Autofagia-Autolityczny typ śmierci-Wakuolarny typ śmierci (organizmy zwierzęce i roślinne, drożdże). W niektórych publikacjach pojęcie autofagii mieści się w zakresie autolitycznej (van Doorn, 2011) lub wakuolarnej śmierci komórkowej (van Doorn i współaut., 2011). Pomimo, że autorzy wskazują, że pojęcia te nie są tożsame, to jednak przejawy śmierci opisywane dla każdego z tych typów są do siebie podobne lub też
w zasadniczej części nakładają się. Ten ewolucyjnie konserwatywny typ śmierci komórkowej, nazywany często samostrawieniem, został po raz pierwszy zaobserwowany w komórkach drożdży, Drosophila melanogaster oraz C. elegans. Autofagia jest rozpatrywana jako proces mający na celu przetrwanie komórki, ze względu na fakt, że bierze udział w usuwaniu tylko uszkodzonych cząsteczek, głównie nieprawidłowo sformowanych białek i/lub organelli, równocześnie zapobiegając ich nagromadzeniu się w komórkach (Yin i współaut., 2009; Rudnicka i współaut., 2011). Autofagia jest procesem powolnym, w wyniku którego komórka może przeżyć lub umrzeć gdy utraci podstawowe organella komórkowe, takie jak mitochondria. Jest również możliwe, że w organizmach wyższych autofagia zostaje aktywowana w odpowiedzi na minimalne uszkodzenia i „komórka potrzebuje czasu, aby zdecydować”, czy włączenie procesów naprawczych przyniesie oczekiwany rezultat, czy też należy doprowadzić komórkę do śmierci (Zhivotovsky, 2002).

W zależności od tego, w jaki sposób substancje przeznaczone do zniszczenia trafiają do lizosomów/wakuoli litycznej wyróżniono zarówno dla organizmów roślinnych jak i zwierzęcych makroautofagię, mikroautofagię oraz autofagię zależną od białek opiekuńczych (CMA) (Yin i współaut., 2009; Rudnicka i współaut., 2011). Ponadto wyróżnia się jeszcze jeden rodzaj autofagii, o nazwie megaautofagia. Proces ten w obrazie morfologicznym jest związany ze zwiększeniem przepuszczalności lub nagłym rozerwaniem tonoplastu, które prowadzi do uwolnienia dużych ilości hydrolaz do cytoplazmy i prowadzi do degradacji protoplastu oraz w niektórych wypadkach ściany komórkowej (van Doorn i Papini, 2013). Megaautofagia jest zwieńczeniem procesu obumierania komórek, które rozpoczęły gow oparciu o inne szlaki metaboliczne, uwzględniając wspomniany typ wakuolarny i autolityczny oraz apoptozo-podobny.

Podczas makroautofagii, degradowane fragmenty komórki zostają zamknięte w otoczonym podwójną błoną komórkową autofagosomie i następnie połączone z lizosomem (zwierzęta), co prowadzi do ostatecznej degradacji autofagosomu (Yin i współaut., 2009; Mehrpour i współaut., 2010). Struktury podobne do autofagosomów zwierzęcych obserwuje się w niektórych przypadkach śmierci komórkowej u roślin (Minina i współaut., 2013).

W przebiegu mikroautofagii u zwierząt, małe porcje cytoplazmy wraz z organellami są bezpośrednio pobierane poprzez inwaginację błon lizosomów (Sahu i współaut., 2011) lub tonoplastu wakuoli litycznej – u roślin (van Doorn i współaut., 2005).

Podczas autofagii zależnej od białek opiekuńczych, białka uszkodzone, które posiadają w swojej strukturze sekwencję pięciu aminokwasów (KFERQ)( Bejarano i współaut., 2010) wiążą się z białkiem opiekuńczym Hsc70 (białko szoku cieplnego) (Yin i współaut., 2009). Tak powstały kompleks łączy się z czynnikiem LAMP-2A (Bejarano i współaut., 2010) zlokalizowanym na powierzchni błony lizosomu, przez który odbywa się transport uszkodzonego białka do jego wnętrza (Yin i współaut., 2009). Proces autofagii u roślin jest procesem, w którym biorą udział liczne proteazy, a przede wszystkim metakaspazy (Tab. 1) (Minina i współaut., 2013).

Proces autofagii bierze udział w procesach rozwojowych i jest zaangażowany między innymi w usuwanie apoptotycznych komórek podczas embriogenezy. Wiadomo też, że szlak autofagii jest odpowiedzią na stres, taki jak np. głodzenie, i pełni funkcję recyklingu substancji odżywczych (głównie aminokwasów) w celu podtrzymania podstawowych procesów biologicznych zachodzących w pozostałych, nieuszkodzonych komórkach. Autofagia u zwierząt bierze udział w procesie rozwojowym w śliniankach poczwarki D. melanogaster i jest wywołana przez hormon steroidowy ekdyson (hormon metamorfozy owadów). W tym procesie zostały zaobserwowane także cechy charakterystyczne dla apoptozy. W komórkach zwierzęcych, autofagia może przyczynić się do śmierci komórek podczas warunków stresowych, takich jak leki przeciwnowotworowe, promieniowanie, niedokrwienie mózgu i cytokiny takie jak INF-γ (van Doorn i współaut., 2005). Ponadto autofagia może zostać aktywowana w przypadku, kiedy inne procesy prowadzące do śmierci komórek są upośledzone, na przykład w komórkach gdzie została zablokowana aktywność apoptotycznych kaspaz, wówczas zostaje włączony program autofagii, który zabija uszkodzone komórki. Takie zjawisko występuje w licznych przypadkach niedotlenienia komórek mózgowych, w czasie epilepsji oraz w przebiegu wspomnianych już wcześniej chorobach neurodegeneracyjnych związanych z wiekiem, takich jak Alzheimer, Parkinson i choroba Huntingtona (Yin i współaut., 2009). W przypadku organizmów roślinnych śmierć o charakterze autofagicznym lub wakuolarnym i autolitycznym bierze udział w niemal wszystkich procesach morfogenezy poza reakcją organizmu roślinnego na czynniki środowiskowe. W przypadku tych ostatnich najczęściej obserwuje się nekrozę i/lub śmierć apoptozo - podobną (Reape i współaut., 2010; van Doorn i współaut., 2011).