Zdrowie na co dzień

Autofagia – czyli jak aktywować oczyszczanie organizmu

Autor: Sebastian Kilichowski Dodano: 8 maja 2024

Czym jest autofagia? Wyobraź sobie, że masz wbudowany wewnętrzny odkurzacz, który robi porządki w Twoim organizmie, czyszcząc Twoje tkanki z patologicznych elementów. Autofagia to proces fizjologiczny, który umożliwia komórkom usuwanie i recykling uszkodzonych elementów, zapewniając tym samym utrzymanie zdrowia i homeostazy. Termin autofagia wprowadzono w latach sześćdziesiątych XX wieku i pochodzi z języka greckiego: auto (samo), phagy (zjadanie). Dosłownie jest to “samozjadanie”, “samostrawienie”. Przyjrzymy się temu procesowi: na czym dokładnie polega, co może go zaburzać i jak wzmocnić prawidłową pracę organizmu. Czy jest to klucz do długowieczności?

Jak zachodzi proces autofagii w organizmie?

Duży wkład w badanie tego procesu ma profesor Yoshinori Ohsumi, który w 2016 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii. Proces autofagii jest złożonym cyklem biologicznym, który obejmuje wiele etapów. Makroautofagia tonajpowszechniejszy rodzaj autofagii. Rozpoczyna się od identyfikacji uszkodzonych lub zbędnych komponentów w komórce. Głównym celem jest otoczenie tych struktur komórkowych membraną. Tworzą się w ten sposób specjalne “worki” zwane autofagosomami, które następnie łączą się z lizosomami, czyli organellami komórkowymi zawierającymi enzymy trawienne. W efekcie prowadzi to do degradacji i recyklingu niepotrzebnych elementów. Enzymy lizosomalne przekształcają te materiały w zasoby, które mogą być ponownie wykorzystane. Prawdziwy recykling! Wyróżniamy autofagię selektywną (specyficzną) i nieselektywną (niespecyficzną). Ta pierwsza występuje, gdy trawione są ściśle sprecyzowane elementy komórki, np. mitochondria, rybosomy, wirusy, bakterie. Nieselektywna zachodzi, gdy trawiona jest część cytoplazmy. Gdy przebieg autofagii odbywa się prawidłowo, to nie dochodzi do śmierci komórki, tylko do jej regeneracji. Nieprawidłowy przebieg i regulacja autofagii prowadzi do zaburzenia homeostazy i procesów patologicznych.

Etapy procesu autofagii

  1. Inicjacja. Autofagia zaczyna się od inicjacji, która jest odpowiedzią na różne sygnały stresowe, takie jak np. niedobór składników odżywczych, uszkodzenia DNA czy aktywacja szlaków metabolicznych. Kluczowym regulatorem inicjacji autofagii jest kompleks białkowy złożony z ATG, w tym m.in. białka ULK1.
  2. Tworzenie autofagosomów. Proces ten rozpoczyna się od formowania membranowego pęcherzyka zwartego, który rozrasta się i otacza materiały uszkodzone lub niepotrzebne.
  3. Ekspansja i elongacja membrany. Membranowy pęcherzyk zwarty (omegoid) rośnie i przekształca się w strukturę znacznie większą, która otacza i obejmuje materiały przeznaczone do degradacji.
  4. Zamknięcie i dojrzewanie autofagosomu. Autofagosom zamyka się, tworząc w pełni funkcjonalną strukturę, która jest gotowa do fuzji z lizosomem. Proces dojrzewania autofagosomu polega na jego integracji z innymi organellami, a także na rekrutowaniu białek regulujących transport i fuzję pęcherzyków.
  5. Fuzja z lizosomem. Autofagosom przemieszcza się w kierunku lizosomu i dochodzi do fuzji, tworząc strukturę zwana autofagolizosomem. W efekcie zawartość autofagosomu, włączając otoczone materiały, jest uwalniana do wnętrza lizosomu.
  6. Degradacja i recykling. Wewnątrz lizosomu enzymy hydrolityczne (takie jak proteazy, lipazy, nukleazy) trawią otoczone materiały, prowadząc do ich degradacji na mniejsze składniki. Produkty tego procesu, takie jak aminokwasy, kwasy tłuszczowe czy nukleotydy, są uwalniane i mogą być ponownie wykorzystane przez komórkę do syntezy nowych białek, lipidów czy kwasów nukleinowych.

Aktywacja autofagii – metody naturalne i wspomagające

Istnieje kilka sposobów na aktywację autofagii. Może być wspierana przez różne metody naturalne i wspomagające:

  • Post przerywany. Polega na cyklicznym ograniczaniu spożycia pokarmów przez określony czas. Okresowy post jest najpopularniejszą metodą aktywacji autofagii. Przykładem jest post przerywany (IF, intermittent fasting), czyli dieta, w której stosuje się okna czasowe np. 16:8, gdzie przez 16 godzin się pości, a podczas pozostałych 8 godzin można spożywać posiłki. Głód jest stanem stresu dla komórki. Uaktywnia autofagię, by zapewnić jej przetrwanie. W okresie postu wykorzystywana jest energia powstała podczas intensywniejszej autofagii. 
  • Dieta ketogeniczna. Opiera się na wysokim spożyciu tłuszczów i niskim spożyciu/wyeliminowaniu z diety węglowodanów. Celem diety ketogenicznej jest doprowadzenie organizmu do stanu ketozy, podczas której znaczna część energii pochodzi z ciał ketonowych. Badania na zwierzętach dowodzą, że dieta ketogeniczna może sprzyjać autofagii w mózgu.
  • Regularne ćwiczenia fizyczne, zwłaszcza aerobowe, również mogą pomóc w aktywacji tego procesu komórkowego. Nasilenie autofagii pozwala na lepszą regenerację po wysiłku.
  • Niektóre związki, jak kurkumina, resweratrol, spermidyna. Kurkumina jest głównym składnikiem aktywnym zawartym w kurkumie, która jest używana jako przyprawa w kuchni. W jednym z badań odwróciła uszkodzenia spowodowane chorobą zwyrodnieniową stawów. Resweratrol to naturalnie występujący związek chemiczny, który można znaleźć w pestkach i skórce czerwonych winogron, ale także w mniejszych ilościach w orzeszkach ziemnych, jagodach i czekoladzie. Spermidyna u człowieka znajduje się głownie w męskim płynie nasiennym, przedłuża życie plemników i chroni DNA. W produktach spożywczych występuje w kiełkach pszenicy, grzybach shiitake, grejpfrutach. Badania na drożdżach wykazały, że hodowane w pożywce bogatej w spermidynę żyły cztery razy dłużej niż te, które nie miały dostępu do tego związku. Komórki odpornościowe człowieka żyły w takich warunkach trzy razy dłużej. Badania na myszach wykazały, że podawanie spermidyny może przedłużać życie oraz poprawiać funkcje poznawcze. Aktywny składnik zielonej herbaty – EGCG aktywuje powstawanie autofagosomów. Skuteczne działanie zaobserwowano jednak po podaniu myszom wysokiej dawki tego związku, która odpowiada dziesięciu filiżankom herbaty dziennie.
  • Sen. Odpowiedni rytm dobowy, a tym samym jakościowy sen, aktywuje autofagię. W badaniach na myszach przebudzenia działały niekorzystnie na proces autofagii. Z tego powodu zdrowy sen powinien być Twoim priorytetem, jeśli chcesz zwiększyć szanse na uniknięcie wielu jednostek chorobowych. Pamiętaj o blokowaniu światła niebieskiego wieczorem np. okularami NightShield, by Twój sen był regenerujący, bez budzenia się w nocy

Post przerywany a autofagia: jak pościć, by aktywować oczyszczanie?

Post przerywany może stymulować proces autofagii, co ma korzystny wpływ na zdrowie. Okresy ograniczonego spożycia pokarmów przez określone godziny w ciągu dnia zaleca się rozpocząć od łagodnych form postu, na przykład 12-godzinnego okna jedzenia i 12-godzinnego okna postu, stopniowo zwiększając czas postu w miarę dostosowywania się organizmu. Jedną z najpopularniejszych form takiego postu jest metoda 16/8. Polega na ograniczeniu okresu spożywania posiłków do 8 godzin dziennie, np. od 12:00 do 20:00, a przez pozostałe 16 godzin (w tym sen) nie spożywa się żadnych kalorycznych pokarmów. W ciągu okresu jedzenia można zjeść normalną liczbę posiłków. Nie ma jednej uniwersalnej metody postu przerywanego. Ważne jest dostosowanie jej do swoich indywidualnych potrzeb, preferencji i zdrowia. 

Autofagia kluczem do zapobiegania chorobom

Udowodniono naukowo, że regularna aktywacja autofagii może mieć istotny wpływ na zapobieganie chorobom neurodegeneracyjnym, takim jak Alzheimer czy Parkinson, metabolicznym, a nawet nowotworom. Stymulowanie tego procesu poprzez odpowiednią dietę i aktywność fizyczną może być skuteczną strategią prewencyjną. Autofagia odgrywa ogromną rolę w utrzymaniu zdrowia komórkowego i organizmu jako całości. Usuwa uszkodzone białka oraz organella, zapobiegając w ten sposób gromadzeniu się toksycznych odpadów. Naukowcy udowodnili, że proces “samozjadania” przyczynia się do hamowania procesów starzenia się organizmu poprzez poprawę kondycji komórek. Przeciwdziała skutkom stresu oksydacyjnego w obrębie mitochondriów.Komórki uczestniczące w kontroli apetytu także podlegają procesom autofagii. Wpływa to na zdolność organizmu do regulacji poziomu hormonów odpowiedzialnych za głód i sytość: leptyny i greliny. Autofagia pomaga więc w utrzymaniu zdrowego apetytu. Autofagia może pomóc w insulinooporności poprzez usuwanie uszkodzonych organelli komórkowych, które zakłócają odpowiedź naszych komórek na insulinę. Wraz z wiekiem proces “oczyszczania się” komórek staje się niewydolny, wpływając na ryzyko rozwoju chorób nowotworowych i neurodegeneracyjnych. Gdy poziom autofagii zmniejsza się, komórki zaczynają gromadzić składniki cytotoksyczne, co może skutkować brakiem homeostazy, a nawet doprowadzić do zniszczeń DNA i onkogenezy. Wykazano, że jedna kopia genu bekliny 1, białka niezbędnego w czasie formowania autofagosomu, ulega delecji w niektórych przypadkach ludzkiego raka piersi oraz jajnika. Także przy nowotworach mózgu zaobserwowano zmniejszenie ekspresji bekliny 1. Ponadto badania na myszach pozbawionych jednej lub obu kopii genów związanych z autofagią, wykazały, że zwierzęta te mają zwiększoną zapadalność na nowotwory związane z wiekiem, raka wątrobowokomórkowe, chłoniaka, raka gruczołowego płuc, włókniakomięsaka i łagodnego gruczolaka wątroby.

Podsumowanie: Dlaczego warto zwrócić uwagę na autofagię?

Autofagia odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu zdrowia komórek i organizmu jako całości. Śmierć noworodków mysich z mutacją w genie Atg5, uniemożliwiąjacą uruchomienie procesu autofagii, jest dowodem na to, że proces ten ma charakter fizjologiczny i jest niezbędny do prawidłowego rozwoju i funkcjonowania organizmu. Poprzez aktywowanie tego procesu możemy wspierać naturalne mechanizmy oczyszczania i regeneracji komórek, co ma przełożenie na stan naszego zdrowia i długość życia. Warto zgłębiać ten temat i stosować zdobytą wiedzę w codziennej rutynie zdrowotnej, aby cieszyć się lepszym zdrowiem i długowiecznością.

Źródła naukowe

  1. Dereń-Wagemann I., Kiełbasiński M., Kuliczkowski K., Autofagia – proces o dwóch obliczach, Acta Haematologica Polonica 2013; 44: 383-391. DOI:10.1016/j.achaem.2013.05.003
  2. Rubinsztein, D. C., & Nixon, R. A. (2010). Rapamycin induces autophagic flux in neurons. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(50), 2094-2103.
  3. Polewska J., Autofagia – mechanizm molekularny, apoptoza i nowotwory, Postepy Hig Med Dosw 2012; 66. 
  4. Fleck A., Klasen J., Riedl M. i wsp., Post przerywany prawidłowe i bezpieczne stosowanie, Białystok 2022. 
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6287690/
  6. Mizushima N, Ohsumi Y, Yoshimori T. Autophagosome formation in mammalian cells. Cell Struct Funct 2002;27:421–429.
  7. Levine B, Klionsky DJ. Development by self-digestion: Molecular mechanisms and biological functions of autophagy. Dev Cell 2004;6:463–477.