Autofagia kluczem do długiego życia – jak ją aktywować?

Jak autofagia wpływa na długowieczność? Co zrobić, aby w pełni skorzystać z jej działania?

Autofagia kluczem do długiego życia – jak ją aktywować?

Autofagia to proces oczyszczania komórek, dzięki któremu mogą one wydajnie funkcjonować i dłużej pozostawać zdrowe. Ten naturalny mechanizm samo-trawienia, „odtruwa komórki” usuwając niepotrzebne lub uszkodzone elementy bez powodowania śmierci komórki.

Autofagia zachodzi w każdym z typów komórek, jednak w zależności od środowiska w jakim się znajdą oraz wpływu różnych czynników, proces ten może być nasilany lub hamowany. Przykładowo okresowy post, ćwiczenia fizyczne, wzrost organizmu i ciąża, czy niektóre pokarmy powodują, że autofagia, aby zachować najwyższą sprawność komórek przybiera na sile.

Autofagia – działanie

Oczyszczanie komórek w procesie autofagii ma szerokie znaczenie dla całego organizmu. Rozkładane są nie tylko stare czy uszkodzone komponenty (białka, organelle), ale także bakterie i wirusy. W ten sposób autofagia wspomaga działanie ochronne przed patogenami eliminując je z komórek. Wspomaga również zarządzanie energią (np. podczas okresów głodu) pozyskując ją z materiałów zapasowych.

 

Nieprawidłowy przebieg i regulacja autofagii powoduje, że organizm nie może pozbyć się metabolitów i „odpadów komórkowych” prowadząc do zaburzenia homeostazy i procesów patologicznych. W rezultacie dochodzi do rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, metabolicznych, otyłości, cukrzycy, a nawet niektórych nowotworów.

Z tego powodu szuka się sposobów regulowania autofagii. Naukowcy badają wpływ różnych czynników na aktywowanie tego mechanizmu, w celu zachowania lub przywrócenia prawidłowego działania komórek, które w dłuższej perspektywie przekładałoby się na zdrowie organizmu. Obecnie wiadomo, że istnieje kilka sposobów aktywacji autofagii. Dwa najlepiej poznane to okresowy post i działanie spermidyny.

Należy jednak zaznaczyć, że działania mające na celu regulowanie autofagii powinny dążyć do przywrócenia równowagi w komórkach, ponieważ zarówno brak autofagii, jak i jej nadmierna aktywacja, mogą mieć nie w pełni poznane skutki.

Jak aktywować autofagię?

  • Post okresowy

Okresy niejedzenia lub restrykcji kalorycznych to najlepiej poznany czynnik aktywujący w komórkach autofagię [1], która  umożliwia im przetrwanie tego niekorzystnego czasu. Podczas postu, kiedy nie ma zewnętrznego źródła energii, autofagia sprawia, że komórki zaczynają trawić uszkodzone, stare lub chore komponenty [2]. Działanie tego procesu ma wpływ regenerujący i pozwala pozbyć się niepotrzebnych elementów. Dzięki temu komórki pozostają w lepszej kondycji, co wpływa na długość ich życia. Stąd mówi się, że autofagia ma działanie odmładzające i przedłużające życie, ponieważ pozwala dłużej funkcjonować pojedynczym komórkom oraz zbudowanym z nich tkankom i narządom.

Efekt autofagii może zostać uzyskany, gdy post trwa minimum 16 godzin. Ten sposób żywienia określany jest często jako post przerywany lub Intermittent fasting, podobnie działają krótkookresowe głodówki. Największa korzyść dla promowania autofagii następuje po 24–48 godzinach postu. Bezpośrednią konsekwencją postu połączonego z aktywowaniem autofagii jest nie tylko oczyszczenie i odmłodzenie komórek, ale również długofalowe działanie prewencyjne, które pomaga zapobiegać powstawaniu chorób takich jak cukrzyca, choroby sercowo-naczyniowe czy neurologiczne. Wykazano, że krótkotrwały post indukuje głęboką autofagię neuronalną i może być dobrą metodą w chorobach neurologicznych [3]. Podobne działanie można osiągnąć zmniejszając ilość spożywanego pożywienia i przyjmowanych kalorii.

  • Spermidyna

Spermidyna to endogenna, naturalna substancja. Występuje w prawie wszystkich żywych organizmach i odgrywa bardzo ważną rolę we wzroście komórek. W organizmie człowieka spermidyna znajduje się głównie w męskim płynie nasiennym, gdzie wpływa na ochronę DNA i przedłużenie życia plemników. Spermidyna występuje, także w produktach spożywczych takich jak: kiełki pszenicy, grzyby shitake, soja (szczególnie w fermentowanej), czy grejpfrutach [4].

Dostarczanie komórkom dodatkowej spermidyny z zewnątrz, działa podobnie jak post – silnie stymuluje autofagię. Dzięki temu komórki oraz cały organizm ulegają odnowieniu i potencjalnie żyją dłużej. Obrazują to badania na komórkach drożdży, które  hodowane w pożywce bogatej w spermidynę, żyły cztery razy dłużej, a ludzkie komórki odpornościowe trzy razy dłużej w porównaniu do komórek, którym nie podawano spermidyny.

Również myszy karmione dietą bogatą w spermidynę żyły o 30% dłużej i wykazywały mniej oznak starzenia [5]. Na tej podstawie szacuje się, że spermidyna może wydłużyć również okres życia u ludzi, a tym samym opóźniać starzenie [6].

Zaletą tej małej cząsteczki jest to, że jest wysoce stabilna, dzięki czemu można ją przyjmować doustnie. Jako składnik pożywienia czy suplementu dociera w niezmienionej postaci do miejsc działania: narządów, tkanek i komórek i nie jest rozkładana przez kwas żołądkowy. Zapotrzebowanie na spermidynę teoretycznie można pokryć dietą zawierającą bogate w nią produkty, ale należy ją stosować bardzo konsekwentnie. Ponadto poziom endogennej spermidyny maleje wraz z wiekiem. Dlatego dobrą alternatywą staje się jej suplementacja.

  • Ćwiczenia fizyczne

Ćwiczenia poprawiają samopoczucie i wiele aspektów stanu zdrowia, a obecnie wiadomo również, że aktywują autofagię. Nasilenie tego mechanizmu pozwala zapewnić lepszą regenerację komórek po wysiłku. Wykazano, że ćwiczenia (zwłaszcza aerobowe) wywołują autofagię w tkankach mięśniowych i komórkach mózgu u zwierząt, prawdopodobnie z powodu czynnika stresogennego i zwiększonego zapotrzebowania na energię związanego z wysiłkiem fizycznym [7].

  • Dieta ketogeniczna

Ketogeniczna dieta zakłada zmniejszenie ilości spożywanych węglowodanów i zwiększenie spożycia tłuszczy, co powoduje, że znaczna część zużywanej energii pochodzi z ciał ketonowych, a nie z glukozy. Podczas pozyskiwania energii z ciał ketonowych wytwarzana jest mniejsza ilość wolnych rodników, dzięki czemu następuje mniej uszkodzeń oksydacyjnych, m.in. w mitochondriach. Ta zmiana w metabolizmie naśladuje proces zachodzący podczas postu i może w ten sposób prowadzić do wzrostu autofagii [8].

Według badań na zwierzętach dieta ketogeniczna może sprzyjać autofagii w komórkach mózgu. Niektórzy naukowcy sugerują, że ten mechanizm może mieć potencjalne zastosowanie w zapobieganiu chorobom neurodegeneracyjnym [9].

  • Sen

Autofagia jest aktywowana także podczas snu. Odpowiedni rytm dobowy nie tylko pomaga kontrolować cykl snu, ale wiąże się z nasileniem tego procesu. Wewnętrzny zegar biologiczny wpływa na rytm autofagii [10]. W badaniu na modelu zwierzęcym (u myszy) przerwy w śnie negatywnie wpływały na autofagię. Gdy sen zwierząt został zakłócony, nastąpiła przerwa w procesie autofagii [11].

Inne substancje, mogące zwiększać autofagię

  • Zielona herbata

Według badań przeprowadzonych na zwierzętach, aktywne składniki zielonej herbaty mogą aktywować autofagię. Zawarty w zielonej herbacie 3-galusan epigallokatechiny (EGCG), aktywuje powstawanie autofagosomów. Struktury te podczas autofagii dostarczają elementy przeznaczone do rozłożenia do lizosomów – miejsca ich degradacji. 

W badaniu na modelu zwierzęcym wykazano, że podawanie EGCG nasila przebieg autofagii w wątrobie badanych zwierząt. Zastosowana dawka była wysoka (3,2 g EGCG) co odpowiadałoby w przybliżeniu dziesięciu filiżankom zielonej herbaty dziennie [12]. Dlatego zielona herbata nie jest uważana za tak dobry środek aktywujący autofagie jak np. spermidyna.

  • Kurkumina

Kurkumina to aktywny związek fitochemiczny w kurkumie o wielu udowodnionych korzyściach zdrowotnych [13]. W badaniu na myszach podawanie im kurkuminy nasilało autofagię, a nawet odwróciła niektóre uszkodzenia spowodowane chorobą zwyrodnieniową stawów [14].

  • Nikotynamid

Nikotynamid należy do rodziny witamin B i jest składnikiem niezbędnej cząsteczki energii dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NAD). W badaniu na myszach nikotynamid opóźniał postępujące osłabienie funkcji poznawczych u osób chorych na Alzheimera poprzez zwiększenie autofagii w komórkach neuronalnych [15]. W szczególności jego zdolność do wywoływania autofagii mitochondriów (mitofagii) może być korzystna dla zdrowia komórek [16]. Potrzebne są jednak dalsze badania i próby kliniczne.

Przedstawione do tej pory wyniki na temat wpływu różnych czynników na aktywowanie autofagii są obiecującym początkiem, który może przynieść wiele korzyści zarówno w profilaktyce jak i terapii chorób. 

Nasze ciało dąży do homeostazy, dlatego należy pamiętać, że jakakolwiek nadmierna stymulacja czy aktywacja w organizmie może okazać się niekorzystna. Dotyczy to również autofagii. Zbyt intensywna autofagia może świadczyć o nadmiernej ilości patologicznych procesów w komórkach i silnej potrzebie detoksykacji. Proces ten jest cały czas badany, dlatego warto skonsultować stan swojego zdrowia z lekarzem lub specjalistą zanim podejmiemy radykalne kroki na własną rękę. 

  1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20534972/
  2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27411589/
  3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20534972/
  4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21249159/
  5. https://www.nature.com/articles/nm.4222
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6287690/
  7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22892563/
  8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27050461/
  9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26306884/
  10. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3389582/
  11. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27078501/
  12. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24489859/
  13. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18484280/
  14. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6028754/
  15. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23273573/
  16. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19473119/

 

Autor: Paulina Żurek