Limpieza celular a nivel molecular
La autofagia — literalmente 'comerse a sí mismo' — es un proceso celular conservado donde la célula digiere y recicla sus propios componentes dañados o innecesarios. El proceso comienza cuando la inhibición de mTOR (el sensor de nutrientes) y la activación de AMPK (el sensor de energía) durante el ayuno activan el complejo ULK1, que inicia la formación de autofagosomas.
Una vez activado, ULK1 nuclea la formación de autofagosomas a través del reclutamiento de Beclina-1 y el complejo VPS34. Los autofagosomas engullan orgánulos dañados, agregados proteicos y patógenos intracelulares, luego se fusionan con lisosomas para la degradación y reciclaje de los componentes.
En las células epiteliales intestinales, la autofagia cumple funciones especializadas que mantienen la integridad de la barrera. Las células de Paneth requieren autofagia para el procesamiento y la secreción correcta de defensinas antimicrobianas. Las células caliciformes necesitan autofagia para la producción y secreción eficiente de mucina. Las células madre intestinales dependen de la autofagia para la homeostasis y la renovación tisular.
La xenofagia — autofagia selectiva de bacterias intracelulares — representa un mecanismo antimicrobiano directo. Cuando los patógenos escapan de los endosomas al citoplasma, son reconocidos por receptores de autofagia (p62, NDP52, optineurina) y dirigidos al autofagosoma para su destrucción. Las mutaciones en genes de autofagia (ATG16L1, IRGM) son factores de riesgo importantes para la enfermedad de Crohn.
Los umbrales de duración del ayuno determinan la intensidad de la autofagia. En ratones, la autofagia medible comienza después de 12-16 horas; la activación máxima requiere 24-48 horas. En humanos, los datos son más limitados, pero los protocolos de 16-24 horas parecen suficientes para inducir autofagia detectable en marcadores circulantes. El ayuno prolongado (>48 horas) puede dañar las células epiteliales normales.