Ang Autophagy ay ang proseso kung saan ginagamit ng mga eukaryotic cell ang kanilang mga panloob na sangkap sa pamamagitan ng "pagtunaw" sa kanila ng mga lysosomal enzymes. Ito ay isang tuluy-tuloy na proseso na nagpapanatili ng balanse sa pagitan ng synthesis at degradation at nagbibigay ng mga kinakailangang kondisyon para sa normal na paglaki, pag-unlad at pagkamatay ng cellular. Sa artikulong ito, ine-generalize namin ang konsepto ng autophagy sa pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga living system at iminumungkahi ang termino protophagy upang sumangguni sa mga prokaryotic na proseso tulad ng autophagy.

Autophagy (mula sa Griyegong αυτος - "sarili" at φαγειν - "meron": kumakain ng sarili) ay isang mekanismo ng cellular para sa pag-recycle ng labis o nasirang mga protina, mga complex ng protina at mga cellular organelle, na isinasagawa ng mga lysosome ng parehong cell. Ang ganitong paggamit ay gumaganap ng ilang mahahalagang tungkulin, kabilang ang pagkuha ng mga sustansya sa panahon ng pag-aayuno, pagsuporta sa cellular homeostasis at cellular immunity, pagsasagawa ng apoptosis, atbp. .

Karaniwan ang termino autophagy ginamit upang ilarawan ang mga intracellular na proseso. Gayunpaman, sa isang tiyak na kahulugan, maaari din itong isaalang-alang bilang isang pangkalahatang prinsipyo na gumagana hindi lamang sa antas ng mga eukaryotic na selula, kundi pati na rin sa mga biosystem sa iba pang mga antas, tulad ng isang organismo, isang populasyon, o kahit na ang biosphere sa kabuuan. . At sa lahat ng antas ng samahan ng mga nabubuhay na bagay, maraming mga kilalang proseso ang maaaring maiugnay sa prinsipyo ng autophagy, lalo na, ang regulasyon ng aktibidad ng buhay ng mga kolonya ng bakterya. Dito ay isasaalang-alang natin ang autophagy sa isang mas malawak na kahulugan - bilang ang proseso ng isang biological system na sumisipsip ng bahagi nito upang mapanatili ang sarili nitong istraktura at mahahalagang aktibidad. Sa katunayan: lumilitaw ang mga prosesong katulad ng autophagy sa iba't ibang "sahig" ng bagay na may buhay ( cm. mga halimbawa sa talahanayan 1):

• sa mga eukaryotic cell (bilang mga komunidad ng mga organelles);
• sa mga organismo (bilang mga komunidad ng mga selula at tisyu);
• sa mga ecosystem (bilang mga komunidad ng mga buhay na organismo), at sa wakas;
• sa buong biosphere (bilang isang hanay ng mga ecosystem).

Halimbawa, sa antas ng katawan, ang isa sa mga pagpapakita ng autophagy ay ang metabolismo ng subcutaneous fat, kapag ang katawan, sa panahon ng pag-aayuno, ay kumakain ng bahagi nito (adipose tissue) na may muling pamamahagi ng inilabas na enerhiya. Ang isa pang halimbawa ay apoptosis - ang kinokontrol na "pagpapatiwakal" ng mga selula na kinakailangan para sa tamang pag-unlad ng anumang organismo ng halaman o hayop.

Ang Autophagy ay naroroon din sa antas ng ecosystem. Kung paanong ang isang eukaryotic cell ay patuloy na nagre-recycle ng mga luma o may sira na organelles, sa mga ecosystem ang ilang mga organismo ay "kinakain" at nagsisilbing isang mapagkukunan ng enerhiya para sa iba. Ang siklo ng enerhiya at bagay na ito sa biosphere ay kilala sa ilalim ng terminong "trophic chain," na maaaring tukuyin bilang ang patuloy na muling pamamahagi ng biological na materyal sa loob ng mga ekosistema.

Ang mga halimbawa sa itaas ay katulad ng autophagy dahil sinasakripisyo nila ang bahagi ng system upang mapanatili ang katatagan ng kabuuan. Kung paanong ang autophagy ay kinakailangan ng eukaryotic cell upang mapanatili ang buhay sa mga oras ng nutrient deprivation, ang fat burning ng katawan at ecosystem food chain ay kinakailangan upang umangkop sa pana-panahong kakulangan ng enerhiya at patatagin ang metabolismo ng enerhiya.

Ang isa pang pangunahing pag-andar ng mga proseso tulad ng autophagy ay ang pag-renew ng mga bahagi ng system upang mapanatili ang katatagan nito sa kabuuan (homeostasis). Ang buhay ng anumang magkakaibang komunidad ay mas mahaba kaysa sa buhay ng mga indibidwal na bahagi nito - dito kinakailangan ang isang mekanismo para sa pagpapanatili ng katatagan. Ang katatagan ng mga biosystem ay nakakamit sa pamamagitan ng patuloy na pag-renew ng mga bahagi sa pamamagitan ng autophagy. Ang patuloy na pag-recycle ng mga lumang sangkap ay nagpapanibago sa biosystem at nagbibigay-daan din sa iyo na maglagay muli ng mga reserbang enerhiya. Ang parehong prinsipyo ay ginagamit sa iba pang mga antas: sa isang eukaryotic cell, ang mga organel na ginugol ang kanilang mga mapagkukunan ay natutunaw ng mga lysosome, na nagbibigay-daan sa mga bago. Sa antas ng katawan, ang mga nasirang selula ay inaalis ng apoptosis o ang immune system. Sa mga ecosystem, ang mga ugnayan ng predator-prey ay hindi lamang nagpapanatili ng mga bilang ng mga predatory species, ngunit kinokontrol din ang homeostasis ng buong ecosystem, nililinis ito ng mga mahihina at may sakit na hayop at pinoprotektahan ang mga species mula sa pagkabulok.

Ang Autophagy ay isang karaniwang mekanismo na ginagamit sa iba't ibang antas ng biosphere. halos bawat buhay na sistema ay gumagamit ng mga prosesong katulad ng autophagy para sa kaligtasan ng buhay at self-regulation. Dito ginamit namin ang salita "halos", dahil ang autophagy ay hindi pa inilarawan sa mga prokaryotes. Isinasaalang-alang ang papel ng autophagy sa lahat ng iba pang mga biosystem, ang kawalan nito sa mga prokaryote ay tila kakaiba, upang sabihin ang hindi bababa sa. Sa artikulong ito susubukan naming ipakita na ang mga prokaryote ay walang pagbubukod, at mayroon din silang analogue ng autophagy, ngunit maaari lamang itong makita kung isasaalang-alang namin ang mga prokaryotic na komunidad hindi bilang mga solong selula, ngunit bilang mga multicellular na "organismo".

Ang mga prokaryote bilang mga multicellular na organismo

Ngayon, sapat na data ang nakolekta na sa likas na katangian ng mga prokaryote ay hindi umiiral sa anyo ng mga nakahiwalay na mga cell, ngunit sa anyo ng mga kumplikadong microbial na komunidad. Ang matapang na ideyang ito ay unang iniharap noong dekada 80 ng ikadalawampu siglo, at ngayon ito ay sinusuportahan ng isang matatag na baseng pang-eksperimento. Ang mga likas na kolonya ng mga prokaryote ay may analogue ng endocrine signaling sa loob ng komunidad (hal. kahulugan ng korum), pagkita ng kaibhan ng mga cell sa mga espesyal na subspecies, pati na rin ang mga kumplikadong pattern ng kolektibong pag-uugali (pinagsamang pangangaso, kolektibong pagtunaw ng biktima, kolektibong paglaban sa mga antibiotics, atbp.). Ang Autophagy, bilang isang katangian ng magkakaibang mga komunidad, ay maaaring isa pang item sa listahang ito.

Kung ang bacterial colony ay iisang biosystem, ang elemento nito ay magiging isang bacterium. Katulad ng eukaryotic organelle, ang prokaryotic cell ay maaaring ituring na pinakasimpleng elemento ng bacterial community, na napapalibutan ng lamad (at cell wall). Ang pagpapalagay na ito ay humahantong sa isang kawili-wiling konklusyon: ang autophagy ay dapat hanapin hindi sa loob ng bacterial cell, ngunit sa loob ng bacterial colony. Sa katunayan, ang mga "autophagic" na proseso ay kilala sa mga prokaryotic colonies, bagaman sa ilalim ng iba pang mga pangalan - bacterial cannibalism, bacterial altruism, autolysis o programmed cell death. Ang bacterial cannibalism ay unang inilarawan bilang isang bacterial colony's response sa nutrient deprivation (tingnan ang sidebar). Ang biological na mekanismo na nag-trigger ng autophagy sa kasong ito ay matatagpuan sa maraming mga species ng bakterya - ito ang tinatawag na toxin-antitoxin system. Ang kakanyahan nito ay na sa panahon ng gutom, ang kolonya ay nagli-lyses ("digest") bahagi ng mga selula nito upang ang natitirang bakterya ay makatanggap ng sapat na pagkain upang mabuhay. Kaya, ang kolonya ay nakakaranas ng kakulangan ng mga mapagkukunan o panlabas na hindi kanais-nais na mga kondisyon.

"Autophagy" sa bacteria

Ang mga karaniwang pattern ng autophagic ay inilarawan sa antas ng molekular sa maraming bakterya. Halimbawa, kapag may kakulangan sa pagkain, ang ilan sa mga bakterya sa kolonya ay naglalabas ng lason sa kapaligiran. Gayunpaman, ilan lamang sa kanila ang may kakayahang gumawa ng molekula antitoxin- isang protina na nagne-neutralize sa lason kapag ito ay pumasok sa cell. Ang mga naturang selula ay nabubuhay at sumisipsip ng natitira, pinapatay at na-lysed ng lason. Nagbibigay ito sa mga nakaligtas ng enerhiya na kailangan para sa sporulation. Ang mga katulad na proseso ay natagpuan sa maraming uri ng bakterya.

Para sa kadalian ng paglalarawan ipapakilala natin ang termino protophagy bilang isang kolektibong kasingkahulugan para sa mga proseso ng bacterial cannibalism, altruism, autolysis at programmed cell death. Ang prokaryotic na komunidad ay isang mahalagang biosystem na, kung kinakailangan, nagpoproseso ng bahagi ng sarili nito upang mapanatili ang katatagan. Sa protophagy, ang autophagosome (membrane vesicle na may mga degradation na produkto) ay ang prokaryotic cell mismo. Ang protophagy sa maraming paraan ay katulad ng autophagy sa mga eukaryotes (Larawan 1):

• ang parehong mga proseso ay gumagana sa magkatulad na laki ng "vesicles" (ang laki ng isang bacterium ay humigit-kumulang katumbas ng laki ng isang mitochondrion o peroxisome);
• parehong pro- at autophagy ay isinaaktibo ng mga katulad na signal (pag-aayuno o stress);
• ang parehong mga proseso ay isinasagawa ayon sa parehong prinsipyo (regulated consumption ng bahagi nito ng biosystem);
• ang parehong mga proseso ay nagsisilbi sa isang karaniwang layunin (ang kaligtasan ng biosystem sa ilalim ng stress at pagpapanatili ng homeostasis nito).

Figure 1. Pangunahing pagkakatulad sa pagitan ng protophagy at autophagy.

Tulad ng eukaryotic autophagy, ang protophagy ay ginagamit para sa higit pa sa paggawa ng pagkain. Halimbawa, ang protophagy ay nagsisilbing pathogenic bacteria upang salakayin ang host organism (Larawan 2). Ito ay kilala na ang host microflora (symbionts) ay maaaring epektibong pigilan ang paglaki ng mga pathogenic microorganism. Upang sugpuin ang kumpetisyon, ang ilang mga pathogenic bacteria ay nag-activate ng antibacterial immune response ng host organism sa pamamagitan ng protophagy. Upang gawin ito, ang bahagi ng pathogenic na populasyon ay inductively self-lyses, ilalabas ang mga toxin, na nagiging sanhi ng lokal na pamamaga. Bilang resulta, ang immune system ng katawan ay sumisira ng karamihan sa Ito ay bahagi ng symbiont bacteria, habang ang pathogenic bacteria ay umiiwas sa pagtuklas at, pagkatapos ng pagtatapos ng nagpapasiklab na reaksyon, dumami nang walang harang sa mga tisyu ng host. Nang kawili-wili, sa kawalan ng symbiont microflora (halimbawa, sa panahon ng pang-eksperimentong impeksyon ng mga espesyal na linya ng sterile na mga daga), ang naturang pathogenic bacteria ay kolonisahan ang bituka nang hindi nagdudulot ng pamamaga. Iminumungkahi nito na ang protophagy dito ay isang tiyak na mekanismo ng kaligtasan ng mga pathogenic na organismo, na isinaaktibo lamang sa ilalim ng hindi kanais-nais na mga kondisyon.

Figure 2. Mga katulad na tungkulin ng protophagy at autophagy sa pag-activate ng immune response.

Ano ang ibinibigay sa atin ng konsepto ng protophagy?

Ang ipinakilala na konsepto ng protophagy ay kawili-wili hindi lamang bilang isang hubad na teorya, ngunit maaari ding maging kapaki-pakinabang sa pagsasanay. Halimbawa, ang bakterya ay malawakang ginagamit sa biotechnology ngayon, at ang pagmamanipula ng mga proseso ng protophagy ay maaaring magbigay ng isang paraan upang mapanatili ang katatagan ng kultura ng bakterya sa isang pang-industriyang sukat. Kaya, ang mga protophagy activator ay dapat na mapabuti ang kalidad ng mga pananim sa pamamagitan ng pag-activate ng mga natural na mekanismo para sa pag-aalis ng mga humina at nasirang microorganism.

Ang isa pang mahalagang lugar ng aplikasyon ng protophagy ay maaaring gamot. Ngayon, ang bacterial resistance sa antibiotics ay isa sa mga pangunahing problema sa pharmacological. Sa halip na patayin ang mga indibidwal na bacterial cell (tulad ng ginagawa ngayon sa mga antibiotic), maaari tayong tumutok sa pag-abala sa mga bacterial community sa kabuuan. Ang mga ganitong pamamaraan ay binuo na - ito ay, halimbawa, mga blocker ng bacterial "quorum sensing", na partikular na naglalayong sirain ang intercellular signaling sa bacterial colonies upang gawing mahina ang mga ito sa immune system ng tao. At kahit na ang paksang ito ay umuunlad pa lamang, at mayroon pa ring higit pang mga katanungan kaysa sa mga sagot, ang pangkalahatang vector ng trabaho ay nagpapakita na ang pagkagambala ng komunikasyon sa pagitan ng mga indibidwal na bakterya ay may bawat pagkakataon na maging therapy ng bukas. Sa kontekstong ito, ang mga protophagy activator ay makakatulong upang sirain ang mga proteksiyon na hadlang ng bacterial colony at gawin itong mahina sa host immune system.

Afterword

Ang pangunahing tanong na maaaring lumitaw pagkatapos basahin ang artikulong ito ay kung kinakailangan bang magpakilala ng isang bagong termino - protophagy- upang ilarawan ang mga kilalang katotohanan? Sa aming opinyon, ang pagpapalawak ng konsepto ng autophagy at pagpapakilala ng terminong "protophagy" ay kinakailangan at kapaki-pakinabang.

Ang biosphere sa isang tiyak na kahulugan ay kahawig ng isang fractal, kung saan ang bawat kasunod na antas ay inuulit ang nauna. Ang mga katulad na proseso ay magkatulad sa isa't isa hindi lamang sa panlabas - lahat sila ay may magkatulad na dahilan at prinsipyo ng regulasyon. Ang konsepto ng protophagy, na pinagsasama-sama ang magkakaibang mga prokaryotic na proseso, ay nagbibigay-daan sa amin na gawing pangkalahatan at mas maunawaan ang malalim na mga mekanismo na kumokontrol sa buhay ng mga prokaryotic na kolonya. Nagbibigay ito ng hindi maikakaila na mga benepisyo para sa biotechnology at gamot ng bukas.

Kung ang terminong "protophagy" ay mahuhuli at kung ang ibang mga siyentipiko ay magiging kapaki-pakinabang, sasabihin ng oras. Binalangkas namin ang inaakala naming mahalaga sa isang artikulong inilathala sa magasin Autophagy. Kung tatanggapin ng mga microbiologist ang mga paglalahat na ito at makikitang kapaki-pakinabang ang mga ito, lubos kaming masisiyahan. Kung ang rate ng pagsipi ng aming artikulo ay hindi masira ang mga tala, nangangahulugan ito na kami ay nahulog sa medieval scholasticism at labis na tinantiya ang kahalagahan ng aming sariling mga imbensyon. Sa anumang kaso, ito ay nagkakahalaga ng pagpapakita ng gawaing ito sa iginagalang na publiko - pagkatapos ng lahat, ang protophagy ay isang espesyal na kaso ng autophagy sa mundo ng bakterya at sumusunod sa parehong mga batas tulad ng iba pang mga pagpapakita nito - maging ito ay autophagy sa isang eukaryotic cell, trophic chain sa ang biosphere, o pag-aayuno ayon sa naka-istilong pamamaraan bago ang panahon ng beach, na, sa pamamagitan ng paraan, ay malapit na.

Batay sa isang orihinal na sanaysay sa Autophagy .

Panitikan

1. Daniel J. Klionsky, Fabio C. Abdalla, Hagai Abeliovich, Robert T. Abraham, Abraham Acevedo-Arozena, et. al.. (2012). Mga patnubay para sa paggamit at interpretasyon ng mga assay para sa pagsubaybay sa autophagy. ";
2. K. Lewis. (2000). Programmed Death sa Bacteria. Mga Review ng Microbiology at Molecular Biology. 64 , 503-514;
3. Bärbel Stecher, Riccardo Robbiani, Alan W Walker, Astrid M Westendorf, Manja Barthel, et. al.. (2007). Sinasamantala ng Salmonella enterica Serovar Typhimurium ang Pamamaga upang Makipagkumpitensya sa Intestinal Microbiota. PLoS Biol. 5 , e244;
4. Morten Hentzer, Michael Givskov. (2003). Pharmacological inhibition ng quorum sensing para sa paggamot ng mga malalang bacterial infection. J. Clin. Mamuhunan.. 112 , 1300-1307;
5. Markina N. (2010). "Natutunan ng mga biologist na mag-utos ng bakterya." INFOX.ru;
6. Petro Starokadomskyy, Kostyantyn V. Dmytruk. (2013). Bird's-eye view ng autophagy. Autophagy. 9 , 1121-1126.

Bagama't maraming iba't ibang paraan upang matulungan ang iyong katawan na alisin ang sarili sa mga naipon na lason, mula sa mga detoxifying na pagkain at kemikal at/o natural na sauna detox agent, isang biological na proseso na kilala bilang autophagy ang gumaganap ng mahalagang papel. Ang terminong autophagy ay nangangahulugang "self-eating" at tumutukoy sa mga proseso kung saan nililinis ng iyong katawan ang sarili mula sa iba't ibang mga labi, kabilang ang mga toxin, at muling bumubuo ng mga nasirang bahagi ng cellular.

Kung susubukan mong ipaliwanag ito sa isang wikang naiintindihan ng mga hindi espesyalista: “ Lumilikha ang iyong mga selula ng mga lamad na naghahanap ng mga piraso ng patay, may sakit, o sira-sirang mga selula; lamunin sila; linisin ang mga ito; at gamitin ang mga resultang molekula para sa kanilang enerhiya o sa paggawa ng mga bagong bahagi ng cellular .”

Ipinaliwanag ito ni Dr. Colin Champion, radiation oncologist at assistant professor sa University of Pittsburgh: “ Isipin na lang, ang ating mga katawan ay may likas na programa sa pag-recycle. Ang Autophagy ay gumagawa sa amin ng mas mahusay na mga makina upang maalis ang mga may sira na bahagi, itigil ang mga paglaki ng cancer at ihinto ang mga metabolic disorder tulad ng labis na katabaan at diabetes. .”

Sa pamamagitan ng pagpapahusay sa proseso ng autophagy ng iyong katawan, binabawasan mo ang pamamaga, pinapabagal ang proseso ng pagtanda, at na-optimize ang biological function. “ Ang mas maraming autophagy na nagaganap sa mga tisyu ay dapat mangahulugan ng mas kaunting mga nasira at humina na mga cell sa anumang naibigay na oras, na kung saan ay dapat na humantong sa isang mas mahabang buhay para sa organismo ».

SCHEMATIC MODEL NG AUTOPHAGY

Pagpapasigla ng autophagy sa pamamagitan ng ehersisyo
Ang autophagy ay nangyayari bilang tugon sa stress. At sa katunayan, ang ehersisyo ay isa sa mga paraan upang mapataas mo ang iyong mga antas ng autophagy. Tulad ng malamang na alam mo, ang ehersisyo ay lumilikha ng banayad na pinsala sa mga kalamnan at tisyu, na pinipilit ang iyong katawan na ayusin ang sarili nito, at sa gayon ay nagiging mas malakas ang iyong katawan. Ang ehersisyo ay nakakatulong din na alisin ang mga lason sa pamamagitan ng pagpapawis, na kapaki-pakinabang para sa anumang programa ng detoxification. Sa katunayan, itinuturing ng maraming mananaliksik ang ehersisyo bilang isang pangunahing aspeto ng epektibong detoxification.

Si Dr. George U., halimbawa, na nasangkot sa mga klinikal na pagsubok upang matulungan ang mga dating sundalo ng US Army na makabawi mula sa post-Gulf War syndrome, ay nagrerekomenda ng paggamit ng kumbinasyon ng mga suplemento ng ehersisyo, sauna at niacin upang madagdagan ang pag-alis ng mga lason sa pamamagitan ng balat ..

Ang ehersisyo ay isang mahalagang sangkap dahil ito rin ay nagiging sanhi ng paglawak ng mga daluyan ng dugo at pagtaas ng daloy ng dugo. Bilang karagdagan, gaya ng sinabi ng isang artikulo: “ Ang koponan ay nag-aral ng mga autophagosome, mga istrukturang nabubuo sa paligid ng mga piraso ng mga selula na napagpasyahan ng katawan na itapon. Matapos pag-aralan ang mga espesyal na breed na daga na may kumikinang na berdeng mga autophagosome... natuklasan ng mga siyentipiko na ang bilis ng pagsira ng mga daga sa sarili nilang mga selula ay tumaas nang husto pagkatapos nilang tumakbo nang higit sa 30 minuto sa isang treadmill. At ang kahusayan ng pagkawasak na ito ay patuloy na tumaas hanggang sa tumakbo sila ng halos 80 minuto. ”.

Gaano karaming ehersisyo ang dapat mong gawin upang ma-optimize ang autophagy?
Ang dami ng ehersisyo na kinakailangan upang pasiglahin ang autophagy sa katawan ng tao ay hindi pa rin alam, gayunpaman pinaniniwalaan na ang matinding ehersisyo ay mas epektibo kaysa sa magaan na ehersisyo. , na tiyak na kapaki-pakinabang din.

Gayunpaman, ang ilang mga pag-aaral ay nagpakita na ang perpektong zone kung saan ang ehersisyo ay nagpapakita ng pinakamalaking benepisyo para sa pagtaas ng mahabang buhay ay mula 150 hanggang 450 minuto ng katamtamang ehersisyo bawat linggo, na binabawasan ang panganib ng maagang pagkamatay ng 31% at 39%, ayon sa pagkakabanggit. Kasama ang hindi bababa sa 30% ng iyong pag-eehersisyo sa isang high-intensity na bilis ay nagpakita rin ng pagtaas sa kahabaan ng buhay na humigit-kumulang 13% na higit pa kaysa sa ehersisyo na ginawa sa patuloy na katamtamang bilis sa buong pag-eehersisyo.

Paano mo mapipigilan ang autophagy?
Ang isa sa pinakamabilis na paraan upang pigilan ang autophagy ay ang kumain ng maraming protina. Ito ay magpapasigla sa produksyon Insulin-like growth factor IGF-1 at nag-activate landas ng mTOR, na mga potent inhibitors ng autophagy.Kaya naman Mas mainam na limitahan ang paggamit ng protina sa mga 40-70 gramo bawat araw, depende sa iyong lean body mass. Ang pinakamagandang formula ay isang gramo ng protina para sa bawat kilo ng lean body mass (hindi kabuuang body mass).

Ang malalaking halaga ng protina ay matatagpuan sa karne, isda, itlog, mga produkto ng pagawaan ng gatas, munggo, mani at buto. Ang ilang mga gulay ay mataas din sa protina, tulad ng broccoli. Ang apatnapung gramo ng protina ay hindi isang malaking halaga ng pagkain, na humigit-kumulang 170 gramo. dibdib ng manok.Upang matukoy kung nakakakuha ka ng masyadong maraming protina na pagkain, sukatin lamang ang bigat ng kalamnan sa iyong katawan (may mga kaliskis sa banyo na gumagawa nito) at isulat ang lahat ng iyong kinakain sa loob ng ilang araw. Pagkatapos ay kalkulahin ang dami ng pang-araw-araw na protina na iyong kinakain mula sa lahat ng mga mapagkukunan na may kaugnayan sa iyong kalahating kilong masa ng kalamnan.

Ang sumusunod na talahanayan ay maikling nagpapakita kung gaano karaming protina ang matatagpuan sa iba't ibang pagkain..

NILALAMAN NG PROTEIN SA ILANG PAGKAIN

Kahalagahan ng Mitochondrial Biogenesis
Malusog mitochondria ay ang batayan para sa pagpapanatili ng iyong kalusugan at pag-iwas sa mga sakit. Ang pinsala sa mitochondrial ay maaaring maging sanhi ng genetic mutations, na nag-aambag sa pag-unlad ng kanser Samakatuwid, ang pag-optimize sa kalusugan ng iyong mitochondria ay isang mahalagang bahagi ng pag-iwas sa kanser.

Ang Autophagy ay isang paraan ng pag-alis ng nasirang mitochondria, at ang biogenesis ay ang proseso kung saan maaaring ma-duplicate ang bagong malusog na mitochondria.
Kapansin-pansin, ang ehersisyo ay gumaganap ng dalawahang papel dahil hindi lamang nito pinasisigla ang autophagy, ngunit isa rin sa mga pinaka-makapangyarihang stimulator ng mitochondrial biogenesis. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagtaas ng signal sa iyong katawan na tinatawag AMPK, na nag-a-activate naman Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha (PGC-1α) .

Sa pamamagitan ng pagpapasigla sa iyong mitochondria, ang mga organel na matatagpuan sa halos bawat cell na gumagawa ng ATP, pinapayagan mo ang iyong mitochondria na magsimulang lumikha ng reactive oxygen species (ROS), na nagsisilbing signaling molecules. Ang isa sa mga function ng signal na ito ay upang pasiglahin ang paggawa ng mas maraming mitochondria. Sa esensya, ang susi sa pag-iwas sa sakit, halos pag-aalis ng panganib ng kanser, sakit sa puso, diabetes, maraming iba pang sakit at pagpapabagal sa proseso ng pagtanda, ay ang pag-optimize ng mitochondrial function at pagtaas ng bilang ng mga mitochondria na iyon. Sa kabutihang palad, ang ehersisyo ay makakatulong sa iyo na gawin ang dalawang kapaki-pakinabang na bagay na ito.

MITOCHONDRIA

Ang paulit-ulit na pag-aayuno ay isa pang paraan upang mapataas ang mga antas ng autophagy
Ang paghihigpit sa nutrisyon ay isa pang biological stressor na gumagawa ng maraming kapaki-pakinabang na epekto, kabilang ang nadagdagang autophagy. Sa katunayan, may ilang kilalang benepisyo na nauugnay sa paghihigpit sa pagkain: isang pinababang panganib ng diabetes at sakit sa puso.

Bagama't maraming iba't ibang uri ng mga iskedyul ng pag-aayuno, kung mayroon ka nang insulin resistance (resistensya ng iyong mga cell sa insulin sa pagsipsip ng asukal), inirerekomenda ni Dr. Mercola (USA) na iiskedyul ang iyong mga pagkain bawat araw sa loob ng isang window ng oras na humigit-kumulang 8 oras o mas mababa. Halimbawa, maaari mong limitahan ang iyong pagkain mula 11 a.m. hanggang 7 p.m. Ito ay humigit-kumulang 16 na oras nang walang pagkain.

Ang pagkain sa pagitan ng 8 a.m. at 4 p.m. ay maaaring maging isang mas magandang iskedyul para sa ilang mga tao, at ang iskedyul na ito ay may karagdagang benepisyo ng pagpapahintulot sa iyo na mag-ayuno nang ilang oras bago matulog. Naniniwala si Dr. Mercola na ang pinakamahusay na pagpipilian para sa karamihan ng mga tao ay ang hindi kumain ng tatlong oras bago matulog, dahil ang huling bagay na gusto mong gawin ay gumawa ng enerhiya kapag hindi mo ito kailangan.

May nakakahimok na ebidensya na nagpapakita na ang pagbibigay ng gasolina sa iyong mitochondria sa oras na hindi nila ito kailangan ay nagiging sanhi ng malaking halaga ng mga electron na tumagas, na naglalabas ng mga reaktibong species ng oxygen, na kumikilos bilang mga libreng radical. Ang mga libreng radical na ito ay pumipinsala sa mitochondrial at sa huli ay nuclear DNA. Dapat mong layunin na mag-ayuno ng anim na oras bago matulog, ngunit bilang pinakamababa, hindi ka dapat kumain ng hindi bababa sa tatlong oras bago matulog.

Upang mapataas ang mga antas ng autophagy, kailangan mong kumain ng mga pagkaing mataas sa malusog na taba at mababa sa carbohydrates.
Nutritional ketogenesis Ito ang ikatlong diskarte na makakatulong sa pagtaas ng iyong mga antas ng autophagy, at upang makamit ito, dapat mong bawasan ang dami ng carbohydrates na hindi naglalaman ng malusog na dietary fiber at dagdagan ang dami ng malusog na taba sa iyong diyeta, kasama ang katamtamang dami ng protina. Maraming mga Ruso ang may posibilidad na kumain ng mas maraming protina kaysa sa kailangan nila, na hahadlang sa iyong mga pagsisikap na makapasok sa nutritional ketogenesis.

Karamihan sa mga naninirahan sa lungsod ay kumakain ng hindi malusog na taba sa anyo ng mga naprosesong langis ng gulay, na palaging magpapalala sa iyong kalusugan. Ito ay hindi lamang dahil sa napakataas na nilalaman ng Omega-6 fatty acids, kundi dahil ang labis na Omega-6 ay isasama sa panloob na mitochondrial membrane at ang mitochondria ay magiging lubhang madaling kapitan sa oxidative na pinsala, bilang isang resulta kung saan ang iyong Ang mitochondria ay maaaring mamatay nang mas maaga kaysa sa nararapat.
Pinakamainam na panatilihin ang iyong omega-6 fatty acid sa 4 hanggang 5 porsiyento ng iyong kabuuang pang-araw-araw na calorie, at palitan ang iba pang omega-6 fatty acid ng mas malusog na taba, tulad ng natural, hindi naprosesong mga taba sa mga buto, mani, langis ng oliba , langis ng avocado o langis ng niyog.

Mahalaga rin na makilala ang pagitan ng carbohydrates, kaya kapag pinag-uusapan natin ang mga pagkaing mababa ang carb, pinag-uusapan natin ang lahat ng pagkain, kabilang ang mga gulay. Gayunpaman, ang mga carbohydrates mula sa hibla ng gulay ay hindi magtutulak sa iyong metabolismo sa maling direksyon. Kasunod nito na kasama sa paghihigpit ang mga madaling natutunaw na carbohydrates mula sa asukal, matamis na inumin, naprosesong cereal (cereal), pasta, tinapay at cookies.
Higit sa lahat, ang hibla ay hindi hinahati sa mga asukal, ngunit dumadaan sa iyong digestive system at pagkatapos ay natupok ng bakterya sa iyong bituka at na-convert sa mga short-chain na taba, na talagang nagpapabuti sa iyong kalusugan. Tandaan, kailangan mo ng carbohydrates na matatagpuan sa mga gulay, na naglalaman din ng mataas na halaga ng fiber.

Sa pamamagitan ng pagpapanumbalik ng autophagy function, tinutulungan mo ang mga stem cell ng kalamnan
Matagal nang alam na ang mesenchymal stem cells (MSCs), na matatagpuan sa skeletal muscle, ay isang mahalagang bahagi ng proseso ng pag-aayos ng kalamnan. Ipinakita ng nakaraang pananaliksik na ang ehersisyo ay nakakaapekto sa pag-uugali ng iyong mga stem cell ng kalamnan, at maaaring makatulong na maiwasan o kahit na baligtarin ang pagkawala ng kalamnan na nauugnay sa edad. Ang mga MSC sa kalamnan ay lubos na tumutugon sa mekanikal na stress, at ang mga stem cell na ito ay nag-iipon sa kalamnan pagkatapos ng ehersisyo.

Pansamantala, ang mga MSC ay hindi direktang tumutulong sa paglikha ng mga bagong fiber ng kalamnan sa pamamagitan ng pagtaas ng produksyon ng mga growth factor na nagpapasigla sa iba pang mga cell upang lumikha ng bagong kalamnan. Alam din na sa mga taong may edad, ang bilang ng mga MSC sa mga kalamnan ay bumababa, at ang kahusayan ng autophagy ay bumababa. Bilang resulta, ang mga nakakalason na sangkap ay nagsisimulang maipon sa mga selula at tisyu.

Ang isang kamakailang pag-aaral sa Espanyol ay nag-uulat na ang mga satellite cell para sa mga MSC ay responsable para sa pagbabagong-buhay ng tissue at umaasa sa autophagy upang maiwasan ang pag-aresto sa cell cycle na kilala bilang cellular senescence; isang proseso kung saan ang aktibidad ng mga stem cell ay makabuluhang nabawasan. Sa madaling salita, ang pinabuting pagbabagong-buhay ng kalamnan tissue ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagtaas ng kahusayan at mga antas ng autophany. Habang nagiging mas episyente ang autophagy, pinapabuti ng iyong katawan ang internal self-cleaning mechanism nito, kung saan ang mga stem cell ay nagpapanatili ng kakayahang mapanatili at ayusin ang kanilang mga tissue.

Tinutukoy ng iyong pamumuhay ang iyong kapalaran sa hinaharap sa mga tuntunin ng kung gaano katagal ka mabubuhay at, sa huli, kung gaano karaming malusog na taon ang magkakaroon ka. Para sa pinakamainam na kalusugan at pag-iwas sa sakit, kailangan mo ng malusog at mahusay na mitochondria upang makamit ang tatlong pangunahing salik sa pamumuhay:
1. Kung ano ang kinakain mo: Isang diyeta na mataas sa kalidad ng taba, katamtaman sa protina, at mababa sa carbohydrates na walang dietary fiber. Mahalaga rin ang pagkain ng mga organic, plant-based na pagkain, dahil ang karaniwang ginagamit na pestisidyo gaya ng glyphosate ay nagdudulot ng pinsala sa mitochondrial.
2. Kailan ka kakain: Ang pang-araw-araw na paulit-ulit na pag-aayuno ay karaniwang pinakamadaling sundin, ngunit maaari kang mag-iskedyul ng anumang iba pang mabilis.
3. Pisikal na ehersisyo na may 30% time interval na may mataas na intensity - pinaka-epektibo sa mga tuntunin ng kalusugan at mahabang buhay

Noong Oktubre 3, 2016, iginawad ng Nobel Assembly ng Karolinska Institute ang Nobel Prize sa Physiology o Medicine kay Yoshinori Ohsumi para sa kanyang pagtuklas sa mga mekanismo ng autophagy.

Ano ang autophagy? Autophagy (mula sa sinaunang Greek auto - "sarili", phagos - "ay") ay pagpuna sa sarili. Sa esensya, isa itong mekanismo para maalis ang lahat ng lumang bahagi ng cellular (organelles, protina at lamad ng cell) na natupad ang kanilang tungkulin kapag wala nang sapat na enerhiya ang cell upang suportahan sila. Ito ay isang regulated, maayos na proseso na naglalayong mabulok at i-recycle ang mga bahagi ng cellular.

Ang isang katulad at mas mahusay na pinag-aralan na proseso sa autophagy ay apoptosis, ang proseso ng programmed cell death. Ang mga cell ay na-program upang mamatay pagkatapos ng isang tiyak na bilang ng mga ikot ng paghahati. Bagaman ito ay parang madilim, mahalagang maunawaan na ang prosesong ito ay mahalaga para sa pagpapanatili ng mabuting kalusugan ng katawan sa kabuuan.

Sabihin nating nagmamay-ari ka ng kotse. Mahal mo ang iyong sasakyan. Marami kang alaala na nauugnay sa kanya. Masaya ka sa pagmamaneho nito. Ngunit pagkatapos ng ilang taon ng paggamit ay mukhang medyo natalo. At pagkatapos ng ilang taon, ang kanyang hitsura ay ganap na hindi mahalaga. Nagkakahalaga ka ng libu-libong dolyar sa isang taon upang mapanatili ang iyong makina. Siya ay sumisira sa lahat ng oras. Ito ba ay nagkakahalaga ng patuloy na panatilihin ang piraso ng basurang ito? Syempre hindi! Aalisin mo ito at bibili ka ng bagong kotse.

Ganoon din ang nangyayari sa ating katawan. Ang mga selula ay nagiging matanda at walang silbi. At mas mabuting ma-program na sila upang mamatay kapag natapos na ang kanilang kapaki-pakinabang na buhay. Parang napakalupit, ngunit ito ang buhay. Ito ang proseso ng apoptosis, kung saan ang mga cell ay tiyak na mamamatay pagkatapos ng isang naibigay na oras. Ito ay tulad ng pag-upa ng kotse - pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng oras, aalisin mo ito kung ito ay gumagana o nasira. Pagkatapos ay bumili ka ng bagong kotse at hindi mo kailangang mag-alala na masira ito sa oras ng pangangailangan.

Autophagy - pagpapalit ng mga lumang bahagi ng cellular

Ang parehong proseso ay nangyayari sa antas ng subcellular. Hindi mo kailangang palitan ang buong makina. Minsan kailangan mo lang palitan ang baterya - itapon ang luma at ilagay sa bago. Ang parehong bagay ay nangyayari sa loob ng cell. Sa halip na patayin ang isang buong cell (apoptosis), kailangan mo lang palitan ang ilan sa mga bahagi ng cell. Ito ang proseso ng autophagy, kung saan ang mga lumang subcellular organelle ay nawasak at ang mga bagong organelle ay nilikha upang palitan ang mga luma. Ang mga lumang lamad ng cell, organelles at mga produktong basura ay inalis mula sa cell patungo sa lysosome, na naglalaman ng mga enzyme para sa pagbagsak ng mga protina.

Ang Autophagy ay unang inilarawan noong 1962, nang unang napansin ng mga mananaliksik ang pagtaas ng bilang ng mga lysosome (mga organelles na sumisira sa mga lumang subcellular na bahagi) sa atay ng daga pagkatapos ng pangangasiwa ng glucagon, isang pancreatic hormone. Ang Nobel laureate na si Christan de Duve ang lumikha ng salitang "autophagy." Ang mga nasirang subcellular na bahagi at hindi nagamit na mga protina ay minarkahan na "sirain" at ipinadala sa mga lysosome, na kumukumpleto sa kanilang gawain.

Ang isa sa mga pangunahing regulator ng autophagy ay isang protina kinase na tinatawag na mammalian target ng rapamycin (mTOR). Kapag na-activate ang mTOR, pinipigilan nito ang autophagy, at kapag na-inhibit ang mTOR, itinataguyod nito ang autophagy.

Ano ang nagpapa-activate ng autophagy?

Ang limitasyon sa nutrisyon ay susi sa pag-activate ng autophagy. Ang hormone na glucagon ay kabaligtaran ng insulin. Parang sa larong pambata na "reverse day". Kung tumaas ang mga antas ng insulin, bumababa ang mga antas ng glucagon. Kung bumaba ang insulin, tumataas ang glucagon. Kapag kumakain tayo, tumataas ang insulin at bumababa ang glucagon. Kapag hindi tayo kumakain (nagutom), bumababa ang insulin at tumataas ang glucagon. Ang pagtaas sa mga antas ng glucagon ay nagpapasigla sa proseso ng autophagy. Ang pag-aayuno, na nagpapataas ng glucagon, ay talagang ang pinakamahusay na stimulator ng autophagy.

Ito ay mahalagang uri ng cellular housekeeping - kinikilala ng katawan ang mga luma at abnormal na bahagi ng cellular at minarkahan ang mga ito para sa karagdagang pagkasira. Ang akumulasyon ng mga lumang bahaging cellular na ito sa mga selula ay maaaring may pananagutan sa marami sa mga epekto ng pagtanda.

Ang pag-aayuno ay kapaki-pakinabang hindi lamang mula sa punto ng view ng pagpapasigla ng autophagy. Sa pamamagitan ng pagpapasigla ng autophagy, nililinis namin ang mga selula ng mga lumang protina at mga produktong metabolic. Sa kabilang banda, ang pag-aayuno ay nagdudulot ng produksyon ng growth hormone, na nagsasabi sa ating katawan na magsimulang gumawa ng mga bagong bahagi ng cellular. Sa ganitong paraan ay lubos nating na-renew ang ating katawan.

Bago ka maglagay ng mga bagong bagay, kailangan mong alisin ang mga luma. Isipin natin ang pagsasaayos ng kusina: kung mayroon kang mga sira, maruruming lime-green na cabinet na nakasabit doon mula noong 70s, kailangan mong itapon ang mga ito bago magbitin ng mga bago. Kaya, ang proseso ng pagkawasak (pagtanggal) ay kasinghalaga ng proseso ng paglikha. Nakakatakot na maglagay ng mga bagong istante sa mga luma. Maaaring baligtarin ng pag-aayuno ang proseso ng pagtanda sa pamamagitan ng pag-alis ng mga lumang bahagi ng cellular at pagpapalit sa kanila ng mga bago.

Highly regulated na proseso

Ang Autophagy ay isang lubos na kinokontrol na proseso. Kapag hindi nakontrol, ang autophagy ay maaaring makapinsala at dapat na maingat na pangasiwaan. Ang kumpletong pag-ubos ng mga amino acid sa mga mammal na selula ay isang malakas na senyales para sa autophagy, bagaman ang papel ng mga indibidwal na amino acid ay nag-iiba. Ang mga antas ng amino acid sa plasma, gayunpaman, ay halos pare-pareho. Ang mga signal mula sa mga amino acid at growth factor, pati na rin ang mga signal mula sa insulin, ay naisip na magkakaugnay sa mTOR signaling pathway, kung minsan ay tinatawag na master regulator ng nutrient signaling.

Kaya, pinaghihiwa-hiwalay ng autophagy ang mga lumang bahagi ng cellular sa mga amino acid (ang mga bloke ng gusali ng mga protina). Ano ang susunod na mangyayari sa mga amino acid na ito? Sa mga unang yugto ng pag-aayuno, ang mga antas ng amino acid ay nagsisimulang tumaas. Ito ay pinaniniwalaan na ang mga amino acid na ito na ginawa ng autophagy ay ipinadala sa atay para sa gluconeogenesis. Ang mga amino acid na ito ay maaari ding hatiin sa glucose sa panahon ng tricarboxylic acid cycle. At sa wakas, ang mga amino acid na ito ay maaaring maging bahagi ng mga bagong protina.

Ang mga kahihinatnan ng akumulasyon ng mga lumang "junk" na protina sa loob ng cell ay makikita sa dalawang pangunahing kondisyon - Alzheimer's disease at cancer. Sa Alzheimer's disease, nag-iipon ang mga abnormal na protina na tinatawag na amyloid beta o tau protein, na sumisira sa mga selula ng utak at humahantong sa dementia. Makatuwirang ipagpalagay na ang isang proseso tulad ng autophagy, na maaaring mag-alis ng mga selula ng mga lumang protina, ay maaaring pumigil sa pag-unlad ng Alzheimer's disease.

Ano ang "naka-off" sa proseso ng autophagy? Nutrisyon. Ang glucose, insulin (o pinababang glucagon) at mga lumang protina ay maaaring sama-samang "i-off" ang proseso ng paglilinis sa sarili ng cell na ito. At hindi mo kailangan ng marami sa kanila para dito. Kahit na ang maliit na halaga ng isang amino acid (leucine) ay maaaring huminto sa autophagy. Kaya, ang proseso ng autophagy ay isang natatanging pag-aari ng pag-aayuno - hindi ito nangyayari sa simpleng paghihigpit sa calorie o pagdidiyeta.

Siyempre, dapat ding panatilihin ang balanse dito. Parehong masyadong maliit at masyadong maraming autophagy ay maaaring makapinsala sa iyo. At ang pag-unawang ito ay nagbabalik sa atin sa natural na siklo ng nutrisyon at pag-aayuno, at hindi patuloy na pagsunod sa isang diyeta. Tinitiyak nito ang paglaki ng cellular sa panahon ng feeding phase at cellular cleansing sa panahon ng fasting phase, ibig sabihin, balanse. Balanse lang ang buhay. inilathala

Dr. Jason Fung, ptagasalin na si Nikolay Kuzmin

• Ang Autophagy ay isang biological na proseso na nagpapabuti sa kakayahan ng katawan na mag-detoxify, mag-repair at mag-regenerate.
• Sa pamamagitan ng pag-activate ng proseso ng autophagy sa iyong katawan, binabawasan mo ang pamamaga, pinapabagal ang proseso ng pagtanda at na-optimize ang mga biological function.
• Upang maisaaktibo ang prosesong ito, may tatlong panuntunan: pagkain ng mga pagkaing mataas sa taba, mababa sa carbohydrates at mataas sa fiber, paulit-ulit na pag-aayuno at regular na ehersisyo, lalo na ang high-intensity exercise.

Laki ng teksto:

Mula kay Dr. Mercola

Bagama't maraming iba't ibang paraan upang maalis ang iyong katawan ng mga naipon na lason—mula sa pagkain at kemikal na detoxification at/o natural na mga ahente ng detoxifying hanggang sa mga sauna—isang biological na proseso na tinatawag na autophagy ang gumaganap ng mahalagang papel.

Ang terminong "autophagy" ay nangangahulugang "self-absorption" at tumutukoy sa mga proseso kung saan nililinis ng iyong katawan ang sarili mula sa iba't ibang mga debris, kabilang ang mga lason, at nagre-recycle din ng mga nasirang bahagi ng cellular.
Gaya ng ipinaliwanag sa website ng Greatist:

“Ang iyong mga selula ay lumilikha ng mga lamad na humahanap ng mga labi mula sa mga patay, may sakit, o sira-sirang mga selula; nilalamon nila ang mga labi na ito, pinupunit ang mga ito; at ang mga resultang molekula ay ginagamit upang lumikha ng enerhiya o bumuo ng mga bagong bahagi ng selula.”

Ipinaliwanag ito ni Dr. Colin Champ, isang radiation therapist at assistant professor sa University of Pittsburgh Medical Center, sa ganitong paraan:

"Isipin mo ito bilang likas na programa sa pag-recycle ng ating katawan. Salamat sa autophagy, mas epektibo nating natatanggal ang mga may sira na bahagi, pinipigilan ang mga paglaki ng kanser, at pinipigilan din ang mga metabolic disorder tulad ng labis na katabaan at diabetes.

Sa pamamagitan ng pagpapahusay sa proseso ng autophagy ng iyong katawan, binabawasan mo ang pamamaga, pinapabagal ang proseso ng pagtanda, at na-optimize ang biological function.

Pagpapalakas ng Autophagy sa Pag-eehersisyo

Gayundin, mahalagang maunawaan kung anong uri ng carbohydrates ang ibig nating sabihin kapag pinag-uusapan natin ang pagiging "mababa sa carbohydrates," dahil ang mga gulay ay "carbohydrates" din. Gayunpaman, ang mga carbohydrate na may hibla (ibig sabihin, mga gulay) Hindi ay itulak ang iyong metabolismo sa maling direksyon - tanging ang carbohydrates na walang hibla ang makakagawa nito (ibig sabihin ang asukal at lahat ng bagay na nagiging ito: soda, naprosesong butil, pasta, tinapay at cookies, halimbawa).

Higit sa lahat, ang hibla na hindi nasira ng asukal ay dumadaan sa digestive tract, kung saan ito ay natupok ng bacteria sa iyong bituka at na-convert sa short-chain fats, na talagang malusog.

Kung titingnan mo ang mga nutritional value na nakalista sa packaging ng mga naprosesong pagkain, makikita mo kabuuang carbohydrates, at ito, muli, ay hindi ang pinag-uusapan natin. Upang makalkula ang mga hindi malusog na carbohydrates na walang hibla, kailangan mong ibawas ang mga gramo ng hibla mula sa kabuuang bilang ng mga gramo ng carbohydrates na nilalaman sa isang naibigay na pagkain. Tandaan, kailangan mo ng carbohydrates, ngunit dapat silang lahat ay nanggaling mga gulay, na mayaman din sa fiber.

Ang Autophagy ay nagpapanumbalik ng stem cell function sa pagtanda ng mga kalamnan

Matagal nang alam na ang mesenchymal stem cells (MSCs) sa skeletal muscle ay isang mahalagang bahagi ng proseso ng pag-aayos ng kalamnan. Ipinakita ng nakaraang pananaliksik na ang ehersisyo ay nakakaapekto sa pag-uugali ng mga stem cell ng kalamnan at maaaring makatulong na maiwasan o kahit na baligtarin ang pagkawala ng kalamnan na nauugnay sa edad. Ang mga MSC sa tissue ng kalamnan ay napakasensitibo sa mekanikal na stress, at ang mga stem cell na ito ay nag-iipon sa mass ng kalamnan pagkatapos ng ehersisyo.

Bagama't hindi direktang itinataguyod ng mga MSC ang paglikha ng mga bagong fiber ng kalamnan, gumagawa sila ng growth factor na nagpapasigla sa ibang mga cell upang lumikha ng bagong kalamnan. Alam din na sa edad, ang bilang ng mga MSC sa mga kalamnan ng tao ay bumababa, pati na rin ang kahusayan ng autophagy. Bilang resulta, ang metabolic waste ay nagsisimulang maipon sa mga selula at tisyu.

Ang isang kamakailang pag-aaral sa labas ng Spain ay nag-uulat na ang mga satellite cell—muscle stem cell na responsable para sa tissue regeneration—ay umaasa sa autophagy upang maiwasan ang cell cycle arrest, na kilala bilang cellular senescence (isang kondisyon kung saan ang aktibidad ng stem cell ay makabuluhang nabawasan). Sa madaling salita, upang mapabuti ang pagbabagong-buhay ng kalamnan tissue, kailangan mong pagbutihin ang proseso ng autophagy.

Sa epektibong autophagy, ang mekanismo ng panloob na paglilinis ng katawan, ang mga stem cell ay nagpapanatili ng kakayahang magpanatili at mag-ayos ng tissue.

Ang kalusugan at kahabaan ng buhay ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay sa mitochondrial function

Gusto kong maunawaan mo na tinutukoy ng iyong pamumuhay ang iyong kapalaran sa mga tuntunin ng kung gaano katagal ka mabubuhay at kung gaano kalusog ang mga taon na iyon sa huli. Para sa pinakamainam na pag-iwas sa kalusugan at sakit, kailangan mo ng malusog na mitochondria at mahusay na autophagy (cellular cleansing at recycling), pati na rin ang tatlong pangunahing salik sa pamumuhay na may kapaki-pakinabang na epekto sa pareho:

1. Kung ano ang kinakain mo: Isang diyeta na mataas sa malusog na taba, katamtaman sa protina, at mababa sa carbohydrates na walang fiber. Mahalaga rin na kumain ng mga organic, plant-based at grass-fed na pagkain, dahil ang mga karaniwang ginagamit na pestisidyo tulad ng glyphosate ay nagdudulot ng pinsala sa mitochondrial.
2. Kailan ka kakain: Karaniwang pinakamadaling manatili sa pang-araw-araw na paulit-ulit na pag-aayuno, ngunit anumang iskedyul na pipiliin mo ay magiging epektibo. sunud-sunod dumikit sa

Pisikal na ehersisyo, at ang pinaka-epektibo ay ang high-intensity

Ang isa sa mga tampok ng pagtanda ay ang kawalan ng kakayahan ng mga cell na umangkop sa mga kondisyon ng stress.
Sa panahon ng buhay, ang hindi maibabalik na pinsala ay naipon sa mga selula at, bilang isang resulta,
ang paghahati ng mga selula ng mga regenerating tissue ay gumagamit ng dalawang pangunahing mekanismo upang maiwasan ang paghahati. Maaari nilang permanenteng ihinto ang cell cycle (login sa isang estado ng pahinga, "senescence"), o i-trigger ang mekanismo ng naka-program na kamatayan.
Mayroong ilang mga uri ng cell death. (pagpapakamatay) ay ang pinaka-masusing inilarawang anyo ng nakaplanong pagkamatay ng cell. Gayunpaman, mayroong isa pang anyo ng pagkamatay ng cell - autophagy (self-eating), na isinasagawa gamit ang lysosomal degradation, na mahalaga para sa pagpapanatili ng homeostasis.
Hindi tulad ng mitotic (naghahati) na mga selula, ang mga postmitotic na selula tulad ng mga neuron o cardiomyocytes ay hindi maaaring pumasok sa isang resting state dahil sila ay terminally differentiated na. Ang kapalaran ng mga cell na ito ay ganap na nakasalalay sa kanilang kakayahang makayanan ang stress.
Autophagy ay isa sa mga pangunahing mekanismo para sa pag-aalis ng mga nasirang organelles, pangmatagalan at abnormal na mga protina at labis na cytoplasm.

Ang paggana ng cell bilang isang sistema

Ang mga unicellular at multicellular na organismo ay nabubuhay sa patuloy na pagbagay sa panlabas at panloob na nakakapinsalang stimuli. Ang hindi maiiwasang akumulasyon ng pinsala ay humahantong sa pagkasira ng mga bahagi ng cell, pagkasira ng mga function ng cellular at mga pagbabago sa homeostasis ng tissue, na sa huli ay nakakaapekto sa buong katawan.

Kaya, ang pagtanda ay tinitingnan na ngayon bilang ang natural na pagkasira ng katawan sa paglipas ng panahon, ang pagkasira ng "fitness" nito, marahil bilang isang resulta ng akumulasyon ng hindi na mababawi na pinsala.

Maraming mga pathology na may kaugnayan sa edad ay nagmumula sa mahinang paggana ng mga mekanismo ng pag-aayos ng DNA o mga abnormalidad sa mga mekanismo ng antioxidant na nagtataguyod ng detoxification.
reaktibo na species ng oxygen. Ang oxidative stress ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa tumorigenesis at sa pagbaba ng pag-andar ng utak, na naiugnay sa lipid peroxidation na umaasa sa edad, oksihenasyon ng protina, at pagbabago ng oxidative ng mitochondrial genome at DNA.
Sa kabila ng karaniwang pinagmulan ng mga sakit na ito, may ilang mga pagkakaiba depende sa edad kung saan ito nangyari. Ang insidente ng kanser ay tumataas nang husto pagkatapos ng edad na 50, habang ang insidente ng neurodegenerative disorder ay tumataas pagkatapos ng edad na 70. Ang isang mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang pathologies na ito ay ang uri ng mga cell na kanilang naaapektuhan.
Pangunahing nakakaapekto ang kanser sa mga selulang mitotic, habang ang mga sakit na neurodegenerative ay pangunahing nakakaapekto sa mga postmitotic (hindi naghahati) na mga selula.
Kaya, ang tanong ay lumitaw kung paano ang reaksyon ng mga ganitong uri ng mga selula bilang tugon sa stress ay sa panimula ay naiiba. Ayon sa proliferative na istraktura ng mga tisyu, ang mga multicellular na organismo ay maaaring nahahati sa simple lang At kumplikado. Pagkatapos ng pag-unlad at pagkita ng kaibhan, ang mga simpleng organismo (hal. Caenorhabditis elegans at Drosophila melanogaster) ay binubuo lamang ng mga postmitotic cells na terminally differentiated at hindi na nahahati. Sa kabaligtaran, ang mga kumplikadong organismo (tulad ng mga mammal) ay binubuo ng parehong postmitotic at mitotic na mga cell na naroroon sa mga regenerating na tisyu at sumusuporta sa kanilang kakayahang magparami.
Ang isang mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng simple at kumplikadong mga organismo ay ang kanilang habang-buhay: ang mga nematode C. elegans ay nabubuhay lamang ng ilang linggo, ang mga prutas ay lilipad D. melanogaster ay nabubuhay ng ilang buwan, habang ang mga daga ay nabubuhay ng ilang taon at ang mga tao ng maraming dekada. Malamang na ang pagkakaroon ng mga regenerating tissue sa katawan ay ginagawang posible na palitan ang mga nasirang selula, sa gayon ay tumataas ang pag-asa sa buhay.
Gayunpaman, ang self-regenerative na potensyal ng renewable tissues ay nagdudulot ng panganib para sa cancer. Ang akumulasyon ng pinsala ay nagdaragdag sa panganib ng mga mitotic na selula upang makakuha ng mga pagbabago sa genomic DNA at samakatuwid ay ang panganib na maging isang selula ng kanser.
Upang mapanatili ang organismo, ang mga nasirang cell ay umaasa sa dalawang magkaibang mekanismo upang ihinto ang kanilang paglaki: maaari silang pumasok sa isang estado ng cell cycle arrest (isang proseso na kilala bilang "senescence") o mag-trigger ng mga genetic cell death program na mamatay nang "tahimik." nang hindi naaapektuhan ang mga kalapit na selula (sa pamamagitan ng apoptosis at posibleng autophagy).
Para sa mga postmitotic cell, gayunpaman, ang senaryo ng pag-uugali ng pagkasira ng cell ay lubhang naiiba. Dahil huminto na sila yugto G0, hindi sila makapasok sa isang estado ng kapahingahan, sa senescence. Dahil kulang sa bentahe ng proliferative renewal, ang mga post-motic na selula, tulad ng mga neuron o cardiomyocytes, ay napipilitang umangkop sa stress upang makapagbigay ng mahahalagang function ng buong katawan.
Sa mga neurodegenerative pathologies tulad ng Parkinson's disease, Alzheimer's disease, at Huntington's disease, ang pagsasama-sama ng protina ay nagreresulta mula sa hindi sapat na pag-alis ng oxidized, misformed, o abnormal na mga protina sa utak. Sa kontekstong ito, ang autophagy ang pangunahing landas upang matiyak ang normal na pag-andar ng nasirang tissue.

Cellular senescence (senescence)

ay mahalagang stopover yugto G1 cell cycle ng patuloy na proliferating cell bilang tugon sa stress, upang maiwasan ang panganib ng pagbabagong-anyo sa isang malignant cell. Ang mga resting cell ay gumagamit ng flattened na hugis at nagti-trigger ng pagpapahayag ng mga partikular na molecular marker na nauugnay sa senescence—beta-galactosidase, aging-associated heterochromatic loci, at akumulasyon ng lipofuscin granules.
nagtataguyod ng paglipat ng cell sa isang estado ng pahinga.
Kabilang sa mga ito, ang pag-ikli ng telomere, pagkasira ng DNA at oxidative stress ay ang pinaka mahusay na pinag-aralan. Sa kabila ng pagkakaiba-iba ng mga senyas na ito, nagtatagpo sila sa dalawang pangunahing mga landas ng effector: ang landas at ang landas ng pRB (Larawan 1).
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang aktibidad ng tumor suppressor protein p53 ay kinokontrol ng MDM2 protein. Gayunpaman, sa ilalim ng mitogenic stress o pagkasira ng DNA, ang aktibidad ng MDM2 ay pinipigilan at ang functional p53 ay nakakapag-activate ng cyclin-dependent kinase inhibitor p21, na humihinto sa cell cycle.
Sa pangalawang landas, ang retinoblastoma protein pRB ay isinaaktibo ng p16 na protina sa ilalim ng mga kondisyon ng stress o pagkasira ng DNA, na kung saan ay nagbubuklod sa mga miyembro ng E2F transcription factor na kilala upang simulan ang cell cycle.
Ang dalawang landas na ito ay magkakapatong sa kontrol ng pagtanda ng cellular at maaari ring magkasabay sa pagsisimula ng mga programa sa pagkamatay ng cell. Halimbawa, ang mga ventricular cardiomyocytes ay nag-activate ng mitochondrial apoptosis kapag ang E2F expression ay nadagdagan sa mga cell na ito.
Kahit na ang senescence ay isang paraan para sa mga cell na umangkop bilang tugon sa mga nakababahalang kondisyon, ang mekanismong ito ay maaaring, gayunpaman, ay may negatibong epekto sa kaligtasan ng organismo.
Sa edad, ang mga senescent cell ay nag-iipon sa proliferative tissues at gumagawa ng iba't ibang degradative protease, growth factor at cytokines, na nakakaapekto sa mga function ng mga kalapit na non-quiescent cells.
Pagkatapos ng napakalaking akumulasyon ng senescent cells, ang proliferative potential ng regenerating tissues ay bumababa dahil sa pagbaba ng stem cell. Sa kabuuan, ang mga kahihinatnan na ito ay maaaring lumikha ng isang hindi kanais-nais na kapaligiran na nakakaimpluwensya sa pagbuo ng mga neoplastic na selula sa tumor, na sa huli ay nagpapataas ng panganib ng kanser.

Apoptosis

Ang Apoptosis ay ang pinaka-malawak na pinag-aralan na anyo ng naka-program na cell death, na gumaganap ng mahalagang papel sa pag-unlad ng embryonic at pagtanda ng organismo. Kabilang dito ang kinokontrol na pag-activate ng mga protease at iba pang hydrolases, na mabilis na sumisira sa lahat ng mga istruktura ng cellular.
Hindi tulad ng pagkamatay ng cell sa pamamagitan ng nekrosis, kung saan nawasak ang lamad ng cell at na-trigger ang isang nagpapasiklab na reaksyon, nangyayari ang apoptosis sa loob ng isang buo na lamad, nang walang pinsala sa mga kalapit na selula.
Sa antas ng morphological, ang mga klasikong tampok ng apoptosis ay chromatin condensation (pyknosis), nuclear fragmentation (karyorrhexis), pag-urong ng cell at pag-blebbing ng lamad. Mayroong dalawang pangunahing daanan para sa pagsisimula ng apoptosis: intracellular (o mitochondrial) at extrinsic (Fig. 2).
Sa panahon ng intracellular pathway, maraming mga sensor, kabilang ang mga protina ng BH3 at p53, ay tumugon bilang tugon sa iba't ibang mga signal ng stress o pagkasira ng DNA at nag-activate ng isang signaling cascade na humahantong sa mitochondrial outer membrane permebelization (MOMP).
Ang mga protina na inilabas mula sa intermembrane space ng permeabilized mitochondria ay bumubuo ng isang katangian na istraktura, ang apoptosome, isang caspase activation complex na binubuo ng APAF-1 protein (apoptotic protease activating factor 1), caspase-9 at cytochrome C, na humahantong sa pag-activate ng effector caspases, na sumisira sa mahahalagang istruktura ng cellular. Na-trigger ang apoptosis
sa antas ng mitochondrial ito ay mahigpit na kinokontrol ng Bcl-2 na pamilya ng mga protina, na nahahati sa 3 grupo: (1) anti-apoptotic multi-domain na mga miyembro (Bcl-2, Bcl-X L at Mcl-1), na naglalaman ng apat na Bcl-2 homologous na domain (BH1, BH2, BH3 at BH4), (2) pro-apoptotic multidomain na miyembro (gaya ng Bax at Bak) na kulang sa BH4 domain at (3) pro-apoptotic BH3 proteins (hal. Bid, Bim at Bad).
Maaaring i-activate ng internal at external stimuli ang proteolytic degradation ng Bid protein at translocation ng pinutol na bid ( tBid) sa mitochondrial membrane, kung saan pinasisigla nito ang MOMP, marahil sa pamamagitan ng pag-activate ng mga channel ng Bax/Bak at sa pamamagitan ng iba pang mga mekanismo.
Ang maraming mga intracellular na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga miyembro ng pamilya ng Bcl-2 ay nagsasangkot ng pagsasama ng mga signaling cascades na nagbabago sa mga antas at aktibidad ng mga protina na ito upang maisulong o maiwasan ang pagsisimula ng mitochondrial apoptosis.
Ang extrinsic pathway ay nagsisimula sa plasma membrane sa pamamagitan ng activation ng TNFR family of death receptors (tumor necrosis factor receptors), na ina-activate ng ligands na Fas/CD95 at TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand). Ang receptor trimerization ay humahantong sa recruitment at activation ng caspase-8 sa pamamagitan ng mga espesyal na adapter protein gaya ng FADD/TRADD (Fas-associated death domains/TNFR1-associated death domains) upang bumuo ng isang signaling complex na higit pang nagpapadala ng mga signal sa hindi bababa sa tatlong direksyon: ( 1) sa pamamagitan ng direktang proteolysis at activation ng effector caspases, (2) sa pamamagitan ng proteolysis ng BH3 protein Bid, translocation ng tBid sa mitochondria at kasunod na permeabilization ng panlabas na mitochondrial membrane, o (3) sa pamamagitan ng activation ng RIP1 kinase at (C-Jun N-terminal kinases), na humahantong sa pagsasalin ng tBid sa lysosomes at permebelization ng Bax-dependent lysosomal membranes, na nagreresulta sa pangkalahatang proteolysis ng cathepsin B/D at MOMP.

Apoptosis at senescence

Tulad ng cellular senescence, ang apoptosis ay isang matinding anyo ng cellular response sa stress at kumakatawan sa isang mahalagang mekanismo ng pagsugpo sa tumor. Hindi pa malinaw kung ano ang tumutukoy sa landas na tinatahak ng isang cell. Bagama't karamihan sa mga cell ay may kakayahan sa parehong mga prosesong ito, sila ay kapwa eksklusibo.
Ang uri ng cell ay mapagpasyahan, dahil ang mga nasirang epithelial cells at fibroblast ay karaniwang pumapasok sa katahimikan, habang ang mga nasirang lymphocyte ay sumasailalim sa apoptosis. Bilang karagdagan, naiulat na sa pamamagitan ng pagmamanipula sa antas ng expression ng Bcl-2 o pag-iwas sa mga caspases, posible na idirekta ang isang cell na karaniwang mamamatay sa pamamagitan ng apoptosis sa isang tahimik na estado. Gayundin, ang mga pagtatangka ay ginawa upang pigilan ang cellular aging sa pamamagitan ng pagtaas ng antas ng telomerase, na sa huli ay hindi pumipigil sa cellular aging, ngunit pinoprotektahan ang mga cell mula sa apoptosis.
Ang mga pag-aaral na ito ay malinaw na nagpapahiwatig ng isang intersection sa pagitan ng mga proseso ng apoptosis at cellular senescence, halimbawa sa antas ng tumor suppressor protein p53.
Sa mga selula ng kanser sa colon, ang pag-activate ng p53 ay humahantong sa pagsisimula ng apoptosis sa halip na katahimikan pagkatapos ng pagkakalantad sa oncogenic sa pamamagitan ng pagtaas ng pagpapahayag ng c-myc. Gayunpaman, ang mga detalye at mekanismo ng cross-regulation sa pagitan ng apoptosis at cellular senescence ay kailangang pag-aralan nang mas detalyado.

Autophagy

Ang Autophagy (mula sa mga salitang Griyego na "auto" na nangangahulugang sarili at "phagein" na nangangahulugang "sumipsip") ay ang proseso kung saan ang mga sariling sangkap ng isang cell ay inihahatid sa mga lysosome para sa pandaigdigang pagkasira (Larawan 3). Ang prosesong ito sa lahat ng dako ay kasangkot bilang isang mahalagang mekanismo ng regulasyon para sa pag-aalis ng mga nasirang organelles, intracellular pathogens at labis na cytoplasm, pati na rin ang pangmatagalan, abnormal o pinagsama-samang mga protina.
Ipinakita na ang mga panandaliang protina ay inalis pangunahin sa pamamagitan ng mga proteasome.
Hindi bababa sa tatlong magkakaibang uri ng autophagy ang inilarawan, na naiiba sa paraan ng paghahatid ng mga organelles sa mga lysosome. Ang pinakadetalyadong uri ng macroautophagy ay inilarawan, kung saan ang mga elemento ng cytoplasm at buong organelles ay hinihigop ng tinatawag na autophagosome, na mayroong double membrane structure, o primary mga autophagic vacuoles(AV-I). Pagkatapos ng pagsasanib sa mga lysosome, ang mga autophagosome ay bumubuo ng isang istraktura ng solong lamad na tinatawag autolysosome(autolysosome) o huli mga autophagic vacuoles(AV-II), ang mga nilalaman nito ay nasira at ang mga nagresultang elemento ay ibinalik sa cytoplasm para sa mga metabolic na reaksyon.
Isang komprehensibong pagsusuri sa pagbuo ng mga autophagosomal complex.
Ang pangunahing negatibong regulator ng macro-autophagy ay , na kadalasang nagti-trigger ng pangunahing pagbuo ng autophagosome, ngunit ang pagsugpo nito (halimbawa, sa pamamagitan ng rapamycin sa kawalan ng nutrients) ay nagti-trigger ng macro-autophagy. Ang pagsugpo sa aktibidad ng mTOR ay nagtataguyod ng enzymatic activation ng isang multiprotein complex, na nabuo mula sa phosphatidylinositol 3-kinase III (PI3K), vacuolar sorting protein 34 (Vps34), Beclin 1, vacuolar sorting protein 15 (Vps15), UV resistance protein (UVRAG) , endophilin B1 (Bif-1), Beclin-1-dependent autophagy activation molecules (Ambra 1) at posibleng iba pang mga protina.
Ang complex na ito ay negatibong kinokontrol ng mga protina ng Bcl-2/X L. Ang Vps34 ay gumagawa ng phosphatidylinositol 3-phosphate, isang molecular signal para sa pagpupulong ng mga autophagy complex upang bumuo ng vesicle elongation at pagsasara.
Ang proseso ng macro-autophagy ay maaaring mapigilan sa pamamagitan ng landas ng insulin/IGF-1, kung saan ang mga PI3K ay gumagawa ng phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate, na nagpapasigla sa pag-andar ng mTOR.
Ang susunod na uri ng autophagy, microautophagy, ay hindi gaanong pinag-aralan, kung saan ang mga organelle ay direktang hinihigop sa lysosomal membrane. Ang mekanismong ito
ay isa ring landas para sa pagkasira ng mga organelles at pangmatagalang protina, ngunit, hindi tulad ng macro-autophagy, hindi ito responsable para sa pagbagay sa kakulangan ng nutrisyon.
Ang isang tiyak na anyo ng micro-autophagy ay ang lubos na pumipili na pagkasira ng mga peroxisome (micropexophagy), na inilarawan sa lebadura bilang isang mekanismo ng pagbagay sa oxidative stress.
Ang ikatlong uri ng pagkain sa sarili ay autophagy na nauugnay sa chaperone(CMA). Bagaman ang landas na ito ay sensitibo din sa mga kakulangan sa nutrisyon. mga sangkap, walang kabuuang pagsipsip ng mga organelles o pumipili na pagkilala sa substrate. Sa CMA, ang mga cytoplasmic protein na naglalaman ng mga partikular na penta-peptide motif na kinikilala ng lysosomes (consensus sequence KFERQ) ay kinikilala ng isang complex ng chaperone proteins (kabilang ang heat shock protein 73 kDa, hsc73) at naka-target sa lysosomal membrane, kung saan sila nakikipag-ugnayan sa mga protina. lysosomal membrane associated (LAMP) 2a. Ang mga substrate na protina ay ibinubukad at dinadala sa lysosome lumen para sa pagkasira.
Ang KFERQ motif ay matatagpuan sa humigit-kumulang 30% ng mga cytoplasmic na protina, kabilang ang RNase A at amyloid precursor protein (APP). Kapansin-pansin, ang mga APP ay maaaring itali ng hsc73 (at samakatuwid ay ipapakain sa SMA) kapag ang pangunahing landas ng kanilang pagkasira ay napigilan at ang pakikipag-ugnayang ito ay hindi naganap sa pamamagitan ng pagkakasunud-sunod ng APP KFFEQ. Hindi pa malinaw kung paano kinikilala ng chaperone complex ang motif ng KFERQ.
Ang ilang mga post-translational na pagbabago sa mga substrate (hal., oxidation o denaturation) ay maaaring gawing mas madaling ma-access ang motif na ito ng mga chaperone, na nagpapataas ng kanilang antas ng lysosomal uptake sa CMA.

Autophagy at apoptosis sa panahon ng cellular aging

Sa karamihan ng mga kaso, ang autophagy ay nagtataguyod ng kaligtasan ng cell sa pamamagitan ng pag-angkop ng mga cell sa mga kondisyon ng stress. Sa kontekstong ito, kabalintunaan na ang mekanismo ng autophagy ay isa ring non-apoptotic cell death program, na tinatawag na "autophagic" o "type-II" cell death.
Ito ay batay sa katotohanan na ang ilang mga kaso ng pagkamatay ng cell ay sinamahan ng napakalaking autophagic vacuolation. Gayunpaman, ang mga morphological na obserbasyon na ito ay hindi maaaring magpahiwatig kung ang pagkamatay ng cell ay sinamahan ng pagbuo ng mga autophagic vacuoles o kung ang pagkamatay ng cell ay aktwal na nangyayari sa pamamagitan ng autophagy. Sa katunayan, ang ugnayan sa pagitan ng autophagy at apoptosis ay kumplikado, at
kung ano mismo ang tumutukoy kung ang isang cell ay namamatay sa pamamagitan ng apoptosis o ibang mekanismo ay nananatiling hindi maliwanag. Sa ilang mga cellular system, ang autophagy ay ang tanging mekanismo ng kamatayan, na kumikilos bilang isang backup na mekanismo ng kamatayan kapag ang apoptosis sa cell ay pinipigilan lamang. Sa kabaligtaran, kung, sa panahon ng cellular starvation, ang proseso ng autophagy ay naharang (halimbawa, gamit ang maliit na nakakasagabal na RNA), pagkatapos ay sinimulan ang programa ng apoptosis.
Sa mga selula ng tumor ng mga linya ng cell, kapag nalantad sa mga cytotoxic substance, mas gusto ng mga cell ang autophagy, iniiwasan ang apoptosis at cellular senescence. Muli, ang p53 na protina ay nakilala bilang isa sa mga pangunahing regulator ng direksyon na dadalhin ng isang cell. Sa mga senescent at postmitotic na mga cell, ang autophagy ay nagsisilbing isang mekanismo ng pagbagay ng stress.
Ipinakita na ang mga autophagosome ay nag-iipon sa pagtanda ng mga fibroblast upang maisulong ang pag-renew ng mga cytoplasmic substance at mga organelles nito. Katulad nito, sa mga cardiomyocytes, ang pinakamainam na paggana ng mitochondrial ay nakasalalay sa macro-autophagy.
Ang paggana ng isang uri ng autophagy, CMA, ay bumababa sa edad, na nagpapataas ng panganib ng pagkabulok ng neuronal na nauugnay sa akumulasyon ng mga mutant na protina na madaling kapitan sa pagsasama-sama. Kapansin-pansin na ang mga sakit na neurodegenerative na nauugnay sa edad ay nagbabahagi ng mga katulad na katangian sa mga pathologies na dulot ng autophagy-related gene (ATG) knockouts sa utak, tulad ng akumulasyon ng ubiquitinated proteins at inclusion body sa cytoplasm, nadagdagan ang apoptosis sa mga neuron at unti-unting pagkawala ng mga selulang neuronal.
Ang nutrient starvation ay ang pinakakaraniwang ginagamit na paraan para ma-induce ang autophagy sa mga naka-culture na cell, at sa katunayan ang autophagy ay isang mekanismo kung saan ang mga single-celled na organismo (gaya ng yeast cells) pati na ang mammalian cells ay maaaring umangkop sa mga naubos na mapagkukunan.
Sa panahon ng pagkasira ng macromolecules, ang ATP ay pinakawalan, na ginagawang posible upang mabayaran ang kakulangan ng mga panlabas na mapagkukunan ng kuryente. Mahalagang tandaan na ang kakayahang ito ng autophagy ay maaaring kasangkot sa pagpapahaba ng buhay ng organismo dahil sa caloric restriction. Ang pag-aayuno o dietary restriction ay isa sa pinakamalakas na stimuli para sa pag-trigger ng autophagy sa buong katawan sa mga daga at nematode C. elegans.
Sa isang kawili-wiling pag-aaral, ipinakita na ang pag-off sa mga atg gene sa C. elegans ay nabaligtad ang mga anti-aging effect na naobserbahan sa mga indibidwal sa panahon ng paghihigpit sa calorie.
Ang tumpak na mekanismo kung saan binabawasan ng autophagy ang pagtanda ay malayo sa malinaw. Gayunpaman, maaari itong ipalagay na ang regular na pag-renew ng mga cytoplasmic na istruktura at mga molekula ay "naglilinis" at sa gayon ay nagpapabata ng mga selula. Bilang karagdagan, ang autophagy ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagpapanatili ng katatagan ng genome sa pamamagitan ng mga mekanismo na hindi pa naiintindihan.
Kaya, ang isang pangkalahatang pagtaas sa mga antas ng autophagy ay maaaring makatulong na maiwasan ang mga pangmatagalang epekto ng pinsala sa DNA, isang hypothesis na nangangailangan ng karagdagang pag-aaral.

Pangwakas na pangungusap

Ang embryogenesis at ang pagbuo ng mga multicellular na organismo ay resulta ng balanse sa pagitan ng paglaganap ng cell at pagkamatay ng cell.
Pagkatapos ng tissue differentiation, ang mga tissue na may dumadami na mga cell at mga tissue na may mga non-proliferating na mga cell ay nag-iipon ng pinsala na mahalaga para sa pagpapanatili ng buhay at pagpapabilis ng pagtanda.
Sa proliferative tissues, mayroong dalawang magkaibang mekanismo na nagpapahintulot sa mga cell na maiwasan ang pag-usad ng mga nasirang cell sa cancer cells: division arrest (isang proseso na kilala bilang cellular senescence) o programmed cell death (apoptosis at posibleng napakalaking autophagy). Bilang karagdagan, ang pagtanda ay nauugnay sa isang pagtaas ng panganib ng pagbuo ng iba't ibang mga pathologies na nauugnay sa pinsala sa cellular.
Sa partikular, maaaring umunlad ang neurodegeneration dahil sa pagbaba ng mga mekanismo ng cellular na naglalayong alisin ang mga nasirang elemento. Ang pangunahing landas para sa pagkasira ng mga elemento ng cytoplasmic ay autophagy, na iniulat na bumababa sa edad.
Ang pagpapasigla sa autophagy sa pamamagitan ng caloric restriction ay maaaring magsilbing isang diskarte upang maiwasan ang pag-unlad ng mga sakit na nauugnay sa edad, tulad ng ipinakita sa C. elegans. Gayunpaman, ang tanong ay nananatiling bukas tungkol sa kung ano ang maaaring magkaroon ng positibong epekto sa mga pagbabago na nauugnay sa edad sa mga tao: induction ng autophagy (pana-panahon o tuloy-tuloy) sa pamamagitan ng caloric restriction (intermittent o constant) o pagkakalantad sa mga pharmacological agent.

bulwagan ng kabantuganan

Craig B. Thompson
Tagapangulo at Propesor, Dept of Cancer Biology and Medicine
Unibersidad ng Pennsylvania.
Pinag-aaralan ng laboratoryo ni Thompson ang regulasyon ng pagbuo ng leukocyte, paglaganap ng cell, pagbagay sa mga nakababahalang kondisyon, at apoptosis. Ang isa sa mga direksyon ay ang pag-aaral ng ebolusyonaryong pagbabago ng mga multicellular na organismo bilang isang mekanismo ng mahigpit na kontrol sa mga proseso ng pagkamatay ng cell at pagtanda.

Russell T. Hepple, PhD

Associate Professor, Faculty of Kinesiology, University of Calgary, Canada
Nakatuon ang laboratoryo ng Hepple sa pagbaba ng function ng muscle tissue na may kaugnayan sa regulasyon ng cellular aging at kamatayan.

Judy Campisi, Buck Institute para sa Age Research, Buck Institute
8001 Redwood Blvd.
Novato, CA 94945

Ang radiobiologist [b] ay nagtatrabaho sa Institute of Biology ng Scientific Center ng Ural Branch ng Russian Academy of Sciences sa Syktyvkar: siya ay nakikibahagi sa genetics sa kapaligiran.