Autofagija i intermittent fasting

U posljednjih godinu dana vrlo često me pitaju što je to autofagija i što ja mislim tome. Sve više ljudi je u mom okruženju na režimu prehrane po principu 16:8 – intermittent fasting. Što reći kada je već znanstveno dokazano da autofagija, tj. proces autofagije pomaže stanici da se oslobodi otpada, regenerira tijelo i usput se izgube kilogrami. Nauka stoji iza pozitivnog efekta autofagije na ljudsko zdravlje.

Autofagija je evolutivni mehanizam u stanici koji nastupa u periodima posta tj. gladovanja i koji omogućava organizmu da preživi stvarajući energiju reciklažom.

Riječ autofagija se sastoji od dvije riječi “Auto” = samo i  “fagija” = jesti. Dakle, doslovno značenje autofagije je „jesti sebe“.

Također se naziva “proždiranje samog sebe”. Iako to može zvučati kao nešto što nikada ne želite da se dogodi vašem tijelu, zapravo je korisno za vaše opće zdravlje.

To je zato što je autofagija mehanizam samoočuvanja putem kojeg tijelo može ukloniti nefunkcionalne, oštećene i bolesne stanice i djeluje tako da reciklira ove stanice i čisti tijelo od toksina.

Svrha autofagije je uklanjanje ostataka i samoregulacija metabolizma na nivou stanice koji će utjecati na cijelo tijelo i dovesti do optimalnog zdravlja.

To je istovremeno recikliranje i čišćenje, baš kao da ste pritisnuli dugme za resetiranje na vašem tijelu. Pored toga, autofagija promovira opstanak i prilagođavanje kao odgovor na različite stresove i toksine nakupljene u našim stanicama.

A kako je sve dobilo na ozbiljnosti?

Biolog iz tokijskog tehnološkog instituta Yoshinori Ohsumi dobio je Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu za 2016. godinu. Ohsumi je dobio nagradu “za svoja otkrića mehanizama za autofagiju”. Ohsumi je dokazao da procesom autofagije stanice probavljaju i recikliraju svoje sastavne dijelove.

Biološka stanica ima mnoštvo krucijalnih stvari upakiranih u mali stanični prostor. Ponekad se dijelovi razgrađuju, a ponekad upadaju u strana tijela. Da bi komplicirana stanična mašinerija ostala u funkciji, mora se osigurati da se ostaci, otpaci stanice recikliraju. To je ono što autofagija postiže.

Kad autofagija ne funkcionira tj.ne radi, dolazi do nastanka mnogih bolesti, uključujući dijabetes tipa 2, Parkinsonovu bolest i rak. Koncept je nastao 1960-ih, kada su istraživači primijetili kako stanica uništava vlastite organele, formirajući  vezikulu koja sadrži razgrađeni materijal i prenijeli je u odjeljke za recikliranje unutar stanice, zvane lizozomi. Sljedećih 30 godina, međutim, autofagija je ostala slabo razumljiva jer istraživači ne mogu postaviti laboratorijske eksperimente u svrhu proučavanja.

Devedesetih godina prošlog vijeka Ohsumi je napravio niz ispitivanja koristeći stanice kvasca koje su mu pomogle da razjasni mehanizme pomoću kojih dolazi do autofagije. To je bio prvi put da smo shvatili sofisticiranu mašineriju stanice uključenu u presudni proces koji se odvija u svakoj složenoj živoj stanici.

Yoshinori Ohsumi

Ohsumijev rad izazvao je veliki interes za autofagiju. Sada je jedno od najintenzivnijih područja istraživanja u području biomedicine. Od tada, znanstvenici su saznali da postoji mnogo vrsta autofagije. Makroautofagija je uključena u razbijanje velikih dijelova stanice, poput organela. Mikrofagija je zadužena za manje stanične dijelove, poput nepotrebnih plutajućih čestica u stanici i ksenofagija za razgradnju bakterija ili virusa.

Autofagija je ključna za razumijevanje starenja, što dovodi do moguće prevencije grupe bolesti koja ubija većinu ljudi. Sposobnost interveniranja autofagijom na precizne načine rada stanice mogla bi pomoći ljudima da žive zdravije i duže. Zbog toga je Ohsumijev rad posebno značajan za medicinu u 21. vijeku.

Znanstvenici su otkrili da post u trajanju od 12 do 24 sata pokreće autofagiju, a smatra se da je autofagija jedan od razloga što je post povezan s dugovječnošću. Postoji veliki broj istraživanje koja povezuje post – intermittent fasting s boljom kontrolom šećera u krvi, smanjenom upalom, gubitkom težine, jačanjem imuniteta i poboljšanom funkcijom mozga.

Oshumijevo istraživanje pruža odgovore ovim istraživanjima na neka od pitanja “kako? “. Fizička aktivnost također može izazvati autofagiju u nekim stanicama, omogućavajući stanicama da započnu proces popravke i obnove.

Sporadični kratkoročni postovi, vođeni religioznim i duhovnim vjerovanjima, zajednički su za mnoge kulture i prakticiraju se već vjekovima, ali znanstvene su analize tek sada objasnile što se događa na nivou stanice u vrijeme posta. Neka objavljena istraživanja pokazala su da kratkotrajna restrikcija hrane izaziva dramatičnu pojavu autofagije u kortikalnim neuronima mozga. Kratak period ograničavanja hrane tj. post može izazvati aktivaciju autofagije u neuronima CNS-a što može imati kliničku važnost. Kao što je gore napomenuto, poremećaj autofagije može prouzrokovati neurodegenerativne bolesti, a aktivacijom autofagije može doći do neuroprotektivnog efekta.

Koje su prednosti autofagije?

Čini se da su glavne prednosti autofagije u borbi protiv starenja. Autofagija je najpoznatiji način na koji tijelo vraća sat unazad i stvara mlade nove stanice. Kada su naše stanice pod stresom, povećava se autofagija kako bi naš organizam zaštitila, a to pomaže u poboljšanju kvaliteta života, manje bolesti i na kraju produžetka životnog vijeka. U vrijeme gladovanja autofagija održava tijelo tako što razgrađuje oštećeni ćelijski materijal i ponovo ga koristi za stanične procese u tijelu.

Što aktivira autofagiju?

Gladovanje je ključni aktivator autofagije. Zapamtite da je glukagon vrsta hormona suprotnog inzulinu. Ako inzulin poraste, glukagon pada. Ako inzulin padne, glukagon raste. Dok jedemo, inzulin raste, a glukagon pada. Kad ne jedemo (brzo) inzulin pada, a glukagon raste. Ovo povećanje glukagona stimulira proces autofagije. U stvari, post podiže glukagon i pruža najveće poznato pojačanje autofagije.

Post je zapravo daleko korisniji od pukog stimuliranja autofagije. Čini dvije dobre stvari. Stimulirajući autofagiju, uklanjamo sve naše stare, bezvrijedne proteine i stanične dijelove. Istovremeno, post potiče i lučenje hormon rasta, što naše tijelo potiče na samoobnovu i regeneraciju.

Prije nego što unesete nove stvari, morate se riješiti starih stvari. Razmislite o obnovi vaše kuhinje. Ako imate stare limenozelene ormariće u stilu 1970-ih, morate ih pospremiti prije nego što stavite nove. Dakle, proces uništavanja – uklanjanja je jednako važan kao i proces stvaranja. Da ste jednostavno pokušali staviti u nove ormariće sve stvari iz stare kuhinje , ne biste to mogli uraditi da ih prvo ne izvadite vani, promijenite novu kuhinju i nakon što postavite novu kuhinju možete staviti sve stvari.

Tako da post može na neki način preokrenuti proces starenja tako što će se riješiti starog ćelijskog smeća i zamijeniti ga novim dijelovima.

Autofagija je visoko reguliran proces. U stanicama sisara ukupno iscrpljivanje aminokiselina je jak signal za autofagiju, ali uloga pojedinih aminokiselina je promjenjiva. Dakle, tijekom autofagije stare stanične komponente se razgrađuju na komponente aminokiseline (gradivni blok proteina).

Što se događa s ovim aminokiselinama?

U ranim fazama gladovanja, nivo aminokiselina počinje rasti. Smatra se da se ove aminokiseline dobivene iz autofagije dostavljaju u jetru na glukoneogenezu. Oni se također mogu razgraditi u glukozu kroz ciklus trikarboksilne kiseline (TCA). Treća potencijalna sudbina aminokiselina je da se ugrađuju u nove proteine. Posljedice nakupljanja starih proteina  može se uočiti u dva glavna stanja – Alzheimerova bolest (AD) i rak.

Alzheimerova bolest uključuje nakupljanje abnormalnog proteina – bilo amiloidnog beta ili Tau proteina koji oštećuje mozak. Iako za to još nemamo dokaze kliničkih ispitivanja, imalo bi smisla da bi postupak poput autofagije koji ima sposobnost čišćenja starog proteina mogao spriječiti razvoj Alzheimerove bolesti.

Što isključuje autofagiju?

Unos hrane. Glukoza, inzulin ili smanjenje glukagona, ali i proteini isključuju ovaj proces samočišćenja.

Koje su prednosti autofagije?

  • uklanjanje toksičnih proteina iz stanica koje su odgovorne za nastanak neurodegenerativnih oboljenja poput Parkinsonove i Alzheimerove bolesti
  • recikliranje zaostalih proteina pruža stvaranje nove energije i gradi nove stanice, a tako dolazi do regeneracije tijela
  • autofagija „čisti“ organizam od virusa, bakterija, gljivica – djeluje povoljno na imunološki sistem.

Autofagiji je posvećeno puno pažnje i zbog uloge koju može odigrati u sprečavanju nastanka  ili liječenju raka.

Autofagija opada kako starimo, tako da to znači da stanicama koje više ne rade ili stanicama koje mogu štetno djelovati se dozvoljava da se množe, što je preduvjet za razvoj stanica raka. Dok svi karcinomi nastaju od neke vrste oštećenih stanica, tijelo bi u tom momentu trebalo prepoznati i ukloniti te stanice, često koristeći autofagične procese. Zato neki istraživači gledaju na mogućnost da autofagija može smanjiti rizik od raka. Iako ne postoje naučni dokazi koji bi to potkrijepili, neke studije sugerira da se mnoge stanice raka mogu ukloniti autofagijom.

Autofagija kontrolira negativne „stanice raka“, prepoznaje i uništava ono što je pošlo po zlu i pokreće mehanizme za regeneraciju, a to doprinosi smanjenju rizika od raka. Istraživači vjeruju da će nova istraživanja dovesti do dokaza koji će im pomoći da se usmjere na autofagiju u terapiji raka.

Autorica teksta  mr sci.med dr Gordana Ljoljić Dolić, specijalista fizijatarnutricionista.

mr sci.med dr Gordana Ljoljić Dolić, specijalista fizijatar – nutricionista.