Some remarks on the relationship between autophagy, cell aging, and cell proliferation restriction

Abstract

В обзоре кратко описываются основные типы аутофагии -макроаутофагия, микро-аутофагия и шаперон-опосредованная аутофагия. Анализируются данные о характере влияния аутофагии на возникновение некоторых патологических процессов и старение у различных организмов. Отмечается, что такое влияние, как правило (хоть и не всегда), является положительным. Рассматриваются результаты исследований данного феномена в экспериментах на мышах, нематодах, дрозофилах, бактериях, дрожжах и культурах кле-ток высших организмов. Подчеркивается очевидная связь активации аутофагии с огра-ничением клеточной пролиферации, которую авторы считают основной причиной накоп-ления с возрастом различных дефектов (наиболее важные из них -повреждения ДНК) в клетках и тканях, что приводит к увеличению вероятности смерти, т.е. к старению. За-ключается, что изучение роли аутофагии в процессе старения наиболее целесообразно проводить на моделях хронологического старения дрожжей или "стационарного старе-ния" клеточных культур.Ключевые слова: аутофагия, цитогеронтология, репликативное старение, "стацио-нарное старение", постмитотические клетки, ограничение клеточной пролиферации, обзор.Аутофагия переводится с греческого как "са-мопоедание", что вполне отражает суть процесса -различные цитоплазматические субстраты клетки доставляются в её лизосомы, где происходит их разрушение. Существует три основных типа ауто-фагии, которые различаются объёмом поглощае-мых субстратов и механизмом доставки элементов цитоплазмы в лизосомы. Наиболее изученной явля-ется макроаутофагия (МАФ), в результате которой происходит деградация органелл клетки и круп-ных макромолекул, для чего образуются специаль-ные мембранные структуры -аутофаголизосомы. Сначала участок цитоплазмы с поврежденными субстратами поглощается двумембранным образо-ванием -фагофорой, затем фагофора замыкается и становится аутофагосомой, после чего она сли-вается с лизосомой и в результате формируется ау-тофаголизосома. С помощью МАФ клетка может обновлять внутриклеточный неядерный материал [1], разрушая старые структуры и создавая из по-лученных в ходе "переваривания" строительных блоков новые.При микроаутофагии участки лизосом образуют впячивания и поглощают таким образом неболь-шие структуры и макромолекулы, аутофагосомы не образуются. Другое название микроаутофагии -базальная аутофагия [2], так как этот процесс под-держивается в клетках на постоянном уровне. Мик роаутофагию клетки также используют, когда им не хватает энергии. Именно так, переваривая небольшие участки цитоплазмы, получают энергию дрожжи [3].Шаперон-опосредованная аутофагия не требует перестройки мембраны лизосом -"испорчен-ные" белки переносятся в лизосомы при участии белков-шаперонов [4]. Только растворимые цито-зольные белки могут быть транспортированы таким способом, причём эти белки должны пройти через процесс развёртывания (unfolding), чтобы попасть внутрь лизосомы [5]. Активность МАФ и шаперон-опосредованной аутофагии резко возрастает в от-вет на стресс, это помогает клеткам адаптироваться к условиям окружающей среды [2].С помощью МА...

Age‐related AMP‐activated protein kinase alterations: From cellular energetics to longevity

“…[56][57][58] Chronological aging implies restriction of cell proliferation by some way (preferably by contact inhibition) with further determination of survivability of cells in stationary phase of growth; replicative aging is based on the phenomenon of limited cell proliferation potential. [62][63][64] Stationary conditions contribute AMPK activation and autophagy initiation, thus investigation of the enzyme's regulatory role in the chronological aging model is of special interest. [62][63][64] Stationary conditions contribute AMPK activation and autophagy initiation, thus investigation of the enzyme's regulatory role in the chronological aging model is of special interest.…”

“…59,60 Chronological aging is also called stationary phase aging, the latter term being used more often for bacteria 61 and mammalian cells. [62][63][64] Stationary conditions contribute AMPK activation and autophagy initiation, thus investigation of the enzyme's regulatory role in the chronological aging model is of special interest.…”

Elementary Pathophysiology, Treatment, Risk Factor of Alzheimer’s Disease

“…furthermore, tau can directly bind Aβ to induce Aβ aggregation. Tau forms a stable compound with Aβ, which enhances tau phosphorylation via GSK3 activation and accelerates local Aβ production and accumulation[103][104]. Aβ and tau coexpression in Drosophila melanogaster promotes tau phosphorylation and amplifies Aβ-induced neurodegenerative changes[105][106].…”

Impairment of the Viability of Transformed Chinese Hamster Cells in a Nonsubcultured Culture under the Influence of Exogenous Oxidized Guanoside is Manifested Only in the Stationary Phase of Growth

“…При хронологическом старении дрожжей и "стационарном" старении культивируемых клеток млекопитающих происходит ограничение пролиферации вследствие контактного торможения, в результате чего клетки не обновляются и в них происходят разного рода изменения, сходные с изменениями, характерными для стареющих многоклеточных организмов. Наиболее важные среди них -повреждения ДНК, так как любые другие макромолекулы и органеллы можно заменить [24][25][26]. Ранее было показано, что в условиях этой модельной системы в клетках возникают сшивки ДНК-белок [27] и однонитевые разрывы [28], происходит деметилирование ДНК [29] и ингибирование процесса поли(AДФ-рибозил)ирования белков хроматина [30], изменяется уровень спонтанных сестринских хроматидных обменов [31,32].…”