Cellens miljøstasjon holder deg frisk

Gjenvinning og gjenbruk er noe cellen er god på. Da sparer den energi og du unngår sykdom.

Resirkuleringsspann. Sortering av aminosyrer, fettstoffer, sukker og restavfall til hver sin haug.

Celler er små travle lokalsamfunn. De produserer «varer» og transporterer dem dit de trengs. De forbruker dem og fyller på igjen. De utsettes for slitasje. Og som i samfunn flest går det som ikke kan vedlikeholdes i søpla.

Opphopning av søppel er like usunt i cellen som i samfunnet ellers. Cellen skal unngå forgiftninger og sykdommer, og i tillegg kan det som skjer lokalt i cellen påvirke globalt, i hele kroppen. 

Autofagi betyr selvspising. Ved å spise litt av sitt eget innhold bidrar cellene dine til at du holder deg frisk.

Autofagi – cellens prosess for resirkulering

Celler kan kvitte seg med søppelet på forskjellige måter, men snakker vi om store mengder bruker de en prosess som kalles autofagi. Da etablerer de sin egen midlertidige miljøstasjon, hvor celleavfall blir brutt ned og brukbare byggematerialer resirkulert.

Prosessen har flere funksjoner. Den forhindrer akkumulering av skadelige stoffer som kan føre til sykdom, den hjelper cellen å prioritere sentrale funksjoner dersom den er i vanskeligheter (eks energimangel), og ved å bruke byggesteiner som aminosyrer om igjen sparer cellen mye energi.

Når autofagien svikter

Autofagi holder cellen frisk ved å sørge for balanse mellom produksjon og nedbrytning. Det bidrar til at hele organismen og holdes frisk og sprek. Når autofagien ikke går som den skal kan vi bli syke. Det kan for eksempel være hvis prosessen avbrytes, eller om deler av maskineriet er endret av mutasjoner.

Figur 1. Mikroskopbilde av senile plakk i hjernen til en pasient med Alzheimers sykdom. Illustrasjon: Nephron

Nevrologiske sykdommer

Med redusert autofagi vil klumper av protein kunne hope seg opp, danne avleiringer og skape sykdom. Da påvirkes blant annet nervecellene.

Forskerne har sett at pasienter med Parkinsons sykdom og Alzheimer har lavere nivå av autofagi enn friske.

 

 

Infeksjoner

Autofagi kan òg bryte ned bakterier og virus som befinner seg inni cellene. Salmonellabakterier, for eksempel, bor inni cellene som del av sin livssyklus. Der gjør de sitt beste for å ikke bli oppdaget, men de kan bli brutt ned gjennom autofagi.

Kreft

Forstyrrelser i autofagi har blitt koblet også til kreft. Det kan slå begge veier. Noen ganger fører endringene til at kreftcellene bremses, andre ganger til at de akselereres.

Små samfunn

Så hvis vi nå tar et dykk inn i cellen igjen: Hva går egentlig denne autofagiprosessen ut på? Hvordan gjøres dette inni en celle? Hvordan skaper cellen en miljøstasjonen?

Innsiden av cellen er ikke et uorganisert kaos, men snarere et gjennomregulert samfunn. Cellen har skjelett og transportårer, fabrikker og kraftanlegg, et hovedkvarter og en periferi.

Noen avdelinger av cellen er avgrenset av membraner. Celler har med andre ord ikke bare den store cellemembranen, som omslutter hele cellen, og membran rundt kjernen. Den har også mange interne membraner som omslutter mindre avdelinger inni cellen. På grunn av membranene kan disse avdelingene ha et indre miljø som er annerledes enn i resten av cellen.

Autofagi er en prosess som involverer flere slike membranavgrensede avdelinger.

Å skape en miljøstasjon

Tegnet illustrasjon av autofagiprosessen.
Figur 2. Autofagiprosessen. Illustrasjon: Elin Lunde

Søppelsekk – fagofor og autofagosom

Først lager cellen en «søppelsekk» av membraner og samler alt som skal brytes ned i den. Cellen kan enten lage sekker som bare inneholder utvalgte ting, eller den kan lage store sekker med mye forskjellig avfall. Så lenge innsamlingen pågår kalles søppelsekken fagofor.

De fulle og lukkede sekkene kalles autofagosomer. Inni dem skjer det ikke nedbrytning og sortering. Derfor starter et samarbeid med en annen av cellens avdelinger, lysosomene.

Avdeling for destruksjon – lysosom

Lysosomene er spesialister på å bryte ned. De inneholder enzymer som gjør denne jobben, og et rimelig surt miljø (lav pH) hjelper til. Lysosomene er naturlig nok også avgrenset av en membran, så ikke all denne destruktiviteten får uønsket spredning.

Miljøstasjon - autolysosom

Sammen danner autofagosomet og lysosomet en miljøstasjon, et autolysosom.

Når søppelsekkene fusjonerer med lysosomene får innholdet tilgang til enzymene og det sure miljøet. Da brytes innholdet ned. Når fett, karbohydrater og proteiner er brutt ned til mindre byggesteiner kan en del av det resirkuleres.

Nobelpris til autofagiforsker

portrettfoto av Yoshinori Ohshumi
Nobelprisvinner Yoshinori Ohsumi. Foto: Bengt Nyman, Wikimedia Commons

De siste årene har det bare blitt mer og mer tydelig hvor viktig denne prosessen er for oss. Foreløpig er det ingen medisinsk behandling som sikter seg inn på feil i autofagiprosessen. For å utvikle slike medisiner må man skjønne mekanismene godt. Der er forskerne i full sving.

En av dem som har hjulpet oss med forståelsen av autofagi er japanske Yoshinori Ohsumi. Han oppdaget gener og mekanismer som er helt essensielle for autofagi, og for dette arbeidet fikk han i 2016 nobelprisen i fysiologi og medisin.

 

Av Elin Lunde
Publisert 29. apr. 2019 11:16 - Sist endret 30. apr. 2019 13:53
Lege undersøker et barns tunge

Medisinbloggen

En fagblogg fra Det medisinske fakultet, UiO.

Har du tips til temaer på bloggen? Send e-post til medisinbloggen@medisin.uio.no