Autofagia y Macroautofagia
La autofagia es un proceso catabólico conservado en el que una célula secuestra sus propios componentes citoplasmáticos —orgánulos dañados, agregados proteicos y citosol a granel— y los entrega al lisosoma para su degradación y reciclaje. La macroautofagia, la forma principal y mejor estudiada, envuelve la carga en un autofagosoma de doble membrana que se fusiona con el lisosoma. Como respuesta adaptativa al estrés nutricional y mecanismo de control de calidad, la autofagia promueve la supervivencia celular, pero también se interseca con las vías de muerte celular y la enfermedad.
Definition
La autofagia es un proceso catabólico dependiente de lisosomas mediante el cual las células degradan y reciclan sus propios componentes; en la macroautofagia, la carga citoplasmática se encierra en un autofagosoma de doble membrana que se fusiona con el lisosoma para su degradación.
Scope
Este tema abarca las etapas de la macroautofagia (inducción, nucleación, formación del autofagosoma y fusión lisosomal), las señales metabólicas que la regulan (notablemente mTOR y AMPK), su papel en el mantenimiento celular y la supervivencia al estrés, y su relevancia para el envejecimiento y la enfermedad. Distingue la función de supervivencia predominante de la autofagia de su papel más debatido en la muerte celular, lo que la conecta con los temas de apoptosis y necrosis.
Core questions
- ¿Cómo se forma un autofagosoma y se entrega al lisosoma?
- ¿Qué señales de nutrientes y energía activan y desactivan la autofagia?
- ¿Cómo sirve la autofagia como mecanismo de control de calidad y supervivencia?
- ¿Cuándo apoya la autofagia la supervivencia celular frente a cuándo contribuye a la muerte celular?
Key concepts
- Macroautofagia
- Autofagosoma y autolisosoma
- Genes ATG (relacionados con la autofagia)
- Señalización de mTOR
- Detección de energía por AMPK
- Autofagia selectiva (p. ej., mitofagia)
- Autofagia citoprotectora versus citotóxica
Mechanisms
La macroautofagia procede por etapas: una membrana de aislamiento (fagóforo) se nuclea, se alarga y se cierra alrededor de la carga para formar un autofagosoma de doble membrana, que luego se fusiona con un lisosoma para formar un autolisosoma donde los contenidos se degradan y los componentes básicos se reciclan. El proceso está gobernado por proteínas relacionadas con la autofagia (ATG) y ajustado por el estado de nutrientes y energía: el complejo mTOR suprime la autofagia cuando los nutrientes son abundantes, mientras que el sensor de energía AMPK la activa bajo estrés energético, por lo que la inanición o el estrés impulsan un aumento coordinado de la autodigestión. Las formas selectivas se dirigen a cargas específicas, como las mitocondrias dañadas (mitofagia), proporcionando control de calidad. Al eliminar agregados y orgánulos disfuncionales y al liberar nutrientes, la autofagia generalmente promueve la supervivencia, pero la autofagia excesiva o desregulada también puede acompañar o contribuir a la muerte celular.
Clinical relevance
La autofagia está implicada en una amplia gama de afecciones, incluidas las enfermedades neurodegenerativas donde el deterioro de la eliminación de agregados proteicos contribuye a la patología, la infección y la inmunidad, y el cáncer, donde puede ser protectora o de apoyo para las células tumorales dependiendo del contexto. También está vinculada al envejecimiento. Esta entrada describe mecanismos de referencia y no proporciona criterios de diagnóstico ni recomendaciones de tratamiento.
Evidence & guidelines
La comprensión de la autofagia se basa en la genética molecular y la biología celular consolidadas en revisiones importantes; la identificación de los genes ATG y la disección de la vía fueron reconocidas por el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2016 otorgado a Yoshinori Ohsumi.
History
La degradación lisosomal de los contenidos celulares fue descrita por primera vez por Christian de Duve, quien acuñó el término autofagia en la década de 1960. La maquinaria molecular permaneció oscura hasta que los cribados genéticos en levaduras de Yoshinori Ohsumi en la década de 1990 identificaron los genes relacionados con la autofagia (ATG), trabajo que fue galardonado con el Premio Nobel de 2016 y que abrió el campo al estudio de los papeles de la autofagia en el desarrollo, la inmunidad, la neurodegeneración, el cáncer y el envejecimiento.
Debates
- ¿La autofagia mata las células o las protege?
- La autofagia es predominantemente un mecanismo de supervivencia, pero en algunos contextos la actividad autofágica extensa acompaña a las células moribundas, planteando la cuestión no resuelta de si la 'muerte celular autofágica' es una vía de muerte genuina o principalmente un intento fallido de supervivencia.
Key figures
- Yoshinori Ohsumi
- Beth Levine
- Daniel Klionsky
- Guido Kroemer
- Noboru Mizushima
Related topics
Seminal works
- mizushima-2008
- levine-kroemer-2008
- dikic-elazar-2018
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre autofagia y apoptosis?
- La apoptosis es un programa de muerte celular regulado que desmantela la célula, mientras que la autofagia es principalmente un proceso catabólico de reciclaje que ayuda a las células a sobrevivir al estrés; ambas vías están interconectadas y pueden influirse mutuamente, pero la autofagia no es por defecto un mecanismo de muerte.
- ¿Qué significa macroautofagia en contraposición a la autofagia en general?
- La autofagia es un término paraguas para varias rutas de autodegradación lisosomal; la macroautofagia es la forma principal, en la que un autofagosoma de doble membrana envuelve la carga y la entrega al lisosoma, a diferencia de la microautofagia y la autofagia mediada por chaperonas.