fbpx
LOGO

Autofagi: Definisi, Manfaat, dan Peran Patofisiologinya

September 7, 2020
IMG

Homeostatis adalah kemampuan sel untuk mempertahankan lingkungan internal yang konstan, dan sangat penting untuk kelangsungan hidup sel.

 

Hal ini dilakukan dengan menjaga keseimbangan antara proses produksi dan degradasi komponen seluler. Salah satu jenis degradasi adalah autofagi. 

 

Autofagi atau Autophagy berasal dari “auto” yang berarti diri sendiri dan “fagy” berarti makan. Secara harfiah, autofagi adalah makan sendiri atau melahap diri sendiri.

 

Autofagi merupakan mekanisme pelestarian diri di mana tubuh dapat mengangkat sel-sel yang tidak berfungsi dan mendaur ulang bagian-bagiannya menuju perbaikan dan pembersihan sel. 

 

Mekanisme pertahanan kuno ini mengasingkan agregat protein, patogen, dan organel yang rusak atau disfungsional menjadi vesikel (struktur seperti gelembung di dalam sel yang disebut autophagosomes) dan kemudian mengirimkannya untuk dihancurkan untuk melepaskan makromolekul seperti protein, lemak, karbohidrat, dan asam nukleat untuk energi dan digunakan kembali.

 

Tujuan utama autofagi adalah memungkinkan sel untuk beradaptasi dengan perubahan kondisi dan tekanan eksternal.

 

Autofagi berbeda dari apoptosis (mekanisme penghancuran diri seluler yang menyebabkan sel-sel tubuh rusak atau menua), namun kedua proses ini diatur oleh sinyal umum dan berbagi komponen peraturan bersama. Jika dianalogikan, autofagi adalah responden dan apoptosis adalah algojo.

 

Autofagi berupaya untuk mengurangi kerusakan sel, tetapi jika tidak berhasil, apoptosis mengambil langkah untuk membunuh sel.

 

 

Kategori dan Jenis Autofagi

 

Autofagi dikategorikan menjadi autofagi non-selektif dan selektif.

 

Autofagi non-selektif merupakan bagian dari fungsi fisiologis normal sel (disebut autofagi basal) atau sebagai respons terhadap kekurangan nutrisi atau stressor lainnya sebagai cara untuk mempertahankan homeostasis. Autofagi non-selektif melakukan peran rumah tangga umum dan mempertahankan kontrol kualitas seluler.

 

Sementara itu, autofagi selektif berfungsi untuk menghilangkan bagian sel yang telah rusak atau menua, dan membantu meningkatkan fungsi seluler secara keseluruhan. Hal ini bergantung pada isyarat dari organel, patogen, atau agregat protein yang rusak. 

 

Autofagi juga memiliki jenis yang berbeda tergantung dengan fungsi dan pemicunya. Mitofagi dan xenofagi adalah dua contoh jenis autofagi selektif yang memiliki target yang berbeda. 

 

Mitofagi menjaga agar sel-sel tubuh efisien secara metabolik tanpa produksi berlebihan spesies oksigen reaktif (jenis stres oksidatif yang secara alami terjadi selama metabolisme), yang efeknya ditingkatkan oleh mitokondria yang rusak.

 

Mitofagi berfungsi untuk memicu biogenesis mitokondria, proses di mana mitokondria baru diproduksi. Kegagalan dalam mitofagi dikaitkan dengan beberapa penyakit kronis yaitu penyakit kardiovaskular, penyakit ginjal, dan penyakit Alzheimer.

 

Xenofagi adalah fungsi dari sistem kekebalan tubuh bawaan. Ini menargetkan patogen asing (seperti bakteri atau virus), mengatur penyajian antigen, dan menginduksi memori imun bawaan (proses di mana sel-sel imun “mengingat” ancaman). 

 

 

Pemicu Autofagi

 

Terdapat tiga sinyal utama yang dapat memicu autofagi: lapar, mimetic pembatasan kalori (Calorie restriction mimetics), dan olahraga. Yang penting bagi setiap jalur ini adalah penurunan kadar seluler asetil KoA (molekul yang berpartisipasi dalam banyak reaksi biokimia dalam metabolism protein, karbohidrat dan lipid). 

 

Ketika tubuh mendapat makanan berlimpah, jalur pengindraan nutrisi memberi sinyal tubuh untuk membangun komponen baru dan menyimpan kelebihan nutrisi. Ketika tubuh merasa lapar, terdapat penurunan asetil KoA dan beralih pada mekanisme homeostatik (seperti mobilisasi nutrisi yang disimpan melalui autofagi).

 

Kadar asetil KoA juga dapat dimodulasi melalui kekurangan nutrisi atau melalui pembatasan kalori. Contoh mimetik pembatasan kalori termasuk resveratrol, metformin (obat untuk menurunkan kadar gula darah), dan rapamycin (obat untuk mencegah penolakan organ pasca operasi transplantasi).

 

Sementara itu, olahraga memicu autofagi di otak dan beberapa organ yang terlibat dalam metabolisme, termasuk hati, pankreas, jaringan adiposa, dan otot, sehingga olahraga memiliki banyak manfaat bagi tubuh.

 

Latihan ketahanan, khususnya, menginduksi autofagi pada tikus, memediasi efek buruk diabetes dan obesitas.

 

 

Peran Autofagi bagi Tubuh

 

•  Immunosurveillance: Memicu mengawasi kekebalan tubuh, di mana sel-sel kekebalan mencari dan mengidentifikasi patogen asing seperti bakteri, virus, dan sel-sel prakanker atau kanker dalam tubuh.

 

Memperlambat penuaan: Pembatasan kalori (salah satu pemicu autofagi) dapat memperpanjang umur serta mengurangi risiko banyak penyakit kronis yang berkaitan dengan usia, seperti diabetes, penyakit kardiovaskular, kanker, dan atrofi otak.

 

 

Peran Patofisiologi Autofagi

 

Meski bermanfaat, autofagi juga bisa menjadi berbahaya. Kegagalan fungsi autofagi dikaitkan dengan kanker, penyakit autoimun, penyakit menular, dan penyakit neurodegeneratif.

 

Autofagi dapat mempromosikan produksi mediator proinflamasi (proses peradangan), yang dapat menyebabkan aktivasi kekebalan yang tidak tepat.

 

1. Kanker

Autofagi dapat melindungi sel tumor dan kanker, di mana pada kanker stadium lanjut, autofagi membantu sel-sel kanker untuk bertahan hidup dalam lingkungan mikro tumor yang tidak bersahabat.

 

2. Penyakit autoimun

Meski dianggap sebagai proses yang menguntungkan, autofagi memiliki efek buruk pada penyakit autoimun.

 

Pada rheumatoid arthritis, peningkatan regulasi TNF-alpha (protein pensinyalan sel proinflamasi) menginduksi autofagi yang mempromosikan diferensiasi osteoklas, dan terjadinya penghancuran arsitektur sendi. Disregulasi pensinyalan autofagi juga dikaitkan pada penyakit lupus dan Crohn.

 

3. Penyakit menular

Beberapa patogen mengembangkan strategi untuk dapat menghindari autofagi. Sebagai contoh, M. Tuberculosis (bakteri penyebab TBC) dapat memerintahkan mekanisme autofagi dengan bersembunyi di dalam autophagosome, sehingga mengganggu proses yang memecah patogen.

 

Bakteri juga dapat mengganggu salah satu langkah xenofagi, yang pada akhirnya mengganggu respon imun tubuh. Demikian pula, Human Immunodeficiency Virus (HIV) mengurangi tingkat seluler protein kunci yang terlibat dalam induksi xenofagi.

 

4. Penyakit neurodegeneratif

Kegagalan autofagi memiliki dampak kuat pada penyakit Parkinson. Banyak bukti yang menunjukkan bahwa mitofagi dikompromikan pada penyakit Parkinson dan mempromosikan akumulasi mitokondria disfungsional. Mitofagi yang terganggu cenderung berkontribusi pada agregasi protein yang gagal melipat, yang kemudian merusak homeostasis mitokondria.

 

 

 

Referensi

Found My Fitness. (2019). Autophagy. Found My Fitness. Diakses pada 16 Agustus 2019.

Lindberg, Sara. (2018). Autophagy: What you need to know. Healthline. Diakses pada 16 Agustus 2019.


Tags: ,