработкой. Это укрепляет пораженные мышцы и делает их более устойчивыми к будущим стрессорам. Одно исследование на мышах показало, что аутофагосомы становятся все более пронумерованными после тридцати минут упражнений на беговой дорожке (и тем более с восьмидесяти минутами). У людей эти отношения продолжают определяться, но, безусловно, создают прецедент. Прерывистый пост имеет аналогичные преимущества. Уровни инсулина повышаются после приема пищи у большинства модельных организмов, и, по-видимому, наблюдается низкий уровень аутофагии, связанной с высоким уровнем инсулина. Однако, когда уровни инсулина падают во время голодания, показатели аутофагии увеличиваются во много раз у мышей (и теоретически также у людей). Высокие показатели аутофагии присутствуют в молодых организмах, но со старением скорость аутофагии замедляется, и это позволяет повреждению клеток и токсичность накапливать Аналогичным образом, нейрональные клетки были изучены на мышах натощак, чтобы проверить влияние кратковременного голодания на нейродегенерацию. При голодании наблюдалось увеличение количества аутофагосом (с помощью электронной микроскопии), а также снижалось содержание фосфорилированной пуркинджи рибосомы. Все это свидетельствует о гомеостатической роли аутофагии против дегенеративных путей, которая, по-видимому, активно сбрасывается во время поста.
викторина
1. Аутофагия зависит от действия какой органеллы у млекопитающих?A. ПероксисомB. Митохондрии C. Тела ГольджиD. Лизосомы
Ответ на вопрос № 1
D верно. В отличие от растений и дрожжей, которые имеют пероксисомы и вакуоли, которые выполняют аутофагию, животные (и млекопитающие в этом случае) полагаются на лизосомы, чтобы выполнять пищеварительные роли.
2. Правильно назовите порядок шагов, вовлеченных в макроаутофагию.A. Инициирование, энуклеация, усадка, переработкаB. Инициирование, зарождение, расширение, растратаC. Инициирование, зарождение, расширение, утилизацияD. Инициирование, энуклеация, рассеивание, отходы
Ответ на вопрос № 2
С верно. Во время макроаутофагии правильный порядок этапов аутофагии, как указано в статье, начинается с этапа инициации, за которым следует зарождение мембраны, дальнейшее расширение размера везикулы и возможная рециркуляция переваренных компонентов для будущего использования.
3. С помощью упражнений / поста, аутофагии ______________.A. Увеличение / уменьшениеB. Уменьшает / увеличиваетC. Уменьшает / уменьшаетсяD. Увеличение / увеличение
Ответ на вопрос № 3
D верно. В последних исследованиях прослеживалась аутофагия с помощью электронной микроскопии, и были отмечены более высокие показатели аутофагии как во время физических упражнений, так и при кратковременном голодании. Предметом этих исследований были мыши и дрожжи, но многое может быть применено к нашему пониманию человеческих клеток.
Ссылки
- He C et al. (2012). «BCL2-регулируемая аутофагия, вызванная физическими упражнениями, необходима для мускул глюкоза гомеостаз «. Природа. 481 (7382): 1476-4687.
- Glick, D et al. (2010). «Аутофагия: клеточные и молекулярные механизмы». J Pathol. 221 (1): 3-12.
- Каур Дж. И Дебнатх Дж. (2015). «Рисунок 1: Обзор путей аутофагии млекопитающих». Nature Reviews Молекулярная клеточная биология. (16): 461-472. DOI: 10.1038 / nrm4024
- Alirezaei M et al. (2010). «Кратковременное голодание вызывает глубокую нейронную аутофагию». Аутофагия. 6 (6): 702-710.
- Манган П.Д. (2016). «Сладкое место для прерывистого поста». Миссия Co. Получено 2017-05-25 с https://themission.co/the-sweet-spot-for-intermittent-fasting-9aae12a2158c