Аутофагия: что такое, как запустить, плюсы и минусы клеточного процесса
© iStock.com / Biserka Stojanovic
Оглавление
- Аутофагия
- История открытия аутофагии
- Как работает механизм
- Типы аутофагии
- Макроаутофагия
- Микроаутофагия
- Шаперон-опосредованная аутофагия
- Как запустить аутофагию
- Регуляция аутофагии
- Что тормозит аутофагию
- Методы исследования аутофагии
- Плюсы и минусы для организма
- Нобелевская премия за исследование аутофагии
- Перспективы и будущее исследований аутофагии
- Мнение эксперта
МОСКВА, 28 мая — РИА Новости. Аутофагия — процесс самоочищения в организме, при котором клетки самостоятельно удаляют нежелательные компоненты, используя их для повторного производства энергии и строительного материала. Что это такое простыми словами, как правильно запустить аутофагию: физические нагрузки, интервальное голодание, правильное питание. Кто получил нобелевскую премию в области медицины за глубокое исследование аутофагии, — в материале РИА Новости.
Аутофагия
Аутофагия (от греческих слов "auto" — сам и "phagein" — есть) — это процесс, при котором клетки разлагают и перерабатывают свои собственные структуры и органеллы. Этот процесс играет важную роль в очистке клеток от поврежденных или устаревших компонентов, обеспечивает клеткам необходимые ресурсы в условиях стресса, голодания или других экстремальных ситуаций.
«
- Представьте, что в комнате есть мусор, который накапливается со временем. Вместо того, чтобы позволить ему загромождать пространство, вы регулярно собираете этот мусор, перерабатываете и используете полезные материалы снова. Именно это и делает аутофагия внутри клеток, — объясняет врач-терапевт цифровой клиники ВСК, диетолог Алина Красикова.
История открытия аутофагии
По словам химика-технолога Елизаветы Бондарь, история открытия аутофагии связана с работами ученых Кристиана де Дюва и Йошинори Осуми, которые внесли значительный вклад в понимание этого процесса. Последний в 2016 году за исследования в области аутофагии получил Нобелевскую премию по медицине.
«
“Аутофагия была впервые замечена в 1960-х годах, а термин предложил бельгийский цитолог Кристиан де Дюв в 1963 году. Первые наблюдения этого процесса проводились с помощью электронного микроскопа, что позволило увидеть аутофагосомы внутри клеток”, — рассказывает Алина Красикова.
Как работает механизм
Механизм работы аутофагии включает несколько этапов: образование двойного мембранного пузыря (фагофора), захват цитоплазматического материала, слияние пузыря с лизосомой (образование автолизосомы) и разложение содержимого пузыря лизосомальными ферментами.
© iStock.com / peakSTOCK
Забор крови на анализ
«
- Когда клетка обнаруживает поврежденные или ненужные части, такие как старые белки или органеллы, она заключает их в специальную мембрану, образуя структуру, называемую аутофагосомой. Затем эта аутофагосома сливается с лизосомой — органеллой, содержащей ферменты, способные разрушать и перерабатывать клеточные компоненты. В результате этого процесса из старого "мусора" клетка получает новые строительные блоки, которые могут быть использованы для создания новых белков и органелл, — объясняет Алина Красикова.
Типы аутофагии
Существуют различные типы аутофагии, такие как макроаутофагия, микроаутофагия и шаперон-опосредованная аутофагия, каждый из которых имеет свои особенности и функции.
Макроаутофагия
Крупные макромолекулы и обломки клеточных мембран попадают в лизосому, клетка расщепляет их при нехватке энергии или строительного материала. С помощью этого процесса она способна обновлять свой неядерный материал, разрушая старые структуры и создавая новые. Именно механизмы макроаутофагии наиболее изучены, а их нарушение ассоциировано с развитием целого ряда заболеваний.
Микроаутофагия
При микроаутофагии участки лизосом образуют впячивания и поглащают небольшие макромолекулы, иначе этот процесс называют базальной аутофагией, так как она поддерживается в организме на постоянном уровне. Микроаутофагия необходима, когда клеткам не хватает энергии, именно так, питаясь небольшими участками цитоплазмы, образуют энергию дрожжи.
Шаперон-опосредованная аутофагия
Этот тип аутофагии не требует перестройки мембраны клетки, “мусор” переносится внутрь лизосомы белками-шаперонами, но таким образом можно доставить только растворимые цитозольные белки, которые должны перед этим пройти процесс развертывания, для того, чтобы попасть внутрь клетки. Этот процесс часто является реакцией на стресс.
Как запустить аутофагию
© iStock.com / Grandbrothers
Интервально голодание
Аутофагия активируется в организме в ответ на различные условия, такие как голодание, физическая активность и стресс. Алина Красикова приводит несколько способов, которые могут помочь стимулировать аутофагию:
- Периоды голодания или ограничения калорий могут способствовать активации аутофагии. Например, интервальное голодание или длительные перерывы между приемами пищи могут сигнализировать клеткам начать процесс аутофагии.
- Умеренная физическая нагрузка также может стимулировать аутофагию. Регулярные упражнения помогают активизировать этот процесс в клетках мышц и других тканей.
- Некоторые продукты, такие как зеленый чай, кофе и специи (например, куркума), содержат компоненты, которые могут способствовать активации аутофагии.
- Избыток сахара и углеводов в рационе питания может подавлять аутофагию, поэтому уменьшение их потребления может быть полезным.
- Гидратация играет важную роль в многих биологических процессах. Поэтому употребление достаточного количества воды в течение дня также может быть важным для поддержания здоровья клеток и стимулирования аутофагии.
«
“Важно помнить, что запуск аутофагии должен осуществляться в соответствии с индивидуальными потребностями и состоянием здоровья. Перед изменением рациона или образа жизни всегда рекомендуется проконсультироваться с врачом”, — предупреждает эксперт.
Регуляция аутофагии
Алина Красикова предупреждает, что необходимо соблюдать осторожность и не увлекаться экстремальными методами стимуляции аутофагии без достаточного научного обоснования. В настоящее время, хотя исследования в этой области обнадеживают, четких клинических данных о долгосрочных последствиях активации аутофагии у людей еще недостаточно.
«
- Поэтому я считаю, что использование стратегий, которые естественно стимулируют аутофагию, таких как сбалансированное питание, умеренная физическая активность и адекватный режим приема пищи и жидкости, является разумным подходом. Это позволяет получить пользу от аутофагии, не подвергая себя риску нежелательных последствий, — отмечает врач.
© iStock.com / andreswd
Женщина во время утренней зарядки
По словам Елизаветы Бондарь, несбалансированная аутофагия может быть связана с различными заболеваниями, такими как рак, болезни нервной системы, диабет и др. Поэтому правильная регуляция этого процесса имеет важное значение для поддержания здоровья организма.
Что тормозит аутофагию
По словам экспертов, процесс аутофагии замедляют неправильное питание и режим дня, отсутствие физической нагрузки, присутствие в пищевом рационе большого количества сахара, промышленных продуктов и некачественной белковой пищи.
Методы исследования аутофагии
Исследование аутофагии проводится с использованием различных методов, включая микроскопию, биохимические анализы, генетические исследования и другие.
Плюсы и минусы для организма
Елизавета Бондарь считает, что аутофагия положительно влияет на организм, очищая клетки от поврежденных структур, поддерживая гомеостаз и участвуя в обновлении тканей. Однако избыточная активация процесса может быть вредной для человека.
К положительным сторонам аутофагии также можно отнести:
- Контролируемый процесс снижает вероятность возникновения нейродегенеративных заболеваний и улучшает передачу нервных сигналов.
- В зависимости от вида и стадии заболевания, аутофагия может уменьшить развитие заболеваний печени.
- Белки, которые участвуют в аутофагии, регулируют секрецию различных гормонов, цитокинов и нейротрансмиттеров, которые в свою очередь балансируют потребление питательных веществ и энергии в организме.
- Основная функция аутофагии — это разложение и удаление вторгшихся вирусов.
- Контролируемая аутофагия может помочь замедлить процесс старения клеток и увеличить продолжительность жизни.
- Аутофагия снижает окислительный стресс при помощи удаления поврежденных белков и митохондрий.
© iStock.com / Valeriy_G
Девушка пьет воду
Но не контролируемые самостоятельные попытки простимулировать аутофагию могут привести к усугублению существующих заболеваний и в целом ухудшить здоровье.
Нобелевская премия за исследование аутофагии
В 1990-х годах японский ученый Йошинори Осуми сделал значительный прорыв в изучении аутофагии, используя дрожжи для идентификации генов, необходимых для этого процесса. За что в 2016 году ему была присуждена нобелевская премия по медицине.
Перспективы и будущее исследований аутофагии
Исследования в области аутофагии представляют огромный потенциал для понимания множества биологических процессов и разработки новых подходов к лечению различных заболеваний. Алина Красикова приводит несколько перспектив и будущих направлений исследований в этой области:
- Понимание механизмов аутофагии может помочь в разработке стратегий продления здоровой жизни и предотвращении возрастных заболеваний. Исследования показывают, что активация аутофагии способствовует уменьшению риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, рака, диабета и нейродегенеративных расстройств.
- Аутофагия может стать целью для новых методов лечения различных заболеваний. Исследователи изучают возможность использования препаратов или методов, которые могут модулировать аутофагию, для лечения болезней, таких как рак, болезнь Альцгеймера, Паркинсона, инфекционные заболевания и другие.
- Развитие новых методов и технологий, например, супер-разрешающей микроскопии, генной инженерии и молекулярных методов, позволяет более глубоко изучать механизмы аутофагии и их влияние на различные аспекты клеточной биологии.
- Исследования показывают, что аутофагия играет важную роль в регуляции метаболизма, в том числе в обмене веществ, контроле веса и уровне глюкозы в крови. Понимание этой связи может привести к разработке новых методов лечения ожирения, сахарного диабета и других метаболических заболеваний.
Мнение эксперта
- Мое личное отношение к аутофагии можно описать как уважение к ее потенциалу и понимание ее важности для здоровья клеток и организма в целом. Считаю, что аутофагия — это фундаментальный процесс, который играет ключевую роль в поддержании клеточного здоровья, борьбе с инфекциями и защите от различных болезней. В целом, я смотрю на аутофагию как на мощный механизм самоочищения организма, который представляет огромный потенциал для улучшения здоровья и борьбы с болезнями. Однако, следует помнить о важности осторожного и осознанного подхода к его использованию, ориентированного на достижение баланса между пользой и риском, — говорит Алина Красикова.
