Zmieniona (makro-) autofagia lub coś bardziej obrazowego zmieniona komórkowa gospodarka odpadami jest dwunastym i ostatnim znakiem starzenia się. Naukowcy rozumieją przez to, że nasze komórki nie są już w stanie pozbyć się komórkowych odpadów. Może to dotyczyć dużych kompleksów molekularnych lub całych organelli komórkowych – stąd przedrostek „makro” – ale także najmniejszych osadów, jak te, które można znaleźć na przykład w demencji Alzheimera . Dla uproszczenia w pozostałej części artykułu będziemy mówić tylko o autofagii .
Dlaczego zatem gospodarka odpadami komórkowymi odgrywa tak dużą rolę? Aby dokładniej odpowiedzieć na to pytanie, zabierzemy cię w małą podróż po ciele i przedstawimy ci różne komponenty twojego systemu usuwania odpadów. Nie daj się zniechęcić skomplikowanymi nazwami takimi jak System autophagiczno-lizosomalny czy Chaperony , tutaj wyjaśnimy ci wszystko krok po kroku. Ponadto przyjrzymy się badaniom i wyjaśnimy, dlaczego sen oraz suplementacja Spermidyną mogą być wsparciem dla słabnącego systemu recyklingu.
Czym jest autophagia?
Autophagia opisuje wewnętrzny recykling komórkowy. To całkowicie normalne, że białka lub inne składniki komórkowe w końcu tracą swoją funkcję lub przestają być potrzebne. W końcu nasze wymagania zmieniają się z biegiem czasu. Nawet nasze elektrownie komórkowe – Mitochondria – nie wytrzymują całego życia człowieka. Zadaniem autophagii jest prawidłowe rozkładanie tych pozostałości i ponowne wykorzystanie ich składników.
Nieprawidłowy rozkład, na przykład białek – utrata proteostazy – już zidentyfikowaliśmy jako Hallmark of Aging. W tym przypadku źle sfałdowane białka nie mogą być już rozwinięte. To niesie ze sobą ryzyko zlepiania się. Ponieważ jednak usuwanie białek to tylko mała część komórkowego systemu oczyszczania, oznaki starzenia zostały rozszerzone. Zmodyfikowana autofagia od ostatniej aktualizacji jest samodzielnym Hallmarkiem. Co dokładnie się z tym dzieje w starości, pokazujemy ci tutaj.
Od nożyczek po pułapki kwasowe – jak usuwany jest śmieć w naszych komórkach?
Zanim przyjrzymy się, co w starości nie działa już prawidłowo, powinniśmy najpierw dokładniej przyjrzeć się naszemu systemowi recyklingu. Jest on całkiem elegancko zaprojektowany i wykonuje swoją pracę dzień po dniu, nie zwracając na siebie uwagi.
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa główne systemy w usuwaniu odpadów komórkowych. Pierwszy nosi skomplikowaną nazwę System Ubiquitinowo-Proteasomowy (UPS) i ma dwa główne zadania. Z jednej strony oznaczanie (ubikwitynacja) źle sfałdowanych białek, a z drugiej strony proteasomy zapewniają, że te źle sfałdowane białka są ponownie rozkładane na pojedyncze aminokwasy.
Możesz wyobrazić sobie proteasomy jako rodzaj filtra, w którego wnętrzu znajdują się wysoko wyspecjalizowane nożyczki. Wszystko, co dostaje się do proteasom, jest starannie rozdzielane i następnie dostępne dla komórki jako nowy budulec.
Drugi duży system nosi nie mniej skomplikowaną nazwę System Autofagiczno-Lizosomalny.To jest bardziej złożone niż UPS, ponieważ tutaj nie tylko pojedyncze białka są rozkładane, ale w razie wątpliwości całe organelle komórkowe są rozkładane na ich składniki i następnie są one ponownie wprowadzane do metabolizmu komórkowego.
Czwarty znak starzenia opiera się w dużej mierze na niewłaściwej funkcji systemu ubikwitynowo-proteasomowego. Teraz mówimy o autofagii.
Tak jak odpady często gromadzą się w naturze, tak samo dzieje się to w miarę starzenia się ludzi.
System autofagiczno-lizosomalny
W naszych komórkach problemem nie są tylko uszkodzone białka, ale także organelle komórkowe, które już nie funkcjonują. Na temat roli ATP i mitochondriów napisaliśmy już szczegółowe artykuły, które jednak niewiele mówią o tym, co się dzieje, gdy stare mitochondria muszą zostać zniszczone.To się dzieje dzięki makroautofagii.
Również tutaj przedstawione w uproszczony sposób: wokół starego mitochondrium tworzy się osłona, którą nazywamy w całości autofagosom. Teraz mamy chronione środowisko. Jest to konieczne, aby rozkład wewnątrz komórki nie zniszczył od razu całej komórki.
W następnym kroku autofagosom łączy się z lizosomem. Jest to rodzaj małego żołądka – zawiera wiele enzymów trawiennych, których potrzebujemy, aby rozkładać złożone cząsteczki. W tym chronionym środowisku wszystko jest teraz rozdrabniane, a jak zawsze w biologii, pojawia się teraz nowa nazwa. Autolizosom to połączenie autofagosomu i lizosomu.
Po trawieniu wszystko, co nadaje się do ponownego wykorzystania, jest dostarczane do komórki, a odpady są transportowane z płynem limfatycznym.
Lipofuscyna – gdy można dosłownie zobaczyć wiek
W wieku nasz wysoko wyspecjalizowany system recyklingu nie nadąża. Jeśli pozostaniemy przy lizosomach, widać to wyraźnie. Oprócz swojej roli jako „ niszczyciel śmieci”, te organelle komórkowe mogą również wchłaniać duże białka, które nie mają już funkcji w komórce, ale są zbyt duże, aby mogły być transportowane limfą lub przez krwiobieg. Ten „specjalny odpad” jest w komórce przechowywany w małych kapsułkach, zwanych „granulami”.
Patrząc na stare komórki nerwowe lub mięśniowe pod mikroskopem, można zobaczyć wiele z tych ciemnych punktów. W dużej mierze są to lipofuscyny. Składa się głównie z uszkodzonych mitochondriów, które nie mogą być już prawidłowo rozkładane. Komórkowe odpady „zatyka” komórkę, ograniczając w ten sposób jej funkcję. To prawdopodobnie jeden z powodów, dla których dochodzi do dysfunkcji mitochondrialnej w podeszłym wieku.
Plamy starcze można zobaczyć nie tylko w mikroskopie w komórkach nerwowych, ale także na starzejącej się skórze.
Alzheimer – jeden z najbardziej znanych przykładów niewłaściwego usuwania odpadów
Kolejną chorobą, która wiąże się z niewłaściwym usuwaniem odpadów, jest demencja Alzheimer. Dochodzi tutaj do odkładania się tzw. płytek amyloidowych. W wyniku niewłaściwego rozkładu te kompleksy gromadzą się w komórkach nerwowych i „zaśmiecają” je.
Dodatkowo u pacjentów z Alzheimerem białko Tau jest zmienione – białko, które jest ważne dla stabilności komórek. Skutkiem tego jest niestabilna komórka i obumieranie neuronów.
Alzheimer stał się chorobą społeczną przez dziesięciolecia. Czynniki ryzyka są częściowo genetyczne, a częściowo związane z stylem życia. Błędne usuwanie odpadów odgrywa w każdym razie ważną rolę w powstawaniu tej dotychczas nieuleczalnej choroby.
Sen – długo niedoceniane lekarstwo
Istnieje wiele sposobów, aby pomóc naszemu ciału w autofagii. Jednym z bardzo obiecujących jest odpowiednia ilość snu. Podczas gdy spokojnie śpimy, w naszym mózgu odbywa się sprzątanie. Tak zwany układ glifmatyczny dba o to, aby odpady z dnia były usuwane.
Długo czas sen był w medycynie traktowany nieco po macoszemu, jednak obecnie wiadomo, że sen jest niezwykle ważny dla naszego zdrowia. Jeśli przez miesiące lub lata nie śpimy wystarczająco, nie można prawidłowo usunąć komórkowych odpadów, a ryzyko wystąpienia choroby Alzheimera wzrasta.
Mitochondria i autofagia – gdy brakuje siły w starszym wieku
Już przy plamach starczych, Lipofuscynie, widzieliśmy, co się dzieje ze starymi mitochondriami, które nie mogą być już prawidłowo rozkładane. Wadliwe mitochondria oraz ich niedobór są związane z typowymi objawami starzenia się, takimi jak niewydolność serca, ale także są jednym z czynników powodujących starcze osłabienie mięśni.
Jednym z najważniejszych molekuł w mitochondriach jest NAD. Jest on zaangażowany w niezliczone procesy metaboliczne – przede wszystkim centralny dla dostarczania energii. Podobnie jak mitochondria, zawartość NAD zmniejsza się z wiekiem. Można to z.B. ustalić testami NAD, , które mierzą stężenie NAD we krwi.
Badania wykazały, że podawanie prekursorów NAD , , takich jak te zawarte w NAD Boosterach, nie tylko przywraca poziomy NAD, ale także zwiększa autophagię. W eksperymentach na zwierzętach wydłużyło to nawet życie.
regeNAD to innowacyjnie sformułowany kompleks zwiększający poziom NAD - z Luteolin i Apigenin.
Post – zastrzyk autophagii
Również rezygnacja z jedzenia w formie postu, może być korzystna dla naszego ciała. O różnych formach postu i molekularnych skutkach już pisaliśmy w osobnym artykule, dlatego tutaj tylko krótka wersja.
Gdy jesteśmy w stanie postu, wydaje się, że jest to dla naszego ciała rodzaj sygnału startowego do recyklingu starego materiału. W końcu obecnie nie dostarczamy żadnego jedzenia. W krótkim czasie aktywowane są zatem chaperony. Chaperony to wyspecjalizowane białka, które głównie zajmują się prawidłowym fałdowaniem białek. Odgrywają jednak również rolę w autophagii, transportując białka, których nie mogą już prawidłowo sfałdować, do lizosomów, co zapewnia ich rozkład. Prawdziwi kawalerowie zatem.
Post przerywany zapewnia różne sposoby, aby nasz organizm uruchomił własny system recyklingu. Czy to poprzez aktywację Sirtuin, , nad którymi Dr. David Sinclair prowadził badania, czy poprzez system chaperonowy.
Spermidyna – obiecująca cząsteczka
Kolejnym, bardzo interesującym podejściem do stymulacji autofagii w starości jest suplementacja własną cząsteczką organizmu, spermidyną. . Cząsteczka ta została już pomyślnie przetestowana w kilku badaniach na zwierzętach i zwiększała tam recykling komórkowy. Szczególnie dla zdrowia komórek sercowych spermidyna wydaje się być korzystna, dlatego badania nad tym prowadzone są również u ludzi. U myszy suplementacja spermidyną już przyniosła wydłużenie życia o 25%.Również żywność bogata w spermidynę u ludzi została powiązana z lepszym zdrowiem.
Naturalna substancja spermidyna jest według badań ściśle związana z autofagią - procesem, którego odkrycie kilka lat temu zostało uhonorowane Nagrodą Nobla.
Wnioski dotyczące autofagii
Nasze komórkowe systemy usuwania odpadów są niezwykle złożone i wydaje się, że w miarę starzenia się są przytłoczone ilością odpadów. Objawia się to powstawaniem niektórych chorób związanych z wiekiem. Nie jesteśmy jednak całkowicie bezsilni. Istnieją sposoby na zwiększenie autofagii jako jednego z oznak starzenia, czy to przez post, sport, kapsułki spermidyny czy prekursory NAD.
Możemy być ciekawi, jakie nowe podejścia pojawią się na rynku w nadchodzących latach i czy będziemy w stanie zapobiegać chorobom, takim jak Alzheimer, w przyszłości.
To był ostatni artykuł z serii Hallmarks of Aging.
