Autofagia – głodówka, komórki i samozjadanie

Podziel się wiedzę

Autofagia to proces kataboliczny zachodzący u eukariontów, polegający na trawieniu obumarłych komórek lub uszkodzonych jej części. W skrajnych sytuacjach dzięki temu procesowi organizm może uzyskiwać niezbędną do przeżycia energię.


W październiku 2016 roku Yoshinori Ōsumi otrzymał nagrodę Nobla z dziedziny medycyny za odkrycie mechanizmów dotyczących autofagii. Procesu niezwykle ważnemu dla naszego zdrowia, ponieważ jest to swoisty recykling materii w organizmie. Zrozumienia tego zjawiska istotnie pozwala wytłumaczyć fenom głodówek i diet typu intermittent fasting (okresowy post).

Naszym ciałem rządzą dwa procesy: anabolizm i katabolizm. Anabolizm to wszystkie reakcje prowadzące do powstawania nowych komórek, a katabolizm to jego przeciwieństwo – czyli obumieranie. Każda z komórek jest zaprogramowana, że żyje do pewnego momentu a później się „wyłącza” (apoptoza = śmierć komórki).

W warunkach normalnych (zdrowy człowiek) tracimy tyle samo komórek ile zdoła wytworzyć ciało. Anaboliczne procesy przeważają u młodych, rozwijających się organizmów. Masa urodzeniowa noworodka ulega potrojeniu po 12 miesiącach życia (!). Natomiast nadmierny katabolizm występuje podczas stanów patologicznych jak choroba, wycieńczenie organizmu, długotrwała głodówka, braki w niezbędnych składnikach żywności, zaawansowany wiek.

Jeżeli komórka nie umrze to może zmutować

W niektórych przypadkach komórki potrafią oszukać apoptozę (z gr. w tłumaczeniu dosłownym opadanie liści) i zamiast spokojnie obumrzeć, przemieniają się w komórki nowotworowe. Innym niepożądanym procesem jest nekroza – z wnętrza umierającej komórki wydostają się substancje toksyczne i enzymy, które szkodzą zdrowym komórką. Z tego też powodu organizm wyszkolił odpowiednie jednostki, które zajmują się utylizacją niepotrzebnych komórek.

Pan Ōsumi po raz pierwszy prześledził autofagię u drożdży piekarskich w roku 1988, ale nie był pierwszą osobą, która nazwała ten proces. Christian de Duve już w 1963 roku zaobserwował nienazwany do tamtej pory proces. Od tamtego czasu pracowano nad poznaniem istoty jego działania na ludzki organizm.

W każdej komórce znajduje się enzym kinaza mTOR, która rejestruje poziom ATP (adenozynotrifosforan). W procesie przemiany glukozy dochodzi do powstania tej cząsteczki, która w mięśniach wykorzystywana jest jako energia. Gdy kinaza mTOR wykrywa dostateczny poziom ATP w swoim otoczeniu to daje „sygnał”, że komórki mogą powiększać swój rozmiar. W sytuacji, gdy poziom cząsteczek ATP jest niski, nasilają się procesy „samozjadania” – autofagii.

Autofagia – przebieg procesu

W cytoplazmie komórkowej formuje się błona, która zagarnia, a następnie zamyka w swoim wnętrzu struktury przeznaczone do utylizacji. Powstały „balonik” (autofagosom) przemieszcza się do lizosomów (organelli komórkowych zawierających enzymu trawienne). Lizosom wchłania autofagosom i rozpoczyna odzyskiwanie niezbędnych substancji. Przetrawiona treść oddawana jest do cytoplazmy, a składniki mogą być ponownie wykorzystane.

Organizm pozbywa się szkodliwych i niepotrzebnych części, odzyskując w pewnym stopniu potrzebne do dalszego prawidłowego funkcjonowania związki. Tylko, co jeżeli autofagia nie przebiega z odpowiednią intensywnością? Dochodzi wtedy do patogenezy, szczególnie u osób w podeszłym wieku.

autofagia, neurony

Co zmniejsza proces autofagii?

Są zasadnicze trzy elementy stylu życia, które istotnie mogą wpłynąć na zaburzenia „samozjadania”:

  1. Zbyt częste podjadanie. Krótkie przerwy pomiędzy posiłkami, które niepozwalaną obniżyć poziomu energii, a co za tym idzie drażnią cały czas enzym kinazę mTOR.
  2. Siedzący tryb życia, brak aktywności fizycznej i duża masa ciała.
  3. Przewlekły stres oksydacyjny i stany zapalne.

Dodatkowo można do tego dorzucić spożywanie przetworzonego jedzenia, brak warzyw i owoców w diecie.

Jak zwiększyć proces autofagii?

Aktywność fizyczna. Ćwiczenia indukują autofagię w ciele i mózgu, ale jest jeden warunek. Muszą one być na tyle intensywne, żeby zmusiły w pierwszej kolejności do adaptacji wysiłkowej. Ponadto np. podnoszenie ciężarów sprzyja autofagii, która z kolei zmniejsza apoptozę komórek mięśniowych. Pozwala to utrzymać odpowiednią masę mięśniową. Naukowcy w badaniu na modyfikowanych genetycznie myszach zauważyli wzrost autofagii w wielu narządach zaangażowanych w regulację metaboliczną, takich jak wątroba i trzustka oraz w mięśniach i tkance tłuszczowej.

Dodatkowo zauważono, że ćwiczenie na bieżni powodują również autofagię w korze mózgowej dorosłych myszy. Czy autofagia wywołana przez aktywność fizyczną może częściowo pośredniczyć w hamowaniu neurodegeneracji i poprawie funkcji poznawczych u ludzi? Potrzebne są jeszcze na to badania. Link do badań. 

Post/głodówka. Co innego może zmusić nasz organizm do „samozjadania” niż brak pożywienia? Czy od razu trzeba urządzać sobie długotrwałe głodówki? Zasada 16/8 u większości powinna się sprawdzić. 16 godzin postu, 8 godzin okna żywieniowego. Dodatkowo niektóre badania sugerują, że krótkotrwałe głodówki wywołują autofagię neuronalną, co może chronić przed spadkiem zdolności poznawczych, demencji, choroby Alzhaimera i choroby Parkinsona.

Pożywienie. Istnieje kilka składników żywności, które w skoncentrowanych dawkach przyczyniają się do poprawy autofagii w naszym ciele.

Aminokwas glutamina, bezpieczna i doceniana przez sportowców, blokuje działanie kinazy mTOR. W czasie intensywnych ćwiczeń podczas adaptacji mięśni do wysiłku, powstają nowe mitochondria („fabryki” energii), a niektóre zostają uszkadzane. Glutamina sprzyja ochronie mięśni właśnie poprzez indukcję wchłaniania i usuwania zepsutych mitochondriów.

Innymi popularnymi substancjami są:

* kofeina (kawa),

* teanina (herbata),

* galusan epigallokatechiny (EGCG, zielona herbata),

* kurkumina (więcej o niej tutaj: kurkuma – przeciwzapane działenie),

* sylimaryna (ostropest plamisty),

* resweratrol (winogrona),

* kwas hydroksycytrynowy (Garcinia cambogia),

* lit (dzika róża).

Podsumowanie

Autofagia to niezwykle ważny element prawidłowego funkcjonowania naszego organizmu. Pozwala na regulację homeostazy pomiędzy katabolizmem, a anabolizmem, oczyszcza z toksycznych i niebezpiecznych substancji, chroni przed rozwojem komórek nowotworowych, zapewnia prawidłowe funkcjonowanie neuronów w mózgu i zabezpiecza tkankę mięśniową przed rozpadem.

Ważnym i nieoczekiwanym odkryciem jest również to, że autofagia działa jako mechanizm obronny przed infekcją bakteryjną i wirusową. Dodatkowo proces ten zaangażowany jest w odporność wrodzoną. Chorobotwórcze bakterie Salmonella, Listeria i Shigella są również celem autofagosomu. Autofagia przeciwko patogenom wewnątrzkomórkowym (zwana ksenofagią) w konsekwencji została uznana jako ekscytujące pole badawcze, które obiecuje szereg nowych sposobów zwalczania chorób zakaźnych.

Jednak potrzebnych jest jeszcze wiele badań na potwierdzenie niektórych tez. Osobiście nie uważam, że lecznicze głodówki są potrzebne i nie proponowałbym nikomu eksperymentowania na sobie. Warto zwrócić uwagę na to w jakim środowisku żyjemy, ile mamy niepotrzebnego stresu w życiu i czy nasza dieta jest odpowiednia. Autofagia, jak sama nazwa wskazuje, będzie i zachodzi automatycznie. Czasem trzeba tylko wszystko naprostować, „naoliwić”.

Dbając o własne zdrowie, trzeba patrzeć kompleksowo na cały organizm. Jesteśmy jak wielokomórkowa maszyna, w której wystarczy, że zepsuje się jeden trybik i wszystko zaczyna zwalniać.

Pozdrawiam i życzę zdrowia

Rafał


Wybrane źródła:

Bardzo długa historia autofagii:

http://www.nature.com/cr/journal/v24/n1/full/cr2013169a.html

Wpis dr n. med. W. Rewerskiego w współpraca z dr S. Ambroziakiem:

http://slawomirambroziak.pl/w-zdrowym-ciele/zywienie-glodem/

Czy autofagia może wydłużyć życie?:

http://roguehealthandfitness.com/how-to-increase-autophagy-for-lifespan-extension/

Autofagia w patogenezie chorób:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867407016856

Apoptoza – programowana śmierć komórek: wróg czy sprzymierzeniec?:

http://laboratoria.net/artykul/13513.html

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *