Ariana | Blogger | X X X X

środa, 26 lutego 2020

autofagia - samoleczenie organizmu

źródło fotografii: pixabay.com

Zgodnie z definicją encyklopedii PWN, "autofagia (z greckiego: autós - sam, phagos - pożeracz), autofagocytoza - to proces pochłaniania przez komórkę uszkodzonych lub obumarłych składników własnej cytoplazmy. Są one otaczane cysternami siateczki śródplazmatycznej i zamknięte w obrębie powstających struktur, tworząc autofagosomy (pęcherzykowate twory powstające okresowo w komórce w wyniku autofagii, w których znajdują się różne składniki komórki przeznaczone do degradacji); po połączeniu z lizosomem zawartość ulega strawieniu. Autofagia zachodzi w komórkach normalnie funkcjonujących oraz w stanach patologicznych.

Lizosomy to rodzaj organelli komórek eukariotycznych. Zawierają zespół około 50 enzymów hydrolitycznych (kwaśnych hydrolaz) zdolnych do rozkładu białek, wielocukrów, kwasów nukleinowych i lipidów. Enzymy lizosomów funkcjonują w środowisku o pH około 5; przyjmują zwykle postać kulistych ciał o średnicy 0,1-5 µm i pełnią w komórce funkcje trawienne, służąc zarówno do degradacji materiału pobranego przez komórkę z zewnątrz, jak i do rozkładu jej własnych (zbędnych lub uszkodzonych) struktur. Strawiony materiał przechodzi do cytozolu (płynnej frakcji cytoplazmy), natomiast niestrawione resztki są usuwane z komórki." [1]

AUTOFAGIA 
"Autofagia jest ewolucyjnie konserwatywnym i bardzo starym procesem, wspólnym dla wszystkich komórek organizmów eukariotycznych, od jednokomórkowych drożdży do wielokomórkowych ssaków. Ten kataboliczny proces znany jest przede wszystkim jako wewnątrzkomórkowy system degradacji wielkocząsteczkowych składników cytoplazmy oraz całych organelli. Gdy strawieniu ulega część cytoplazmy, w celu zachowania równowagi w jej wielkości i składzie, autofagię określa się mianem nieselektywnej. O autofagii selektywnej (specyficznej) mówimy natomiast wtedy, gdy dochodzi do degradacji ściśle określonych struktur, takich jak:
- agregaty białek (agrefagia),
- mitochondria (mitofagia),
- retikulum endoplazmatyczne (retikulofagia),
- rybosomy (rybofagia),
- bakterii i wirusów (ksenofagia).

Proces autofagii indukowany jest na podstawowym poziomie w większości komórek, gdzie spełnia następujące funkcje:
  • jest mechanizmem adaptacyjnym do warunków stresowych, zapewniającym dopływ substancji odżywczych niezbędnych do podtrzymania najważniejszych procesów życiowych, kosztem mniej ważnych w danej chwili składników komórki;
  • pozwala na zachowanie homeostazy wewnątrzkomórkowej, uczestnicząc w procesie usuwania zbędnych lub uszkodzonych organelli oraz regulując wielkość siateczki śródplazmatycznej;
  • bierze udział w procesach swoistych tkankowo, takich jak: proces dojrzewania erytrocytów;
  • chroni organizm przed namnożeniem wielu bakterii i wirusów;
  • uczestniczy w fizjologicznych procesach rozwojowych.

W zależności od tego, w jaki sposób substrat dostarczany jest do lizosomów, wyróżniono trzy podstawowe postaci autofagii:
- mikroautofagię (jest najmniej poznaną postacią autofagii),
- autofagię zależną od białek opiekuńczych -  chaperonów (CMA),
- makroautofagię (najpowszechniej występującą postacią autofagii).

Spośród trzech postaci autofagii - makroautofagia jest procesem najczęściej spotykanym w komórkach i to jej poświęca się największą uwagę. Dlatego też przedstawione niżej rozważania dotyczą makroautofagii, określanej dla uproszczenia terminem „autofagia”.

W czasie makroautofagii fragment cytoplazmy zostaje otoczony przez formującą się podwójną błonę, kształtem przypominającym literę C, nazywaną błoną izolującą bądź fagoforem. Oba końce fagoforu wydłużają się, zamykając w swym wnętrzu część cytoplazmy wraz z białkami lub całymi organellami. Tak utworzony pęcherzyk o wielkości 300–900 nm, nazywany autofagosomem, podlega następnie procesowi dojrzewania. W trakcie dojrzewania dochodzi do fuzji autofagosomów z lizosomami, co prowadzi do powstania autofagolizosomów. To właśnie w tych strukturach zachodzi proces degradacji wielkocząsteczkowych substratów do ich podstawowych składników, jakimi są aminokwasy oraz kwasy tłuszczowe z użyciem lizosomalnych enzymów hydrolitycznych.

Proces autofagii odpowiedzialny jest za utrzymanie wewnątrzkomórkowej homeostazy i umożliwia przeżycie komórkom w warunkach stresowych; np. większość uzyskanych wyników badań ukazuje autofagię jako mechanizm, który zapobiega rozwojowi nowotworu." [2]

WIELKIE SPRZĄTANIE 
"Autofagia wykonuje swoje zadania automatycznie w odpowiedzi na sygnały, podobnie jak sprzątaczka, która bez wahania wykonuje polecenia. Komórka może umrzeć także wówczas, kiedy autofagia jest upośledzona w stopniu uniemożliwiającym usunięcie uszkodzonych organelli. Powodują one nieporządek i blokują powstanie funkcjonalnie sprawnych struktur komórkowych. Śmierć komórki następuje wówczas na drodze apoptozy (programowana śmierć komórki typu 1), jako altruistyczne wyeliminowanie się nieprawidłowej komórki dla dobra tkanki. W tym drugim przypadku autofagię można porównać z leniwą lub niesprawną sprzątaczką, która odmawia lub nie może wykonać poleceń, co prowadzi w końcu do nagromadzenia się śmieci w stopniu uniemożliwiającym wykorzystanie i działanie obiektu, jakim jest komórka. Przywrócenie uszkodzonej komórce prawidłowych funkcji wymaga więc od autofagii usunięcia dysfunkcyjnych składników, ich degradację i udostępnienie produktów degradacji aparatowi syntezy.

Prawidłowo działającą autofagię można zatem przyrównać do pedantycznej sprzątaczki, która nie tylko utrzymuje porządek i właściwe relacje pomiędzy poszczególnymi kompartmentami komórki reprezentowanymi przez jej organelle (również ich składowe), ale równocześnie dba o ich możliwe pełne, wtórne zagospodarowanie. Zauważono, że autofagia w komórkach zachodzi ciągle w niewielkim, tj. podstawowym zakresie (autofagia konstytutywna), co można uważać za coś w rodzaju „przetarcia kurzu” przez sprzątaczkę.

PODSUMOWANIE
Autofagia jest procesem fizjologicznym zachodzącym u eukariontów (rośliny, grzyby i zwierzęta), polegającym na degradacji różnych składników komórki rozpoznanych jako uszkodzone lub zbędne. W zasadzie, każdy proces prowadzący do przekazania materiału komórkowego lizosomom należy uważać za autofiagię. W zjawisku kontrolowanej autodestrukcji lizosomy pełnią rolę komórkowego „zakładu oczyszczania i utylizacji odpadów”. W pewnym uproszczeniu można uznać, że autofagia jest dla komórki „sprzątaczką” z umiejętnością recyklingu. Pomimo że o autofagii wiedziano już w latach 60. ubiegłego wieku, rodzaje autofagii (mikro-, makro- i autofagia zależna od białek opiekuńczych) oraz przebieg i mechanizmy sprawcze zostały poznane i szczegółowo opisane dopiero po wprowadzeniu nowych technik biologii molekularnej w czym szczególnie zasłużył się Yoshinori Ohsumi, uhonorowany w roku 2016 Nagrodą Nobla z Fizjologii lub Medycyny. Obecnie wiadomo, że autofagia nadzoruje ważne fizjologiczne funkcje, ale nabiera szczególnego znaczenia w warunkach stresu komórkowego, kiedy dochodzi do uszkodzenia komórki. Taka sytuacja ma miejsce w stanach chorobowych." [3]


_
Zobacz wszystkie KATEGORIE bloga, czyli powiązane wpisy.

Piśmiennictwo: 
  1. Autofagia, autofagosomy, lizosomy, cytozol; Encyklopedia PWN.
  2. Autofagia - mechanizm molekularny, apoptoza i nowotwory; J. Polewska; Katedra Technologii Leków i Biochemii, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska.
  3. Autofagia, czyli wielkie sprzątanie; A. Orzechowski; KOSMOS - Problemy Nauk Biologicznych, Nr 2, Tom 66, 2017 r.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz