Autofagia: co to jest, jak ją aktywować i związek z postem

Wyobraź sobie miasto, w którym nigdy nie wywozi się śmieci. Na początku nikt nie zwraca uwagi, ale z czasem ulice się zapychają, infrastruktura się załamuje, a wszystko zwalnia. Żywa komórka jest właśnie takim miastem i nieustannie produkuje odpady: nieprawidłowo sfałdowane białka, starzejące się organelle, uszkodzone mitochondria i nagromadzone resztki molekularne. Jeśli komórka ich nie usunie, będzie się starzeć i chorować. Na szczęście komórka posiada wyrafinowany system usuwania i recyklingu, który nazywa się autofagią.

Nazwa pochodzi z greki, auto (sam) i phagein (jeść), czyli „jeść siebie samego”. Brzmi to przerażająco, ale jest to jeden z najważniejszych procesów dla życia. Tak ważny, że w 2016 roku przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny Yoshinoriemu Ohsumiemu (Yoshinori Ohsumi) za rozszyfrowanie mechanizmu genetycznego, który go uruchamia. Od tego czasu autofagia stała się jednym z najgorętszych haseł w świecie długowieczności, a wraz z nią pojawiło się wiele szumu. Pytania, które wszyscy zadają i na które odpowiemy tutaj szczerze, są dwa: czym właściwie jest autofagia i jaki jest prawdziwy związek między autofagią a postem.

Czym jest autofagia?

Autofagia to proces komórkowy, w którym komórka otacza uszkodzone lub zbędne składniki w pęcherzyk błonowy, rozkłada je na surowce i poddaje recyklingowi w celu odbudowy i produkcji energii. Mówiąc prościej, jest to oczyszczanie komórkowe i wewnętrzny system recyklingu organizmu.

• Komórka tworzy kulistą strukturę zwaną autofagosomem, która otacza „komórkowe śmieci”: uszkodzone białka, wyczerpane mitochondria, a nawet atakujące bakterie.
• Autofagosom łączy się z lizosomem, organellą wypełnioną enzymami trawiennymi, która rozkłada zawartość na aminokwasy, tłuszcze i podstawowe cukry.
• Poddane recyklingowi składniki wracają do obiegu i są wykorzystywane przez komórkę do budowy nowych białek i produkcji energii, zwłaszcza gdy brakuje pożywienia.
• Jest to proces ciągły, ale kontrolowany. Działa na niskim poziomie przez cały czas i przyspiesza w stanach stresu, takich jak głód, wysiłek czy niedobór tlenu.

To, co Ohsumi odkrył w latach 90. XX wieku, przeprowadzając eksperymenty na drożdżach, to geny kontrolujące cały ten mechanizm, tak zwane geny ATG. To zrozumienie przekształciło autofagię z niejasnej teorii w proces molekularny, który można badać, mierzyć i próbować regulować. Dlatego nagroda była tak znacząca: dała nam mapę jednego z najbardziej podstawowych mechanizmów utrzymania życia.

Związek między autofagią a starzeniem się: mechanizm konserwacji, który się męczy

Dlaczego autofagia jest tak ważna dla długowieczności? Ponieważ leży u podstaw tego, co nazywa się utratą proteostazy, jednym z uznanych objawów starzenia się. W miarę starzenia się wydajność autofagii spada. System usuwania zwalnia, odpady komórkowe gromadzą się, a uszkodzone białka i wyczerpane mitochondria pozostają w komórce, powodując szkody.

To nagromadzenie nie jest kwestią teoretyczną. Jest bezpośrednio związane z niektórymi z najpoważniejszych chorób wieku podeszłego. W chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak Alzheimer i Parkinson, gromadzą się agregaty toksycznych białek, które prawidłowa autofagia powinna usuwać. W chorobach serca nieprawidłowe usuwanie uszkodzonych mitochondriów przyspiesza uszkodzenie mięśnia sercowego. Nawet w mechanizmach raka i przewlekłego stanu zapalnego autofagia odgrywa podwójną i złożoną rolę.

Optymistyczna strona: w modelach zwierzęcych zwiększenie autofagii wydłużyło życie. Myszy zmodyfikowane genetycznie pod kątem bardziej aktywnej autofagii żyły dłużej i zdrowiej. To sprawiło, że autofagia stała się pożądanym celem: jeśli uda nam się utrzymać wydajność oczyszczania komórkowego przez lata, być może uda nam się spowolnić niektóre procesy starzenia się. Ale, i to jest kluczowy punkt, to, co działa u myszy, nie zawsze przekłada się bezpośrednio na człowieka, i do tego wrócimy później.

Autofagia i post: dlaczego głód włącza oczyszczanie

Oto najpopularniejsze pytanie. Związek między autofagią a postem jest prawdziwy i opiera się na pięknej ewolucyjnej logice. Gdy pożywienia jest pod dostatkiem, komórka jest w stanie „budowania”: rośnie, dzieli się i gromadzi. Gdy brakuje pożywienia, komórka przechodzi w „tryb przetrwania”, a najbardziej logiczną rzeczą do zrobienia jest poddanie recyklingowi tego, co już jest w środku. Zamiast otrzymywać surowce z zewnątrz, komórka rozkłada swoje uszkodzone składniki i wykorzystuje je ponownie. W ten sposób głód staje się naturalnym wyzwalaczem oczyszczania komórkowego.

Na poziomie molekularnym kluczowym graczem jest czujnik zwany mTOR. Kiedy jesz, zwłaszcza białko i węglowodany, mTOR jest aktywny i hamuje autofagię (stan budowania). Kiedy pościsz, poziom insuliny spada, mTOR zostaje wyłączony, a inny czujnik energii, AMPK, zostaje aktywowany. Ta kombinacja zwalnia hamulec i włącza autofagię. Również rozkład zapasów glikogenu i przejście na spalanie tłuszczu (ketoza) wzmacnia sygnał.

W tym miejscu należy być szczerym. Większość liczb, które spotykasz w sieci, takich jak „post 16-godzinny włącza autofagię” lub „po 24 godzinach autofagia osiąga szczyt”, opiera się głównie na badaniach na myszach. Mysz poszcząca przez kilka godzin to nie człowiek, który nie jadł od południa. Metabolizm myszy jest znacznie szybszy, a próg, przy którym budzi się u niej autofagia, pojawia się wcześniej. Dokładny próg u ludzi po prostu nie został określony, z prostego powodu: bardzo trudno jest zmierzyć autofagię w żywym ludzkim ciele bez pobierania biopsji tkanki. Tak więc tak, przedłużony post prawdopodobnie zwiększa autofagię również u nas, ale każdy, kto obiecuje dokładną liczbę godzin, sprzedaje pewność, której nauka jeszcze nie ma.

Co jeszcze aktywuje autofagię? Nie tylko post

Powszechnym błędem jest myślenie, że post jest jedynym sposobem. W rzeczywistości niektóre z najsilniejszych wyzwalaczy autofagii w ogóle nie są związane z rezygnacją z jedzenia.

1. Aktywność fizyczna

Aktywność fizyczna jest prawdopodobnie najsilniejszym i najbezpieczniejszym naturalnym stymulatorem autofagii. Trening wywołuje stres metaboliczny w mięśniach, wyczerpuje dostępną energię i aktywuje AMPK, podobnie jak post, zwiększając w ten sposób autofagię w mięśniach, sercu, a nawet mózgu. Wielka zaleta: otrzymujesz oczyszczanie komórkowe bez rezygnacji z jedzenia, a w bonusie mnóstwo innych udowodnionych korzyści dla długowieczności. Jeśli szukasz jednej dźwigni, która łączy wszystko, to jest nią.

2. Ograniczenie kaloryczne i wzorce żywieniowe

Ciągłe ograniczenie kaloryczne, nawet bez pełnego postu, obniża aktywację mTOR i sprzyja autofagii. Wzorce żywieniowe ubogie w białko zwierzęce lub niektóre aminokwasy (takie jak leucyna i metionina) również osłabiają sygnał mTOR. To jeden z powodów, dla których bogata i zbilansowana dieta roślinna jest powiązana z zdrowszymi markerami starzenia się.

3. Spermidyna (Eisenberg, 2016)

To jedno z najbardziej intrygujących odkryć w tej dziedzinie. Spermidyna (Spermidine) to naturalny związek z grupy poliamin, występujący w produktach takich jak kiełki pszenicy, fermentowana soja (natto), grzyby, dojrzewające sery i rośliny strączkowe. W przełomowej pracy opublikowanej w prestiżowym czasopiśmie Nature Medicine w 2016 roku zespół kierowany przez Franka Eisenberga (Frank Eisenberg) i jego współpracowników wykazał, że spermidyna wydłuża życie myszy poprzez aktywację autofagii i poprawia funkcjonowanie serca. W badaniach obserwacyjnych na populacjach ludzkich wyższe spożycie spermidyny z diety wiązało się z niższą śmiertelnością. Spermidyna jest rzadkim przykładem związku stymulującego autofagię, który pochodzi bezpośrednio z talerza.

4. Inne związki w fazie badań

Badane są również inne związki jako stymulatory autofagii, ale z słabszymi lub wcześniejszymi dowodami u ludzi. Resweratrol (z winogron i czerwonego wina) i EGCG (z zielonej herbaty) aktywują szlaki AMPK i sirtuin w laboratorium. Kurkumina (z kurkumy) wykazała działanie autofagiczne w komórkach. Leki takie jak rapamycyna i metformina silnie stymulują autofagię poprzez hamowanie mTOR, ale wymagają recepty i nadzoru lekarskiego i nie są przeznaczone do samodzielnego stosowania w celu „oczyszczania komórkowego”.

Czy warto gonić za autofagią? Spojrzenie krytyczne

Sieć zamieniła autofagię w produkt: pościsz przez określoną liczbę godzin, bierzesz suplement i otrzymujesz gwarantowane „oczyszczenie”. Rzeczywistość jest bardziej złożona i skromniejsza, a istnieje kilka ważnych zastrzeżeń.

Po pierwsze, bardzo trudno jest zmierzyć autofagię u ludzi. Nie ma prostego badania krwi, które mówi „twoja autofagia jest obecnie aktywna w 70 procentach”. Większość tego, co wiemy, pochodzi z komórek w hodowli, od zwierząt i z pośrednich markerów. Dlatego każda obietnica dokładnego progu lub dokładnej dawki jest spekulacją.

Po drugie, o czym często się zapomina, więcej autofagii nie zawsze znaczy lepiej. Autofagia to proces ściśle kontrolowany i jest czas na budowanie (anabolizm) i czas na rozkład (katabolizm). Osoby starsze próbujące budować mięśnie, na przykład, potrzebują okna aktywnego mTOR i odpowiedniego spożycia białka. Zbyt agresywny lub zbyt długi post może zaszkodzić mięśniom, układowi odpornościowemu i hormonom. Inteligentny organizm równoważy te dwa stany, a próba trwałego stłumienia budowania na rzecz rozkładu jest błędem.

Po trzecie, post nie jest odpowiedni dla wszystkich. Osoby z cukrzycą, kobiety w ciąży lub karmiące piersią, osoby z zaburzeniami odżywiania, osoby z niedowagą lub przyjmujące niektóre leki powinny skonsultować się z lekarzem przed rozpoczęciem przedłużonego postu. „Oczyszczanie komórkowe” nie jest warte ryzyka, jeśli destabilizuje inny układ.

Co więc wynieść z nauki?

Jak więc przełożyć to wszystko na rozsądne działanie, bez przesady? Oto praktyczne kroki, od najsilniejszych do najbezpieczniejszych:

1. Ruszaj się. Regularna aktywność fizyczna to najsilniejszy i najbezpieczniejszy sposób na zwiększenie autofagii, a w bonusie poprawia każdy inny wskaźnik zdrowia. Połącz trening aerobowy z treningiem siłowym.
2. Spróbuj ograniczonego okna żywieniowego, stopniowo. Jedzenie w oknie od 8 do 12 godzin dziennie (czyli 12 do 16 godzin bez jedzenia, wliczając sen) to umiarkowany i stosunkowo bezpieczny sposób na zapewnienie organizmowi metabolicznej przerwy. Zacznij od umiarkowanego podejścia i nie goń za ekstremalnymi liczbami.
3. Jedz spermidynę z talerza. Włącz do diety produkty bogate w spermidynę: kiełki pszenicy, rośliny strączkowe, grzyby, fermentowaną soję i dojrzewające sery. To naturalny sposób na wspieranie tego szlaku, poparty dowodami obserwacyjnymi.
4. Zbuduj bogaty, roślinny wzorzec żywieniowy. Mniej żywności ultraprzetworzonej, więcej warzyw, roślin strączkowych i oliwy z oliwek, przy odpowiednim spożyciu białka w celu utrzymania mięśni. Możesz dowiedzieć się więcej w naszym przewodniku po żywieniu dla długowieczności.
5. Nie kupuj magicznych obietnic. Żaden suplement nie „włącza autofagii” jednym kliknięciem. Jeśli mimo wszystko rozważasz związki oparte na dowodach, rób to z otwartymi oczami. Nasz selektor suplementów uczciwie ocenia związki, w tym te, które chwalą się wpływem na autofagię.

Często zadawane pytania

Czym jest autofagia w prostych słowach?

Autofagia to system samooczyszczania i recyklingu komórkowego. W stanach stresu lub głodu komórka otacza uszkodzone składniki, takie jak zepsute białka i wyczerpane mitochondria, rozkłada je na surowce i poddaje recyklingowi w celu odbudowy i produkcji energii. Krótko mówiąc, jest to wewnętrzne usuwanie śmieci w organizmie, a gdy jest wydajne, jest niezbędne dla zdrowego starzenia się.

Ile godzin postu potrzeba, aby aktywować autofagię?

Nie ma dokładnej odpowiedzi i to jest prawda, której sieć nie lubi. Autofagia działa w tle przez cały czas i nasila się w miarę wydłużania się postu oraz spadku poziomu insuliny i mTOR, ale dokładny próg u ludzi nie został określony. Większość popularnych liczb, takich jak „16 godzin” czy „24 godziny”, opiera się na badaniach na myszach, których metabolizm bardzo różni się od naszego. Przedłużony post prawdopodobnie zwiększa autofagię również u ludzi, ale każda dokładna liczba godzin, którą ci obiecują, jest spekulacją.

Jakie suplementy zwiększają autofagię?

Związkiem z najlepszymi dowodami jest spermidyna, która wydłużyła życie myszy poprzez autofagię i występuje w produktach takich jak kiełki pszenicy, rośliny strączkowe, grzyby i fermentowana soja. Resweratrol, EGCG z zielonej herbaty i kurkumina są również badane, ale mają słabsze dowody u ludzi. Rapamycyna i metformina silnie stymulują autofagię, ale są lekami na receptę i nie są przeznaczone do samodzielnego stosowania. Najważniejsze: żaden suplement nie dorównuje sile działania aktywności fizycznej.

Szeroka perspektywa

Autofagia uczy nas głębokiej zasady dotyczącej zdrowego starzenia się: długie życie to nie tylko kwestia budowania, ale także konserwacji. Organizm potrzebuje nie tylko surowców do odnowy, ale także mechanizmu usuwania, który pozbywa się tego, co już nie działa. Gdy ten system oczyszczania zwalnia z wiekiem, odpady gromadzą się i pojawiają się choroby. Gdy jest aktywny, komórki pozostają młodsze na dłużej.

Ale nie pozwól, aby marketingowy szum zastąpił logikę. Autofagia to prawdziwy, ważny i podatny na wpływ proces, ale nie jest to przycisk, który włączasz postem o dokładnej liczbie godzin lub magicznym suplementem. Dźwignie, które naprawdę ją uruchamiają, to te same znane podstawy: ruch, mądre odżywianie i umiarkowana przerwa metaboliczna. Pamiętaj o tej zasadzie: organizm wie, jak się oczyścić, twoim zadaniem jest po prostu nie przeszkadzać i od czasu do czasu dać mu warunki do wykonania jego pracy.

Referencje:
Eisenberg T et al., Nature Medicine 2016 - Cardioprotection and lifespan extension by the natural polyamine spermidine
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2016 - Yoshinori Ohsumi, for discoveries of mechanisms for autophagy
Rubinsztein DC, Marino G, Kroemer G, Cell 2011 - Autophagy and Aging