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.

 

W niektórych przypadkach komórki potrafią oszukać apoptozję 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.

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?

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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 (kurkuma),

* sylimaryna (ostropest plamisty),

* resweratrol (winogrona),

* kwas hydroksycytrynowy (Garcinia cambogia),

* lit (dzika róża).

 

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.

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:

http://www.nature.com/cr/journal/v24/n1/full/cr2013169a.html  (Historia badań nad autofagią)

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

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

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867407016856 (Autofagia w patogenezie chorób)

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.4161/auto.21327 (Ćwiczenia indukują autofagię w tkankach obwodowych i mózgu)

http://laboratoria.net/artykul/13513.html (Apoptoza- programowana śmierć komórek- wróg czy sprzymierzeniec?)