Autofagia – Na Czym Polega i Jak Ją Stymulować?

Autofagia jest naturalnym procesem zachodzącym w organizmie polegającym na wychwytywaniu i eliminowaniu uszkodzonych komórek, który ma bardzo pozytywny wpływ na zdrowie i zapobiega wielu chorobom.

W artykule przybliżę sposób działania autofagii, jej zalety oraz co ważne pokażę w jaki sposób stymulować autofagię.

Jak działa autofagia

Autofagia, zwana również autofagocytozą (co oznacza „samozjadanie”), jest naturalnym procesem oczyszczania organizmu z uszkodzonych części komórek.

Autofagia jest procesem za którego odkrycie Yoshinori Ohsumi z Tokio Institute of Technology otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii.

Autofagia należy do gamy procesów katabolicznych. W jej wyniku uszkodzone elementy komórek takie jak organelle lub białka o długim okresie półtrwania zostają rozłożone na czynniki pierwsze.

W czasie deficytu energetycznego proces autofagii ulega nasileniu. Dodatkowo, powstałe substancje zostają ponownie wykorzystywane np. do budowy innych organelli komórkowych. Innymi słowy, dochodzi do recyklingu uszkodzonych komórek.

Autofagia zachodzi zarówno w zdrowych komórkach jak i tych, które uległy zmianom chorobowym. Co istotne, możliwe jest usuwanie jedynie ich uszkodzonych części.

Zalety autofagii

Nie jest tajemnicą, że uszkodzone mitochondria istotnie przyczyniają się do pojawiania się różnych stanów chorobowych, w tym zmian rakotwórczych.

„Samozjadanie” prowadzi do oczyszczania organizmu z fragmentów komórek objętych zmianami patologicznymi. Autofagia zatem to metoda zarówno samooczyszczania, jak i samoleczenia organizmu.

Istnieją dowody na to, że autofagia odgrywa rolę między innymi w kontrolowaniu stanów zapalnych i wzmacnianiu odporności. W jednym badaniu z 2012 roku na myszach naukowcy odkryli, że autofagia chroni przed (1):

• rakiem
• infekcjami
• stanami zapalnymi
• insulinoopornością
• zaburzeniami neurodegeneracyjnymi

Istnieją również badania pokazujące, jak brak autofagii może oddziaływać na zdrowie organizmu. Naukowcy odkryli, że usunięcie genu autofagii u myszy spowodowało przyrost masy ciała, letarg, wyższy poziom cholesterolu i upośledzenie funkcji mózgu (2).

Jak stymulować autofagię

Wiemy już czym jest autofagia i jakie są jej zalety. Powstaje zatem pytanie co zrobić, aby w jak największym stopniu wzmocnić jej działanie.

Autofagia może być inicjowana przez wiele czynników, np. stres oksydacyjny, czy niedobór substancji odżywczych. Warto wiedzieć, że istnieje też szereg czynników zaburzających jej działanie, np. cukrzyca, nowotwory, czy otyłość.

Dlatego tak ważne jest dbanie o dostarczenie jak największej ilości tych pozytywnych bodźców.

Oto trzy główne sposoby na stymulację autofagii w twoim organizmie.

1. Zmniejsz ilość spożywanych węglowodanów

Jednym ze sposobów na skuteczną stymulację autofagii jest wprowadzenie diety o niskiej zawartości węglowodanów i wysokim udziale tłuszczów. Mowa tu o diecie ketogenicznej.

Dieta ketogeniczna jest protokołem żywieniowym, który w podstawowej wersji zakłada, że nawet 75% dziennego zapotrzebowania kalorycznego pochodzi z tłuszczów, natomiast węglowodany stanowią jedynie 5%.

Jeśli tak małe spożycie węglowodanów wydaje Ci się nierealne na dłuższą metę, to dla pocieszenia przytoczę wyniki badań, które wykazały, że osoby które spożywały nie więcej niż 30% węglowodanów osiągnęły podobne korzyści zdrowotne (5).

Założeniem diety ketogenicznej jest zredukowanie spożycia węglowodanów do takiego poziomu, w którym organizm zacznie czerpać energię głównie z tłuszczy. Stan ten nazywamy stanem ketozy.

Przy okazji omawiania diety keto warto zwrócić uwagę na często popełniany błąd polegający na utożsamianiu stanu ketozy z kwasicą ketonową.

Kwasica ketonowa jest poważną chorobą polegającą na niekontrolowanej produkcji ciał ketonowych. Ketoza i kwasica ketonowa to nie jest to samo. Wejście w stan ketozy nie ma nic wspólnego z kwasicą ketonową i jest bezpieczne dla organizmu.

W poniższej tabeli można zobaczyć porównanie poziomu ketonów na dietach węglowodanowej, ketogenicznej oraz w przypadku kwasicy ketonowej.

Poza standardową wersją diety ketogenicznej istnieje jeszcze inny wariant określany jako cykliczna dieta ketogeniczna.

CKD w skrócie jest alternatywą standardowej diety ketogenicznej dla sportowców, którzy mają zwiększone zapotrzebowanie na węglowodany.

Cykliczna dieta ketonowa polega na rotacji pomiędzy ścisłym keto planem posiłków (z reguły 5 – 6 dni w tygodniu), a okresem tzw. ładowania węglowodanowego (1 – 2 dni w tygodniu).

Więcej na temat CKD możesz przeczytać w moim artykule:
Na czym polega Cykliczna Dieta Ketogeniczna

Dieta ketogeniczna stała się bardzo popularna z uwagi na bardzo dobre właściwości odchudzające. Jednak spalanie tłuszczu to nie jedyny pozytywny efekt.

Dieta keto może istotnie przyczynić się do znacznej redukcji stanów padaczkowych (10)(11). Dodatkowo, ketoza wpływa na poprawę zdolności kognitywnych (12), redukuje objawy migreny (13) i poprawia pamięć. (14)

Istnieją dowody na to, że wejście w stan ketozy może również pomóc organizmowi w walce z guzami nowotworowymi, obniżyć ryzyko cukrzycy i chronić przed chorobami degeneracyjnymi mózgu(3) (4).

2. Post przerywany

Kolejnym ze sposobów na stymulację autofagii jest intermittent fasting.

Intermittent fasting, czyli post przerywany lub głodówka okresowa to sposób odżywiania polegający na przeplataniu wydłużonych okresów głodówki z okresami spożywania posiłków.

Częstotliwość intermittent fasting może być różna. Jednym z najpopularniejszych schematów jest 5:2 (5 dni regularnej diety i 2 dni ograniczonego spożycia energii).

Istnieją też schematy śród-dzienne, np. 16:8 (16 godzin postu i 8 godzin na jedzenie). Warto zaznaczyć, że w 16 godzinowe okno włączamy także porę snu, zatem dla większości nie powinno stanowić to żadnego problemu.

Więcej informacji na temat postu przerywanego znajdziesz w artykule:
Intermittent Fasting – zasady, efekty

Istnieje szereg korzyści wynikających z regularnego stosowania intermittent fasting, np.

• usprawnienie metabolizmu i przyśpieszenie spalania tkanki tłuszczowej,
• zwiększenie wrażliwości na insulinę,
• redukuje poczucie głodu,
• zwiększa produkcję hormonu wzrostu
• stymuluje autofagię

W jednym z badań przeglądowych wykazano, że przerywany post i autofagia mogą zwiększyć skuteczność leczenia chorób nowotworowych (6)

W innym badaniu na myszach wykazano, że post przerywany poprawia funkcje poznawcze, regeneruje strukturę mózgu i wspomaga neuroplastyczność. (7)

Dotychczasowe badania nie wykazały wyraźnej przewagi któregokolwiek schematu postu. Wydaj się, że istotniejsza od częstotliwości jest regularność poszczenia. (8)

Należy pamiętać, że post nie jest generalnie zalecany dla dzieci, kobiet w ciąży i osób z BMI poniżej 18,5.

3. Regularnie ćwicz

Regularna aktywność fizyczna to kolejny sposób na stymulowanie autofagii. Nawiasem mówiąc warto ćwiczyć nie tylko ze względu na autofagię, ale przede wszystkim z uwagi na szereg korzyści zdrowotnych.

Trening w rzeczywistości powodu mikro urazy naszych mięśni. W efekcie organizm jest stymulowany do przyśpieszonej regeneracji, aby dokonać naprawy powstałych urazów. Na dłuższą metę taki mechanizm powoduje, że mięśnie stają coraz bardziej odporne. Jest to coś w rodzaju hartowania.

Regularne ćwiczenia to najpopularniejszy sposób, w jaki ludzie nieumyślnie pomagają swojemu ciału w samo oczyszczeniu.

Badanie z 2012 roku dotyczyło autofagosomów, tj. struktur tworzących się wokół fragmentów komórek, które organizm zdecydował się poddać recyklingowi. W badaniu dokonano analizy wpływu wysiłku fizycznego u myszy na tempo powstawania autofagosomów. (9)

Wyniki pokazały, że szybkość, z jaką myszy dokonywały recyklingu własnych komórek, drastycznie wzrosła po 30 minutach biegania na bieżni. Tempo nadal rosło, aż do 80 minuty nieustannego biegu.

A jak to wygląda u ludźmi?

Jak mówi dr Daniel Klionsky, biolog komórkowy z University of Michigan, który specjalizuje się w autofagii w tej chwili trudno odpowiedzieć na to pytanie.

Obecne wyniki badań nie wskazują jasno jaka ilość ćwiczeń jest niezbędna do istotnego wzmocnienia autofagii. Istnieje jednak konsensus co do tego, że intensywne ćwiczenia są bardziej skuteczne niż ćwiczenia łagodne.

Czy istnieje prostszy sposób na stymulację autofagii?

Oczywiście ludzie szukają sposobów wywołania autofagii za pomocą suplementów, ponieważ byłoby to łatwiejsze niż odchudzanie” – mówi Klionsky, ale ostrzega, że ​​jesteśmy daleko od pożądanego rezultatu.

Dla przykładu w 2018 roku FDA zatwierdziła styrypentol, który może imitować efekty diety ketogenicznej. Jest stosowany w leczeniu napadów związanych z zespołem Draveta, rzadką postacią padaczki.

W praktyce nie można go jednak uznać za coś komplementarnego do stanu ketozy. Podczas ketozy zachodzi tak wiele zmian metabolicznych, że naśladowanie ich wszystkich za pomocą pigułki jest bardzo trudne.

Oczywiście biorąc pod uwagę tempo rozwoju medycyny można zakładać, że w przyszłości uda się wypracować substancję, która w prosty sposób pomoże nam w stymulacji autofagii.

Póki co jednak pozostaje nam skupienie się na odpowiedniej diecie, częstotliwości spożywania posiłków i regularnej aktywności fizycznej.

Bibliografia

1. He, C., Bassik, M., Moresi, V. et al. Exercise-induced BCL2-regulated autophagy is required for muscle glucose homeostasis. Nature 481, 511–515 (2012). https://doi.org/10.1038/nature10758
2. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2011.12.016
3. Paoli, A., Rubini, A., Volek, J. et al. Beyond weight loss: a review of the therapeutic uses of very-low-carbohydrate (ketogenic) diets. Eur J Clin Nutr 67, 789–796 (2013). https://doi.org/10.1038/ejcn.2013.116
4. Wang B-H, et al. (2018). Ketogenic diet attenuates neuronal injury via autophagy and mitochondrial pathways in pentylenetetrazol-kindled seizures. DOI: 10.1016/j.brainres.2017.10.009
5. Draznin B., et al. (2012). Effect of dietary macronutrient composition on AMPK and SIRT1 expression and activity in human skeletal muscle. DOI: 10.1055/s-0032-1312656
6. Antunes F, et al. (2018). Autophagy and intermittent fasting: The connection for cancer therapy? https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6257056/
7. Li L, et al. (2013). Chronic intermittent fasting improves cognitive functions and brain structures in mice. DOI: 10.1371/journal.pone.0066069
8. Stockman M-C, et al. (2018). Intermittent fasting: Is the wait worth the weight? https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5959807/
9. He C, et al. (2012). Exercise-induced BCL2-regulated autophagy is required for muscle glucose homeostasis. DOI: 10.1038/nature10758
10. Freeman JM, Vining EP, Pillas DJ, Pyzik PL, Casey JC, Kelly LM. The efficacy of the ketogenic diet-1998: a prospective evaluation of intervention in 150 children. Pediatrics. 1998;102(6):1358-1363. doi:10.1542/peds.102.6.1358
11. Kang HC, Kim YJ, Kim DW, Kim HD. Efficacy and safety of the ketogenic diet for intractable childhood epilepsy: Korean multicentric experience. Epilepsia. 2005;46(2):272-279. doi:10.1111/j.0013-9580.2005.48504.x
12. Xu K, Sun X, Eroku BO, Tsipis CP, Puchowicz MA, LaManna JC. Diet-induced ketosis improves cognitive performance in aged rats. Adv Exp Med Biol. 2010;662:71-75. doi:10.1007/978-1-4419-1241-1_9
13. Di Lorenzo C, Currà A, Sirianni G, et al. Diet transiently improves migraine in two twin sisters: possible role of ketogenesis?. Funct Neurol. 2013;28(4):305-308. doi:10.11138/FNeur/2013.28.4.305
14. Krikorian R, Shidler MD, Dangelo K, Couch SC, Benoit SC, Clegg DJ. Dietary ketosis enhances memory in mild cognitive impairment. Neurobiol Aging. 2012;33(2):425.e19-425.e4.25E27. doi:10.1016/j.neurobiolaging.2010.10.006