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L'autophagie est un processus clé qui maintient les cellules de votre corps en bon équilibre, ou ce que nous appelons l'homéostasie. Un dicton populaire sur la durabilité pour l'environnement est «Réduire, réutiliser, recycler». À bien des égards, l'autophagie est le processus naturel qui fait ces trois choses pour votre corps. Le terme «autophagie» vient du mot latin qui signifie «s'auto-manger». En effet, le processus d'autophagie décompose des parties de vos cellules afin de les recycler dans la création de nouvelles cellules.Le cytoplasme consiste en un fluide à l'intérieur d'une cellule (à l'exclusion du noyau). Au cours de l'autophagie, le cytoplasme et les organites (petites structures aux fonctions spécifiques) sont éliminés et recyclés. Ce processus maintient votre corps en équilibre en auto-éliminant les cellules qui ne fonctionnent plus de manière optimale ou appropriée.
Bien que l'autophagie aide à maintenir votre corps en équilibre, il existe également des troubles qui perturbent les processus normaux d'autophagie, ce qui conduit à une maladie chronique. Les troubles neurodégénératifs comme la maladie de Parkinson ont des liens génétiques avec le dysfonctionnement de l'autophagie.
Avantages
L'autophagie a des effets importants qui se produisent à la fois dans la cellule et à l'extérieur de la cellule. Au sein de la cellule, l'autophagie aide à réduire le stress oxydatif, à augmenter la stabilité génomique (ce qui contribue à la prévention du cancer), à augmenter le métabolisme bioénergétique et à augmenter l'élimination des déchets.
En dehors de la cellule, l'autophagie aide à diminuer la réponse inflammatoire, à augmenter l'homéostasie neuroendocrinienne, à accroître la surveillance du cancer par le système immunitaire et à augmenter l'élimination des cellules vieillissantes.
Les avantages des fonctions de l'autophagie minimisent votre risque de maladie, favorisent votre capacité à vieillir et contribuent finalement à augmenter votre durée de vie.
Processus
L'autophagie est généralement déclenchée par la privation de nutriments d'une cellule. On pense que l'insuline supprime l'autophagie tandis que le glucagon peut activer le processus.
Après avoir mangé, votre corps libère de l'insuline, tandis que le jeûne provoque une libération de glucagon lorsque la glycémie de votre corps commence à diminuer. Le glucagon signale à votre corps d'utiliser le glycogène dans votre foie pour augmenter votre glycémie. Une fois l'autophagie activée, le processus se déroule en quatre étapes.
- Séquestration: Au cours de cette étape, deux membranes (appelées phagophores) s'allongent autour et finissent par enfermer le cytoplasme et les organites qui seront ultérieurement dégradés. Cette double membrane devient un organite appelé autophagosome. En règle générale, les contenus engloutis par l'autophagosome sont sélectionnés parce qu'ils sont à portée. Cependant, les autophagosomes peuvent être sélectifs car la membrane peut déclencher une autophagie lorsqu'il y a interaction avec certaines protéines de la cellule.
- Transport vers un lysosome: Les autophagosomes ne peuvent pas se connecter directement à un lysosome, il fusionne donc d'abord avec une structure intermédiaire appelée endosome. L'autophagosome qui est fusionné avec un endosome est maintenant appelé amphisome, qui peut facilement fusionner avec un lysosome.
- Dégradation: Cela peut commencer après la fusion avec un lysosome. Lors de la fusion avec l'amphisome, le lysosome libère des enzymes (appelées hydrolases) qui dégradent les matériaux qui se trouvaient dans l'autophagosome d'origine. Cette structure pleine de matière cellulaire dégradée est maintenant connue sous le nom d'autolysosome ou d'autophagolysosome.
- Utilisation des produits de dégradation: Cela peut se produire une fois que tous les matériaux cellulaires sont dégradés en acides aminés. Après avoir été exportés hors de l'autolysosome dans le fluide cellulaire, les acides aminés peuvent ensuite être réutilisés.
La quatrième et dernière étape est finalement liée à la famine des nutriments cellulaires. L'utilisation de produits de dégradation est finalement nécessaire pour fournir des acides aminés pour la gluconéogenèse (un processus dans lequel le corps synthétise du glucose à partir de sources non glucidiques). Les acides aminés servent de source d'énergie pour le cycle tricarboxylique (TCA), et ces acides aminés peuvent être recyclés pour synthétiser de nouvelles protéines.
Les processus d'autophagie sont tous importants pour maintenir l'équilibre ou l'homéostasie du corps. À tout moment, l'un quelconque ou les trois peuvent être utilisés pour répondre aux besoins du corps. Cependant, ces processus ne peuvent pas être soutenus à long terme pour soutenir la survie des cellules dans des conditions chroniques.
Les types
Il existe trois types d'autophagie. Bien que similaires, ils ont chacun des caractéristiques distinctes pour différencier chaque type.
- Macro-autophagie fait référence au processus d'autophagie décrit ci-dessus. Ce terme est synonyme d'autophagie.
- Micro-autophagie est similaire à l'autophagie en ce qu'elle peut engloutir et dégrader de nombreuses structures différentes dans la cellule. La différence dans ce processus est qu'il n'utilise pas de phagophore pour séquestrer le contenu cellulaire. Au lieu de cela, le lysosome attire le contenu cellulaire et engloutit le matériau autour de sa membrane pour ensuite dégrader le contenu en acides aminés pour une réutilisation.
- Autophagie médiée par un chaperon est une méthode plus spécifique de ciblage des protéines à dégrader. Dans ce processus, les protéines chaperons aident à transloquer la protéine à travers la membrane du lysosome, où elle peut être dégradée en acides aminés pour une réutilisation.
Induire l'autophagie
De nombreuses recherches sont consacrées aux méthodes d'activation de l'autophagie en raison des nombreux avantages pour la santé, notamment la prévention du cancer et les propriétés homéostatiques du système nerveux. Cependant, il plaît également à de nombreuses personnes en raison de ses propriétés anti-âge et de ses effets métaboliques accrus.
La recherche pharmaceutique se développe pour identifier des moyens d'activer sélectivement l'autophagie avec certains médicaments. En particulier, il y a un intérêt pharmaceutique à identifier des moyens de stimuler l'induction de l'autophagie pour aider dans les troubles neurodégénératifs.
- Maladie de Huntington: le resvératrol, la latrepirdine et le lithium sont à l'étude pour stimuler l'autophagie chez les patients atteints de la maladie de Huntington.
- Maladie d'Alzheimer: le resvératrol, le nilotinib, le lithium, la latrepirdine, la metformine, l'acide valproïque, les statines, le nicotinamide et l'hydroxychloroquine peuvent aider à stimuler l'autophagie dans la maladie d'Alzheimer.
- Maladie de Parkinson: le nilotinib et les statines peuvent stimuler l'autophagie dans la maladie de Parkinson.
- Sclérose latérale amyotrophique (SLA): le lithium, le tamoxifène et l'acide valproïque peuvent stimuler l'autophagie chez les patients atteints de SLA.
Les médicaments énumérés ci-dessus sont tous à l'étude et leur utilisation n'est actuellement pas recommandée. Cependant, l'avenir de l'autophagie pour traiter la maladie peut être prometteur.
En dehors des produits pharmaceutiques, le jeûne par intermittence ou pendant des périodes plus longues induit également une autophagie. Il fait cela en épuisant les nutriments cellulaires. Afin de maintenir la fonction cellulaire, l'autophagie est induite pour produire des acides aminés qui ne sont plus présents.
De plus, un régime qui implique un faible apport en glucides prive le corps de sucres faciles d'accès. L'autophagie est activée pour participer à la génération d'acides aminés. Les acides aminés peuvent ensuite être utilisés pour fournir de l'énergie grâce à la gluconéogenèse et au cycle TCA car les glucides ne sont pas facilement disponibles. Avant de commencer tout régime, cependant, vous devriez consulter votre médecin pour assurer votre sécurité et une bonne nutrition.
Troubles associés
Les gènes liés à l'autophagie (ATG) ont été identifiés pour la première fois dans les années 1990. Depuis ce temps, des gènes dysfonctionnels ont été associés à des troubles liés à une fonction anormale de l'autophagie dans le corps.
- Encéphalopathie statique de l'enfance avec neurodégénérescence à l'âge adulte (SENDA) a été le premier trouble neurodégénératif à être identifié en relation avec un dysfonctionnement de l'autophagie. Cela est devenu important pour identifier le rôle de l'autophagie dans le potentiel de traiter d'autres troubles neurodégénératifs avec des thérapies ciblées sur l'autophagie. Le gène associé à SENDA affecte la formation des autophagosomes. Bien que l'association ait été identifiée, la relation entre le dysfonctionnement de l'autophagie et l'accumulation de fer cérébral n'a pas été déterminée.
- Syndrome de Vici est un trouble neurodégénératif progressif qui est un gène récessif (ce qui signifie que le père et la mère doivent transmettre le gène pour que l'enfant soit atteint du trouble). Le gène associé affecte la maturation et la dégradation des autophagosomes.
- Paraparésie spastique héréditaire est un autre trouble génique récessif qui est de nature neurodégénérative et qui affecte les membres inférieurs. Bien que le rôle de l'autophagie dans le trouble ne soit pas bien compris, il a été identifié qu'il altère la formation des autophagosomes ainsi que la fusion de l'autophagosome avec le lysosome.
- la maladie de Parkinson est un trouble neurodégénératif et est affecté différemment des autres troubles. Dans ce cas, on pense que le gène associé provoque une dégradation sélective des mitochondries (une structure cellulaire associée à la génération d'énergie) par autophagie, communément appelée mitophagie.
- la maladie de Crohn diffère des autres troubles répertoriés, car il s'agit d'un trouble inflammatoire de l'intestin. Il existe plusieurs gènes connus pour affecter l'autophagie en ce qui concerne la maladie de Crohn; cependant, ces mêmes gènes sont également liés à de nombreux autres processus. Par conséquent, il n'est pas clair si la maladie de Crohn est un trouble lié à l'autophagie et si les thérapies ciblées sur l'autophagie seraient des options de traitement viables.
- Cancer est différent des autres troubles car l'autophagie n'est pas génétiquement liée, mais a plutôt démontré les avantages et les risques qui y sont associés. L'autophagie a des propriétés de protection cellulaire pour essayer de prévenir la formation de cancers. Cependant, une fois qu'une tumeur est établie, on pense que l'autophagie présente les mêmes propriétés protectrices mais pour les cellules cancéreuses. En d'autres termes, une fois qu'une tumeur est établie, l'autophagie aide à empêcher la tumeur d'être détruite par les processus normaux que votre corps doit combattre le cancer.
Contrairement aux thérapies qui ciblent l'induction de l'autophagie pour certains troubles, pour le cancer, les thérapies étudiées visent l'inhibition de l'autophagie.
Cibler l'inhibition de l'autophagie chez les patients cancéreux supprimerait les propriétés de protection tumorale que l'autophagie est censée avoir établies dans le cancer. Les thérapies à l'étude ciblent la partie lysosomale du processus d'autophagie et comprennent les médicaments chloroquine et hydroxychloroquine.
Un mot de Verywell
L'autophagie est le processus naturel de votre corps par lequel il «recycle» les cellules et maintient l'homéostasie. Ses avantages comprennent la gestion des réponses inflammatoires ainsi que l'augmentation de la surveillance du cancer. Cependant, lorsque l'autophagie ne fonctionne pas correctement dans le corps, elle a été liée à divers troubles tels que la maladie de Parkinson. Bien que l'autophagie puisse être protectrice contre le cancer, dans certains cas, elle peut en fait protéger les cellules cancéreuses une fois qu'elles sont établies dans le corps.
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