Życie jest formą istnienia białka - wymaga odpowiedniej struktury, więc każde białko musi zwijać się stosownie do swojej funkcji. Z biegiem czasu dochodzi jednak do degradacji i uszkodzeń, a białka zlepiają się w nieprawidłowe i toksyczne struktury zwane agregatami białkowymi, które zakłócają funkcjonowanie komórki. Istnieją oczywiście mechanizmy naprawy i usuwania białkowego syfu, ale z biegiem czasu stają się one coraz mniej efektywne.
W degradację i recykling naszych "śmieci" w komórce zaangażowane są organelle takie jak autofagosom, lizosom i preteasom. Niepotrzebne lub zniszczone elementy są "zjadane" w procesie autofagii - na przykład kiedy musimy przetrwać dłuższą głodówkę czy wysiłek fizyczny. Pęcherzyki autofagosomów izolują materiał przeznaczony do degradacji, a następnie łączą się z lizosomami zawierającymi enzymy trawienne. Uzyskane w ten sposób aminokwasy są ponownie wykorzystywane.
Jest to mechanizm pozyskiwania energii ze swoich wewnętrznych zasobów, kiedy nie masz już innej możliwości. Ponieważ przy okazji komórki zostają oczyszczone z zalegających w nich odpadów białkowych, niektórzy zalecają zdrowotne głodówki czy religijne posty. Można też głodować w jakimś proteście politycznym, choć bardziej efektowne jest samospalenie.
Niefunkcjonalne białka zostają dzięki autofagii przetworzone, a w uproszeniu usunięte, co może korzystnie wpływać na homeostazę. O ile oczywiście dostarczymy im w końcu niezbędnych składników odżywczych... Paradoksem jest tu dobroczynny wpływ deficytu energetycznego. Nasz organizm zwykle "domaga się" przecież czegoś zupełnie innego, dlatego sięgamy po kanapki, batoniki czy fast-foody.
W stan stymulującego autofagię stresu metabolicznego wprowadza nas też intensywny wysiłek fizyczny. Dzięki regularnej aktywacji autofagii organizm zapobiega mutacjom i pozbywa się uszkodzonych białek - może więc przeciwdziałać nie tylko miażdżycy, ale nawet nowotworom i chorobom neurodegradacyjnym. Uważa się, że skutkiem nieprawidłowego zwijania się białka jest choćby choroba Parkinsona czy Alzheimera.
Tyle w teorii, bo oczywiście zdrowy tryb życia jest bardzo upierdliwy i nudny... Mamy też w komórce wielocząsteczkowy białkowy kompleks enzymatyczny zwany proteasomem, degradujący pojedyncze i mniej złożone białka komórkowe - jeśli są niepotrzebne, uszkodzone lub nieprawidłowo sfałdowane. Jednym słowem synteza białek w komórce cały czas generuje buble, które muszą być na bieżącą z niej usuwane. Proces syntezy jest bowiem niedokładny i podatny na zakłócenia.
Równowagę tego systemu zapewnia Zintegrowana odpowiedź na stres (ISR). Komórka reaguje na bodźce stresowe takie jak choćby wolne rodniki hamując produkcję większości białek, a syntezując jedynie te niezbędne do naprawy uszkodzeń i przetrwania. Choć jest to mechanizm obronny przewlekły ISR może zbytnio tłumić syntezę niezbędnych białek. Urata zdolności utrzymania homeostazy białek w komórce to nieubłagane zwycięstwo entropii.
Organizmy żywe chcąc utrzymać stan uporządkowania muszą pobierać ze środowiska energię i przekształcać ją w procesach chemicznych, a to z natury rzeczy nie jest stuprocentowo wydajne i generuje "bioodpady". Każdy transfer niezbędnej energii zwiększa entropię, a organizm tonie we własnym białkowym gównie... Taki los.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz