Autofagie als reset-knop voor het metabolisme

12 augustus 2019

Door: Erik-Alexander Richter

In 2016 ontving de Japanse celbioloog dr. Yoshinori Ohsumi de Nobelprijs voor zijn ontdekking van autofagosomen. Het voorwerk was al in de jaren zestig gedaan door de Belgische celbioloog Christian de Duve. Wat zij ontdekten was een mechanisme voor recycling: autofagie. Het wordt bij energieschaarste ingeschakeld om restproducten van metabole processen, beschadigde celonderdelen, bacteriën en virussen en foutief gevormde eiwitten door enzymen af te breken. Dat levert herbruikbare aminozuren en energie op voor de cel en haar essentiële functies.

Autofagie, of volledig, autofagocytose, is een proces dat automatisch wordt ingeschakeld als het niveau ATP sterk is afgenomen. Autofagy is ontleend aan het Grieks en betekent zoveel als ‘zichzelf opeten’. Er ontstaat een nieuw celorganel, het autofagosoom, dat afvalstoffen verzamelt en aflevert bij het lysosoom waar dan enzymatische degradatie plaatsvindt. De cel wordt opgeschoond, energie komt beschikbaar en sommige andere celorganellen worden vernieuwd. Dit proces kan een zinvolle bijdrage leveren aan de oplossing van veel ziektebeelden.

Fagocytose is het proces waarbij het membraan van een cel vaste deeltjes, zoals andere cellen, omsluit en zo een holte binnen de cel vormt waarin de omsloten deeltjes buiten het cytoplasma veilig opgeslagen worden. Fagocyten zijn immuuncellen die bijvoorbeeld bacteriën of parasieten ‘opeten’ door ze te omsluiten. Ze kunnen dan worden gedood en afgebroken. In geval van autofagie ontstaan er celblaasjes binnen het celmembraan van een cel die de afvalstoffen verzamelt.

De spil in het hele proces is de energiebalans. Er zijn signaalstoffen die autofagie blokkeren maar ook stoffen die het proces juist inschakelen. Eigenlijk begint alles met de status van PI3K; fosfatidylinositol 3-kinase. Als dit eiwit in actieve status is, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van insuline, wordt met hulp van AKT (ook wel proteïne Kinase B genoemd) een belangrijk eiwit geactiveerd; mTOR (Mamalial / Mechanistic Target Of Rapamycin). Het stofje rapamycine – ooit ontdekt op Paaseiland – blijkt in staat te zijn de groei van eiwitten bij zoogdieren (mammals) te blokkeren. Dat is vooral bij kankerpatiënten heel relevant maar ook bij metabole aandoeningen. Het mTOR is een centraal eiwitcomplex.

Lees het gehele artikel vanaf pagina 22 in OrthoFyto 4/19.

Wilt u het hele artikel als PDF bestand ontvangen? Bestel het dan hier voor € 3,50

Bronvermelding:

  1. Bernard, A., Jin, M., Xu, Z., & Klionsky, D. J. (2015). A large-scale analysis of autophagy-related gene expression identifies new regulators of autophagy. Autophagy, 11(11), 2114–2122.
  2. Heras-Sandoval D, Pérez-Rojas JM, Hernández-Damián J, Pedraza-Chaverri J. The role of PI3K/AKT/mTOR pathway in the modulation of autophagy and the clearance of protein aggregates in neurodegeneration. Cell Signal. 2014 Dec;26(12):2694-701. Epub 2014 Aug 28.