[Здоровье] Голодание: что такое аутофагия и 5 потенциальных преимуществ для здоровья

Что такое аутофагия? | 5 потенциальных преимуществ аутофагии | Почему голодание стимулирует аутофагию? | Как начать голодать?

В последние годы популярность вокруг голодания – и особенно прерывистого голодания – стала причиной здоровых тенденций. Хотя для многих потеря веса является главной причиной соблюдения поста, есть еще одно преимущество голодания, которое вызывает большой интерес. Ученые обнаружили, что, когда человек постится, организм подвергается процессу клеточного «самопоедания», называемого аутофагией, который они напрямую связывают с профилактикой заболеваний и долголетием.

Здесь мы приводим научные обоснования лечебного голодания и аутофагии, чтобы вы имели более четкое представление о том, что они на самом деле значат для здоровья.

Что такое аутофагия?

Аутофагия (от др.-греч. «ауто» – «сам» и «фагин» – «есть») – это возможность для клеток организма освободиться от токсинов.

«Аутофагия – это естественный процесс восстановления и очистки клеток, который дает организму перезагрузку и позволяет ему более эффективно функционировать».
Синтия Турлоу, диетолог, специализирующийся на прерывистом голодании

Представьте, что ваши клетки – это духовка. По мере того как вы стареете, ваши клетки собирают поврежденные белки, фрагментированные части белых кровяных клеток или ферментов, и другие метаболиты, которые больше уже не могут работать эффективно – подобно тому, как в духовке скапливается жир и грязь от еды. Если эти «отходы» вовремя не удаляются, то клетки перестают эффективно работать и обновляться.

Аутофагия – естественный процесс, при котором запускается функция самоочищение организма.

Научным языком:

Процесс аутофагии, как правило, характеризуется выраженным образованием аутофагических везикул в цитоплазме. В последние десятилетия широкий интерес у ученых вызывает процесс аутофагии. Являясь важнейшим процессом поддержания клеточного гомеостаза и функций, аутофагия ответственна за лизосомно-опосредованную деградацию поврежденных белков и органелл, и поэтому неправильное регулирование аутофагии может привести к разнообразным патологическим состояниям у человека. Хотя наше понимание регуляторных путей, контролирующих аутофагию, все еще ограничено, все большее число исследований проливает свет на важность процесса аутофагии в широком спектре физиологических процессов и болезней человека.

Аутофагия – это генетически регулируемый и динамический процесс, связанный с образованием аутофагосомы, двойной мембранной цитоплазматической везикулы, поглощающей клеточные компоненты. Формирование аутофагосомы начинается с фагофора (известного как изолирующая мембрана или секвенирующая мембрана) и требует конъюгации белка LC3, связанной с белком, ассоциированного с микротрубочками (MAP), которая регулирует расширение фагофора и завершение секвенирующей везикулы. Затем аутофагосома сливается с лизосомой, превращаясь в аутолизосому. Секвенированные компоненты разлагаются лизосомальными гидролазами и высвобождаются в цитосому при прохождении лизосомальных стоков. Эта лизосомно-опосредованная система деградации играет регулирующую роль в клеточной биологии млекопитающих, очищая поврежденные органеллы и рециркулируя питательные вещества, полученные из аутофагии.

Сигнал индукции аутофагии приводит к образованию секвенирующей мембраны, называемой фагофором. Следуя последовательности ответных реакций, LC3 соединяется с секвенирующей мембраной и контролирует удлинение фагофора. По мере расширения фагофора в него втягиваются цитоплазматические компоненты, в том числе такие органеллы, как митохондрии и эндоплазматическая сетка, агрегированные белки и инородные организмы (бактерии и вирусы). В конце удлинения секвенирующая мембрана закрывается и приводит к образованию двойной мембранной везикулы – аутофагосомы. После образования аутофагосомы она сливается с лизосомой для образования аутолизосомы с целью ее деградации. Гидролазы лизосомы разлагают вещества на внутренней стороне мембраны, а LC3 на внешней стороне мембраны, а питательные вещества, получаемые в процессе аутофагии, перерабатываются. Этот аутофагический процесс может действовать как механизм поддержания гомеостатического равновесия и поддержки выживания клеток. Однако, он также вызывает смерть клеток.

Кроме того, аутофагия не только отвечает за очистку аномальных белков и органелл, но и участвует в удалении инфекционных агентов, в том числе бактерий и вирусов, из клеток хозяина. Последние данные, полученные в ходе исследований клеточных моделей, показывают, что регулирование аутофагии может быть полезным для уничтожения палочки Коха (Mycobacterium tuberculosis), стрептококка (Streptococcus), микобактерий (Mycobacterium) и вируса простого герпеса (Herpes simplex virus) ¹ ² ³ ⁴ ⁵. Эта функция аутофагии, по-видимому, объясняется как врожденными, так и адаптивными иммунными ответами.

Аутофагия способствует поддержанию клеточного гомеостаза и имеет решающее значение в широком спектре нормальных физиологических процессов человека. Соответственно, все большее число заболеваний связано с неправильным регулированием аутофагического процесса, включая сахарный диабет, нейродегенеративные нарушения, инфекционные и онкологические заболевания ⁶.

5 потенциальных преимуществ аутофагии

Аутофагия необходима нашим клеткам, чтобы выжить. Она обеспечивает питательными веществами и материалами для роста и развития клеток, а также расщепляет белки и другие поврежденные материалы, которые могут привести к заболеваниям и другим негативным последствиям старения.

Однако исследования о пользе аутофагии для здоровья все еще находятся на ранних стадиях. Большинство исследований проводилось в клетках дрожжей и животных, и неясно, аналогичны ли будут результаты исследований на человеке.

Согласно обзору 2017 года, нет точного способа измерить процесс аутофагии у человека ⁷. А, по словам авторов январского исследования 2015 года, опубликованного в «Журнале клинических исследований» (The Journal of Clinical Investigation, или JCI), не всегда ясно, связаны ли результаты непосредственно с аутофагией или чем-то еще ⁸.

Тем не менее, ученые выявили некоторые многообещающие потенциальные преимущества аутофагии:

Увеличение продолжительности жизни. Удаляя накопленный, поврежденный клеточный материал, аутофагия может привести к снижению возрастных заболеваний и увеличению продолжительности жизни. Согласно вышеуказанному исследованию, опубликованному в JCI, аутофагия способствует увеличению продолжительности жизни клеток, животных и человека.
Более низкий риск развития рака. Обзор, опубликованный в мае 2018 года в журнале «Биомедицина и фармакотерапия» (Biomedicine & Pharmacotherapy), показал, что аутофагия может подавлять рак ⁹. Действительно, когда гены, которые регулируют аутофагию, нарушаются, возникают более высокие показатели заболеваемости раком. Аутофагия «разрушает» больные клетки, которые потенциально могут стать раковыми. Другая работа, опубликованная в ноябре 2018 года в Clinics, показала, что аутофагия, вызванная голоданием, может сделать лечение рака более эффективным ¹⁰.
Улучшение иммунного ответа. Согласно исследованию, опубликованному в июне 2015 года в Журнале экспериментальной медицины (Journal of Experimental Medicine), в дополнение к избавлению от нежелательного клеточного материала, аутофагия может служить триггером процесса гибели бактерий, вирусов и других патогенных микроорганизмов, которые могут вызывать инфекции ¹¹. Это также помогает держать под контролем воспалительную реакцию организма.
Снижение риска развития нейродегенеративных заболеваний. Авторы вышеупомянутого исследования 2015 года также обнаружили, что аутофагия играет роль в защите от нейродегенеративных заболеваний, удаляя белки, связанные с такими состояниями, как болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона и болезнь Паркинсона.
Регулирование уровня сахара в крови. По мнению авторов вышеуказанного обзора, опубликованного в 2015 году в журнале «Биомедицина и фармакотерапия» (Biomedicine & Pharmacotherapy), исследования показывают, что аутофагия снижает ожирение и инсулинорезистентность за счет снижения уровня окислительного стресса и повреждения митохондрий. Исследование женщин, опубликованное в марте 2013 года в British Journal of Nutrition, показало, что прерывистое голодание привело к улучшению чувствительности к инсулину, а значит, питательные вещества из пищи стали легче превращаться в энергию ¹².

«Мы знаем, что более высокий уровень инсулина связан с такими метаболическими состояниями, как диабет, сосудистые заболевания и повышенный риск развития воспалительных процессов».
Синтия Турлоу, диетолог, специализирующийся на прерывистом голодании

Почему голодание стимулирует аутофагию?

Аутофагия – это один из способов реакции и адаптации организма к стрессу. По данным исследования, опубликованного в ноябре 2018 года в журнале Ageing Research Reviews, голодание является одним из самых мощных способов стимулирования аутофагии в организме ¹³.

«В состоянии питания клетки не должны быть эффективными, поэтому они не так сильно очищаются. Когда вы хорошо нагружаете систему, как при голодании, внезапно клетка чувствует, что у нее нет много питательных веществ, и что она не должна тратить впустую то, что у нее есть».
Майлз Спар, врач и автор

«Пост – это суперэффективный способ “включения” аутофагии, и он не требует никаких специальных продуктов или технологий. Однако, среднестатистический человек не дает своего организму шанса на самоочищение, потому что ест часто и много, и, в результате, обходит стороной возможности использовать этот полезный процесс».
Синтия Турлоу, диетолог, специализирующийся на прерывистом голодании

Согласно научной статье, опубликованной в декабре 2019 года в журнале The New England Journal of Medicine (NEJM), прерывистый пост – когда вы ограничиваете себя в питании определенными часами дня или определенными днями недели – это один из способов позволить своему организму регулярно очищаться и запускать стрессовую реакцию клетки, иммунную защиту и митохондриальный биогенез (энергетическая сила клетки) в дополнение к самоочищающемуся циклу ¹⁴. Суть в том, что необходимо повернуть метаболический переключатель от сжигания глюкозы для топлива на использование жирных кислот и кетоновых тел для получения энергии. Это может занять от 10 до 14 часов голодания.

Как начать голодать?

Помимо аутофагии в прерывистом голодании есть ряд других преимуществ для здоровья и ему достаточно просто следовать ¹⁵. Рекомендуется голодать от 16 до 18 часов в день, чтобы начать пожинать плоды.

Специалисты утверждают, что прерывистый пост хорошо сочетается и с любой здоровой диетой, будь то палео, кето или безглютеновая диета.

Читайте. Йогический пост (экадаши): что это, как соблюдать и рекомендации

Во время соблюдения поста нет необходимости быть строгим к самому себе и расписанию голодания, особенно если вы решили голодать по соображениям долголетия и профилактики заболеваний. Излишний стресс вреден для долголетия. Просто постарайтесь быть последовательными.

«Даже если вы голодаете дважды в неделю, это будет полезно по сравнению с тем, если вы вообще не будете этого делать».
Синтия Турлоу, диетолог, специализирующийся на прерывистом голодании