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La autofagia es un proceso celular, desconocido o poco recordado por algunos médicos y profesionales de la salud en general.
Por esta razón, la primera parte de este artículo esta dedicado a ver sus generalidades que se presentan en la tabla 1, gráfica 1 y 2.1
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PROCESO/SECCIÓN |
Descripción |
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DEFINICIÓN |
La autofagia es un proceso celular que se encarga de la degradación y reciclaje de componentes celulares dañados, envejecidos o innecesarios. Es una función esencial para el mantenimiento y la supervivencia celular. |
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FORMACIÓN DEL AUTOFAGOSOMA |
El proceso de autofagia comienza con la formación de una estructura membranosa llamada autofagosoma. Este se origina a partir de una porción del retículo endoplasmático rugoso o de la membrana externa de la mitocondria. |
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CAPTURA DE LOS COMPONENTES CELULARES |
El autofagosoma se fusiona con vesículas que contienen los componentes celulares a degradar, como proteínas mal plegadas, orgánulos dañados o agregados tóxicos. Estos componentes se encapsulan dentro del autofagosoma. |
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FORMACIÓN DEL AUTOFAGOLISOSOMA |
El autofagosoma maduro se fusiona con un lisosoma, formando así un autofagolisosoma. El lisosoma contiene enzimas digestivas que degradan los componentes encapsulados en el autofagosoma. |
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DEGRADACIÓN DE LOS COMPONENTES CELULARES |
Dentro del autofagolisosoma, los componentes celulares se someten a la acción de las enzimas lisosómicas, que los descomponen en moléculas más simples, como aminoácidos, lípidos y carbohidratos. Estas moléculas se liberan al citoplasma para su reutilización. |
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RECICLAJE Y MANTENIMIENTO CELULAR |
Las moléculas resultantes de la degradación son utilizadas por la célula para la síntesis de nuevas proteínas, lípidos y otras biomoléculas necesarias para su funcionamiento. El reciclaje de estos componentes es fundamental para el mantenimiento y la supervivencia celular. |
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REGULACIÓN |
El proceso de autofagia está regulado por una serie de proteínas y señalización celular. Diversos factores, como el estrés celular, la disponibilidad de nutrientes y las condiciones del entorno, pueden modular la activación o la inhibición de la autofagia. |
Gráfica 1. Tipos de autofagia, según el tipo de componente celular involucrado
Gráfica 2. Pasos del proceso de autofagia
Según se ha podido establecer, la autofagia y específicamente su disfunción podría estar relacionada con diferentes enfermedades, entre las que encontramos las listadas en la tabla 2.1,2
Tabla 2. Enfermedades asociadas con disfunción de la autofagia
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Enfermedades o tipo de enfermedades |
Relación con autofagia |
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Enfermedades neurodegenerativas |
La disfunción de la autofagia ha sido implicada en enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Huntington. La acumulación de agregados proteicos anormales en el cerebro es un rasgo común en estas enfermedades y se cree que resulta de una falla en el proceso de eliminación y reciclaje de proteínas dañadas a través de la autofagia. |
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Enfermedades del hígado |
La autofagia juega un papel crítico en la homeostasis hepática y en la eliminación de proteínas y orgánulos dañados. La disfunción de la autofagia ha sido relacionada con enfermedades del hígado como la esteatohepatitis no alcohólica (EHNA) y la hepatitis viral crónica. |
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Enfermedades cardiovasculares |
La autofagia desempeña un papel importante en el mantenimiento de la función cardíaca y en la eliminación de proteínas y orgánulos disfuncionales en las células cardíacas. La disminución de la autofagia se ha asociado con enfermedades cardíacas, como la cardiomiopatía y la enfermedad arterial coronaria. |
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Enfermedades metabólicas |
La autofagia desempeña un papel en el equilibrio energético y el metabolismo celular. La disfunción de la autofagia ha sido relacionada con enfermedades metabólicas como la diabetes tipo 2, la obesidad y la enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD). |
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Enfermedades inflamatorias |
La autofagia está involucrada en la regulación de la inflamación y la respuesta inmunitaria. La disfunción de la autofagia se ha asociado con enfermedades inflamatorias crónicas, como la enfermedad inflamatoria intestinal y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). |
Entre las enfermedades neurodegenerativas, una de las que ostentan la mayor prevalencia, es la enfermedad de Parkinson, y además es en la que más se ha estudiado su relación con la autofagia al evidenciarse que puede tener relación con diferentes mecanismos dentro del proceso fisiopatológico. Ver tabla 3.3
Tabla 3. Mecanismos fisiopatológicos de la enfermedad de Parkinson y su relación con la autofagia
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Proceso fisio-patológico |
Papel de la autofagia |
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Acumulación de proteína alfa-sinucleína en forma de agregados llamados cuerpos de Lewy |
La autofagia está involucrada en la eliminación de proteínas dañadas y agregados celulares. La activación de la autofagia puede ayudar a eliminar los cuerpos de Lewy y reducir la toxicidad de la alfa-sinucleína. |
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Disfunción mitocondrial y estrés oxidativo |
La autofagia mitofágica se encarga de la eliminación selectiva de mitocondrias dañadas o disfuncionales. La activación de la autofagia mitofágica puede ayudar a eliminar las mitocondrias disfuncionales y reducir el estrés oxidativo. |
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Disminución de la disponibilidad de dopamina |
La autofagia desempeña un papel en la degradación y reciclaje de proteínas, incluyendo aquellas involucradas en la síntesis y liberación de dopamina. La activación de la autofagia puede contribuir a mantener los niveles adecuados de dopamina en las células dopaminérgicas. |
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Neuroinflamación |
La autofagia puede modular la respuesta inflamatoria y regular la degradación de proteínas inflamatorias. La activación de la autofagia puede ayudar a controlar la neuroinflamación asociada a la enfermedad de Parkinson. |
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Estrés proteostático |
La autofagia está involucrada en la eliminación y reciclaje de proteínas mal plegadas o dañadas. La activación de la autofagia puede ayudar a mantener el equilibrio proteostático y prevenir la acumulación de proteínas tóxicas en las células. |
Autofagia y enfermedad de Parkinson
La autofagia es un proceso intracelular conservado que implica la degradación y reciclaje de componentes celulares dañados o envejecidos. En la enfermedad de Parkinson, se ha observado una disminución de la autofagia en las células dopaminérgicas del cerebro, que son las principales células afectadas en esta enfermedad. Esta disfunción de la autofagia conduce a la acumulación de proteína alfa-sinucleína en forma de agregados llamados cuerpos de Lewy, uno de los hallazgos característicos de la enfermedad. 4,5
La acumulación de alfa-sinucleína y otros agregados proteicos tóxicos es perjudicial para la función y supervivencia de las células nerviosas. La autofagia desempeña un papel esencial en la eliminación de estas proteínas dañadas y agregados celulares. La activación de la autofagia ha demostrado tener efectos beneficiosos al promover la eliminación de los cuerpos de Lewy y reducir la toxicidad de la alfa-sinucleína. Además de la acumulación de proteínas anormales, la disfunción mitocondrial y el estrés oxidativo son características prominentes en la enfermedad de Parkinson. La autofagia mitofágica, un subtipo específico de autofagia, se encarga de la eliminación selectiva de mitocondrias dañadas o disfuncionales. Estimular la autofagia mitofágica puede contribuir a eliminar las mitocondrias disfuncionales y reducir el estrés oxidativo en las células afectadas.4
Como es bien sabido, la disminución de la disponibilidad de dopamina es uno de los principales desencadenantes de los síntomas motores en la enfermedad de Parkinson. La autofagia desempeña un papel importante en la degradación y reciclaje de proteínas involucradas en la síntesis y liberación de dopamina. La activación de la autofagia puede contribuir a mantener los niveles adecuados de dopamina en las células dopaminérgicas y mejorar los síntomas motores asociados con la enfermedad. Por otro lado, encontramos a la neuroinflamación, que es otro aspecto significativo de la enfermedad de Parkinson. La autofagia puede modular la respuesta inflamatoria y regular la degradación de proteínas inflamatorias. Al activar la autofagia, se puede controlar la neuroinflamación y reducir el daño celular asociado.6
Como se puede ver, aunque no esta todo dilucidado respecto a la autofagia en enfermedad de Parkinson, las evidencias y soportes teóricos, hacen sentido con los mecanismos fisiopatológicos y por tanto, justifica el direccionamiento actual de las investigaciones para formular posibles tratamientos que tengan a la autofagia y su estimulación, como protagonista.
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Referencias
- Galluzzi L, Baehrecke EH, Ballabio A, et al. Molecular definitions of autophagy and related processes. EMBO J. 2017 Jul 3;36(13):1811-1836.
- Kuo CJ, Hansen M, Troemel E. Autophagy and innate immunity: Insights from invertebrate model organisms. Autophagy. 2018;14(2):233-242.
- Lizama BN, Chu CT. Neuronal autophagy and mitophagy in Parkinson's disease. Mol Aspects Med. 2021 Dec;82:100972.
- Xilouri M, Stefanis L. Autophagic pathways in Parkinson disease and related disorders. Expert Rev Mol Med. 2011 Mar 21;13:e8.
- Xicoy H, Peñuelas N, Vila M, Laguna A. Autophagic- and Lysosomal-Related Biomarkers for Parkinson's Disease: Lights and Shadows. Cells. 2019 Oct 25;8(11):1317.
- Pitcairn C, Wani WY, Mazzulli JR. Dysregulation of the autophagic-lysosomal pathway in Gaucher and Parkinson's disease. Neurobiol Dis. 2019 Feb;122:72-82.
