Autofagie: scurt ghid pe intelesul tuturor

Studiile si cercetarile desfasurate in domeniul medical de-a lungul anilor au permis avansarea tehnologiei si aparitia de noi perspective in abordare terapeutica a unui numar extins de patologii. Din punct de vedere al metabolismului, stimularea autofagiei poate asocia efecte benefice in anumite patologii prin capacitatea sa de indepartare a toxinelor, celulelor anormale si a detritusurilor celulare de la nivelul organismului.
Autofagie: scurt ghid pe intelesul tuturor

Descoperit initial in 1962 de catre K. Porter prin observarea efectelor glucagonului asupra ficatului de sobolan, procesul a fost denumit la scurt timp in 1963 de catre biochimistul de origine belgiana C. De Duve autofagie. Denumirea provine din limba greaca si semnifica „autodigerare”, iar procesul de autofagie este larg raspandit in natura fiind regasit pe linie evolutiva la toate celulele eucariote.

Cuprins

Ce este autofagia?

Autofagia constituie un proces fiziologic in decursul caruia sunt distruse celulele senescente (imbatranite), lezate si uzate, alaturi de proteinele anormale si alte substante cu potential daunator regasite in alcatuirea acestora. Produsii obtinuti dupa descompunerea acestor celule sunt recuperati și reciclati, astfel incat sa poate fi utilizati in cadrul proceselor de reparare si regenerare ale organismului.

Cum se desfasoara procesul de autofagie?

Procesul de autofagie este realizat cu ajutorul unor proteine specifice care intra in alcatuirea autofagozomilor (vezicule cu membrana dubla) si al lizozomilor. Organitele celulare (celulele care trebuie distruse) sunt inglobate initial la nivelul autofagozomilor si sunt prezentate ulterior lizozomilor pentru a fi degradate in mod corespunzator si indepartate din organism.

Prima etapa a acestui proces implica formarea unui fagopor care este urmata de elongarea acestuia si maturarea autofagozomului si asimilarea continutului celular. Ultima etapa consta in fuzionarea lizozomilor cu autofagozomii maturi cu formarea unui compartiment unic numit autolizozom. La nivelul autolizozomului au loc procese de descompunere ale celulelor senescente cu reutilizarea materiei prime obtinute in procesele de regenerare ale organismului.

Rolul si beneficiile autofagiei

In afara rolului sau de indepartare a celulelor imbatranite ale organismului, autofagia reprezinta un proces complex prin intermediul caruia sunt distrusi numerosi factori de agresiune externa de tip bacterian sau viral si constituie o componenta importanta a sistemului de apararea al organismului. In plus, acest proces previne aparitia patologiilor oncologice prin indepartarea celulelor care prezinta mutatii si asociaza potential de malignizare.

Studiile desfasurate pana la momentul actual atesta importanta unei bune desfasurari a procesului de autofagie in prevenirea unei serii extinse de patologii care includ cancerul, miopatiile, bolile neurodegenerative, diabetul si patologiile inflamatorii.

Cum poate fi stimulata autofagia?

Autofagia constituie un proces fiziologic care este reglat prin intermediul stresului oxidativ, al infometarii si al hipoxiei (diminuarea aportului de oxigen catre celule). In urma cercetarilor efectuate a fost emisa o ipoteza conform careia stimularea procesului pentru maximizarea efectelor benefice ale acestuia poate fi obtinuta si farmacologic (prin administrarea anumitor substante medicamentoase), avand ca scop regenerarea tesuturilor partial imbatranite, prevenirea patologiilor oncologice si cresterea capacitatii de functionare a sistemului imunitar.

Principalele modalitati prin care poate fi indusa autofagia includ:

  • Fastingul sau postul intermitent - acest proces implica restrictia alimentara pentru o perioada de 14-16 ore pe durata carora se poate consuma doar apa
  • Restrictia calorica - adoptarea unui regim alimentar sarac in calorii reprezinta o modalitate de inducere a autofagiei mai putin drastica in comparatie cu fastingul, fiind mai usor de tolerat de catre anumite persoane. Pentru a obtine efectul scontat, restrictia calorica trebuie adoptata pentru o perioada de timp care poate fi cuprinsa intre 24 de ore si 3 saptamani si sa asigure un maxim de 30% din necesarul caloric zilnic al persoanei in cauza
  • Adoptarea unei diete alimentare bogate in grasimi cu un continut scazut de carbohidrati (cunoscuta si sub denumirea de dieta ketogenica). In mod fiziologic, energia necesara proceselor metabolice este obtinuta prin degradarea carbohidratilor, insa in absenta acestora, organismul utilizeaza grasimi, acest switch fiind responsabil de initierea procesului de autofagie
  • Efectuarea de exercitii fizice intense - cresterea gradului de efort fizic prin practicarea diferitelor tipuri de exercitii solicitante au ca efect aparitia unui stres asupra musculaturii striate cu inducerea autofagiei.

Este de mentionat faptul ca aceste metode de inducere ale procesului de autofagie nu sunt recomandate in perioada de sarcina, alaptare sau persoanelor diagnosticate cu diabet zaharat din cauza efectelor nedorite care pot aparea.

Legatura dintre postul intermitent si autofagie

Rezultatele obtinute pana in prezent sugereaza faptul ca autofagia obtinuta prin fasting intermitent diminueaza riscul de aparitie al infarctului miocardic acut, accidentului vascular cerebral si al patologiilor oncologice.

Un fasting realizat in mod corespunzator presupune sistarea completa a aportului caloric timp de 16 ore, ingestia alimentelor avand loc numai pe durata a 8 ore din zi. Aceasta metoda de inducere a procesului de autofagie nu este recomandata tuturor persoanelor si trebuie adoptata numai la indrumarea medicului curant, deoarece poate cauza aparitia unor dezechilibre metabolice importante dificil de corectat.

Postul intermitent corect realizat declanseaza procesele de autofagie in timpul carora organismul incepe sa consume din propriile resurse pentru a obtine energie, activand in acelasi timp procesele de indepartare ale „gunoiului celular” din organism, insa mecanismele exacte prin care au loc aceste schimbari nu sunt complet elucidate.

Autofagia si cancerul

In prezent exista in desfasurare mai multe studii prin intermediul carora se incearca imbunatatirea strategiilor de tratament la pacientii oncologici care, de regula, implica chimioterapie si radioterapie cu efect toxic inalt asupra organismului. Autofagia reprezinta un proces care poate suprima sau promova dezvoltarea tumorilor in functie de stadiul de evolutie al bolii si de tipul celulelor canceroase prezente.

Autofagia poate contribui la diminuarea metastazelor in primele etape ale diseminarii celulelor maligne prin stimularea raspunsului imun inflamator al organismului impotriva formatiunilor tumorale. Suplimentar, acest proces limiteaza necroza tumorala si expansiunea celulelor maligne dormante care determina aparitia micrometastazelor. In cazul patologiilor oncologice aflate in stadiu avansat, autofagia poate creste rata de supravietuire a celulelor maligne detasate de tumora primara prin sustinerea diseminarii acestora la distanta de formatiunea primara.

Restrictia nutritionala pentru initierea autofagiei reprezinta una din strategiile de tratament adjuvant adresate pacientilor oncologici, care se afla inca in curs de cercetare si dezvoltare, fiind implementata doar la nivel experimental.

Bolile degenerative si autofagia

Afectiunile degenerative ale sistemului nervos central de tipul dementei frontotemporale, bolii Huntington, Parkinson si Alzheimer sunt generate de acumularea anumitor proteine la nivel neuronal cu afectarea atat a functiei motorii, cat si a celei cognitive. Autofagia poate prezenta efect benefic in cazul acestor patologii datorita capacitatii acestui proces de a indeparta agregatele proteice neurotoxice de la nivel neuronal, cu diminuarea simptomatologiei clinice a pacientului si incetinirea progresului bolii. Studiile observationale au demonstrat rolul citoprotectiv al autofagiei care previne acumularea de α-synuclein la pacientii cu Parkinson si indeparteaza agregatele de amyloid-β cu efect neurotoxic.

Autofagia constituie un proces complex care poate prezenta atat efecte benefice, cat si nocive asupra homeostaziei celulare si necesita studii suplimentare in vederea elucidarii mecanismelor exacte care fac diferenta intre cele 2 aspecte. Anumite boli genetice rare de tipul miopatiei X linkate cu autofagie excesiva constituie doar una dintre afectiunile aflate in curs de cercetare pentru evidentierea rolului exact al genelor implicate in sinteza lizozomilor care asigura desfasurarea acestui proces.

 

Referinte:

Data publicării 20.12.2024