Ayuno y autofagia

(Nota: si eres un lector habitual, sabrás que me gusta etiquetar mis blogs según los temas, por ejemplo, hay 40 publicaciones impares sobre el ayuno, 30 publicaciones sobre diabetes, 50 publicaciones sobre obesidad / calorías. Hago esto porque escribo en el blog sobre lo que me interesa en ese momento y puede rebotar un poco. Esta nueva sección, cubre mTOR, autofagia y enfermedad mitocondrial, que verá más adelante, se relaciona muy estrechamente con los orígenes de cáncer).

A lo largo de la historia registrada de la humanidad, el ayuno ha sido un incondicional de las prácticas tradicionales de salud y curación. Esto es cierto para prácticamente todas las regiones de la tierra y prácticamente todas las religiones del mundo. Las raíces de esta antigua tradición de curación pueden estar en el proceso de limpieza subcelular de la autofagia, que recién ahora está siendo descifrado por la ciencia. La autofagia es una de las vías más conservadas evolutivamente que se sabe que existe, y se puede ver en casi todos los organismos multicelulares y en muchos organismos unicelulares. La autofagia se refiere a la respuesta del cuerpo a la falta de alimentos (ayuno) que estimula una vía de degradación de los componentes subcelulares.

Al digerir sus propias partes, la célula hace dos cosas. Primero, se deshace de proteínas innecesarias que pueden dañarse o funcionar de otro modo. En segundo lugar, recicla esas "piezas de repuesto" de aminoácidos en nuevos componentes celulares. Esta es una de las grandes ideas erróneas del recambio normal de proteínas: que estas proteínas descompuestas de alguna manera se eliminan del cuerpo incluso si una está completamente desnutrida. Esto lleva a los estribillos histéricos que "el ayuno quema el músculo". DIOS MIO. Si no comes 96 comidas al día, ¡te marchitarás y morirás! ¡Morir! Su cuerpo almacena la energía de los alimentos en forma de grasa, pero tan pronto como no come, quema los músculos. ¡Morirás!

En verdad, nuestros cuerpos no son tan estúpidos como eso. Una vez que estas proteínas antiguas se degradan en aminoácidos componentes, nuestros cuerpos deciden si estas proteínas son expulsadas a los riñones como productos de desecho o retenidas para producir nuevas proteínas. Las proteínas están formadas por bloques de construcción llamados aminoácidos. Es como Lego. Puede descomponer su viejo avión Lego de forma extraña y construir uno nuevo y mejor con los mismos bloques de construcción. Esto también es cierto en nuestros cuerpos. Podemos descomponer las proteínas viejas en los aminoácidos componentes y usarlas para reconstruir proteínas más nuevas y funcionales.

Yoshinori Ohsumi, ganador del Premio Nobel de Medicina en 2016 por la investigación en autofagia, tituló su Conferencia Nobel “Autofagia: un sistema de reciclaje intracelular”, no “Autofagia: cómo el cuerpo humano descarga la proteína que necesitaba desesperadamente en el inodoro porque la Madre Naturaleza es realmente, muy estúpida ". Si necesita proteínas, entonces su cuerpo recuperará los aminoácidos descompuestos para producir nuevas proteínas.

Por supuesto, si su cuerpo tiene más proteínas de las necesarias, entonces ciertamente puede excretar el exceso de aminoácidos o convertirlo en energía. Si bien la mayoría de las personas piensa que el crecimiento siempre es bueno, la verdad es que, en los adultos, el crecimiento es casi siempre malo. El cáncer es demasiado crecimiento. La enfermedad de Alzheimer es la acumulación de demasiada proteína basura (nudos neurofibrilares) en el cerebro. Los ataques al corazón y los derrames cerebrales son causados ​​por placas ateromatosas. Se trata de una acumulación excesiva de muchas cosas, pero de manera destacada, células musculares lisas, tejidos conectivos y materiales degenerativos. Sí. Demasiado crecimiento del músculo liso es fundamental para causar aterosclerosis que causa ataques cardíacos. Las enfermedades poliquísticas como los riñones y los ovarios tienen demasiado crecimiento. La obesidad es demasiado crecimiento.

Ciertos tipos de estrés celular, incluida la privación de nutrientes, la agregación o el desarrollo de proteínas (grupos de proteínas) o infecciones activarán la autofagia para contrarrestar estos problemas y mantener la célula en buen estado de funcionamiento. Inicialmente se pensó que este proceso no era selectivo, pero luego se demostró que era capaz de seleccionar selectivamente los orgánulos dañados (componentes subcelulares) y los patógenos invasores. El proceso se describió en mamíferos, pero también en insectos y levaduras, donde gran parte del trabajo del Dr. Ohsumi se realizó desentrañando genes relacionados con la autofagia (ATG). Confirmó que esta vía de limpieza y reciclaje se conservó durante gran parte de la vida en la tierra, desde organismos unicelulares hasta humanos.

La autofagia ocurre a un nivel basal bajo en prácticamente todas las células, siendo importante en el recambio de proteínas y orgánulos. Sin embargo, puede estar regulado para generar nutrientes y energía. Es decir, las proteínas pueden quemarse para obtener energía en el proceso de gluconeogénesis, si es necesario. El estado de los nutrientes, las hormonas, la temperatura, el estrés oxidativo, la infección y los agregados de proteínas pueden afectar la autofagia de diferentes maneras.

El principal regulador de la autofagia es el objetivo de la rapamicina (TOR) quinasa. Esto también se conoce como TOR de mamífero (mTOR) o TOR mecanístico. Cuando mTOR sube, se apaga la autofagia. mTOR es exquisitamente sensible a los aminoácidos (proteínas) de la dieta.

El otro regulador principal es la proteína quinasa activada por AMP 5 '(AMPK). Este es un sensor de energía intracelular, que se conoce como trifosfato de adenosina o ATP. Cuando la célula tiene mucha energía almacenada, tiene mucho ATP, que es una especie de moneda energética. Si tienes muchos dólares, eres rico. Si tiene mucho ATP, su célula tiene mucha energía para hacer cosas.

AMPK detecta la relación AMP / ATP y cuando esta relación es alta (niveles bajos de energía celular), se activa AMPK. Energía celular baja = AMPK alta, por lo que es una especie de indicador de combustible inverso del estado de la energía celular. Cuando AMPK es alto (combustible bajo), esto detiene la síntesis de ácidos grasos y activa la autofagia. Esto tiene sentido. Si sus células no tienen energía, no querrá almacenar energía (hacer grasa), sino que querrá activar la autofagia, deshacerse del exceso de proteínas y posiblemente quemarla para obtener energía.

Una vez que se activa la autofagia (disminución de mTOR o aumento de AMPK), se activan aproximadamente 20 genes (ATG) para llevar a cabo el proceso de limpieza. Estos codifican proteínas que llevan a cabo el proceso real. Como mTOR es un potente inhibidor de la autofagia (mTOR actúa como un freno en la autofagia), el bloqueo de mTOR aumenta la autofagia (es decir, quitar el pie de los frenos). Puede hacer esto usando el medicamento rapamicina, que se utilizó por primera vez como agente de bloqueo inmunitario en el trasplante. Esta droga fue descubierta en 1972, aislada de una bacteria Streptomyces Hygroscopicus de la Isla de Pascua, también conocida como Rapa Nui (de ahí el nombre de rapamicina). Fue desarrollado como un antifúngico, pero finalmente se descubrió que tenía propiedades inmunosupresoras, por lo que se usó como medicamento contra el rechazo.

Casi todos los medicamentos contra el rechazo aumentan el riesgo de cáncer. El sistema inmune ronda como guardias de seguridad, día tras día, buscando células cancerosas errantes y matándolas. No llaman a estas células células asesinas naturales por nada, ya sabes. Si noquea a los guardias de seguridad con potentes medicamentos contra el rechazo, entonces el cáncer puede propagarse como un loco. Y eso es exactamente lo que sucede con la mayoría de estos medicamentos.

Pero no la rapamicina. Curiosamente, este medicamento disminuyó el riesgo de cáncer. El mecanismo de su acción, en el momento de su amplia introducción en la década de 1990, era en gran medida desconocido. Finalmente, utilizando modelos de levadura, se identificó el objetivo de la rapamicina (TOR), y pronto se descubrió la contraparte humana, de ahí el nombre TOR mamífero, ahora con el apodo pegadizo: mTOR.

El mTOR se encuentra en prácticamente todos los organismos multicelulares y, de hecho, en muchos organismos unicelulares como la levadura (donde se realiza gran parte de la investigación sobre autofagia). Esta proteína es tan importante para la supervivencia que ningún organismo vivo funciona sin ella. El término técnico para esto es "evolutivamente conservado". ¿Qué hace? En pocas palabras, es un sensor de nutrientes.

Uno de los trabajos más importantes para la supervivencia es vincular los nutrientes disponibles en el medio ambiente y el crecimiento de la célula u organismo. Es decir, si no hay alimentos, las células deberían dejar de crecer y entrar en un estado latente (como la levadura). Si los mamíferos sienten que no hay comida, también detienen el crecimiento excesivo de células y comienzan a descomponer algunas proteínas. Si no hiciste esto, no sobreviviste.

mTOR integra las señales entre los alimentos (disponibilidad de nutrientes) y el crecimiento celular. Si hay comida disponible, entonces cultive. Si no hay alimentos disponibles, deje de crecer. Esta es una tarea de vital importancia que subyace en todo el espectro de enfermedades de "demasiado crecimiento" de las que hablamos anteriormente. Es similar, pero mucho más antiguo que otro sensor de nutrientes del que hemos hablado mucho: la insulina.

Pero este conocimiento abre un potencial terapéutico completamente nuevo. Si tenemos muchas enfermedades de "demasiado crecimiento" (cáncer, aterosclerosis, obesidad, ovarios poliquísticos), entonces tenemos un nuevo objetivo. Si podemos apagar los sensores de nutrientes, podemos detener gran parte de este crecimiento que nos está enfermando. Amanece un nuevo amanecer.