Перерабатывать мусор — хорошо. Это справедливо и по отношению к планете, и по отношению к человеческому организму. Если мы вовремя перерабатываем внутренний мусор, то уменьшается риск заболеть деменцией, в организме происходит меньше воспалений, а клетки стареют медленнее. Больше шансов, что вы сможете учить внуков кататься на скейте и объяснять им парадокс Ферми. Перерабатывать внутренний мусор человеку помогает механизм аутофагии.
Как работает аутофагия
В процессе аутофагии в лизосому — «желудок» клетки — доставляются поврежденные и состарившиеся части клеток, патогены и неправильно сформированные белки. В лизосоме они перерабатываются в новые аминокислоты. Из аминокислот строятся новые клетки и вырабатывается энергия для клеток.
О существовании аутофагии известно с 1962 года благодаря бельгийскому цитологу и биохимику Кристиану де Дюву, но подробно описать механизм смогли только в 2016 — за это открытие биолог Ёсинори Осуми получил Нобелевскую премию. Аутофагию в людях ещё предстоит подробно изучать — большинство исследований пока проводят на нематодах, грызунах и человеческих клетках ин-витро.
За что отвечает аутофагия в людях:
- перерабатывает повреждённые клетки и их части в материал для новых
- избавляет организм от патогенов: вирусов, вредных бактерий и токсинов
- помогает выживать в условиях голода, перерабатывая ненужное в топливо
- участвует в создании и переформировании тканей при росте мышц, беременности
Почему важно, чтобы аутофагия работала
Скопление неправильно сформированных белков ассоциируется с нейродегенеративными болезнями — Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона, ишемической болезнью сердца. Такие скопления провоцируют у клеток стрессовый ответ, вызывают их гибель и дальнейшие осложнения. При нормальной аутофагии стрессовый ответ запускает аутофагию, которая перерабатывает эти белки. С возрастом аутофагия замедляется, и риск заболеть повышается.
Misfolded proteins, endoplasmic reticulum stress and neurodegeneration
Исследователи высказывают предположение, что улучшение аутофагии может помочь справляться с этими болезнями.
Autophagy: The spotlight for cellular stress responses
All-you-can-eat: autophagy in neurodegeneration and neuroprotection
Повреждённые митохондрии — «энергетические станции» клеток — вырабатывают активные формы кислорода, которые окисляют белки и провоспалительные клетки-цитокины. Плохо сформированная митохондрия может убить клетку. Митофагия (аутофагия митохондрий) контролирует качество митохондрий, уничтожая те, что способны навредить.
Autophagy and mitophagy in cellular damage control
Аутофагия замедляет старение и продлевает жизнь мышей, мух и нематод. Раньше думали, что это происходит только из-за ограничения калорий, оказалось за этим стоит аутофагия, которую провоцирует ограничение калорий.
Как запустить аутофагию
Аутофагию регулируют сразу несколько факторов. Нет одного, который её включает и выключает.
Голодание подавляет два главных регулятора аутофагии — mTOR и инсулин. Интервальное голодание подавляет активность инсулина и mTOR — а значит может улучшить аутофагию. Точного времени, которое нужно голодать для запуска аутофагии, пока никто не назвал. Качественных исследований по теме мало — замерять аутофагию в людях непросто. Если полагаться на мнение нутрициолога Бреда Пайлона, пик аутофагии приходится на 16-24 часа голодания.
Short-term fasting induces profound neuronal autophagy
Кетогенная диета мимикрирует голодание и понижает активность инсулина. Так она тоже может способствовать аутофагии. Опыты на клетках ин-витро установили, что B-OHB, который вырабатывается на кето диете, в сочетании с ограничением энергии провоцирует одну из форм аутофагии.
Ketone Bodies Stimulate Chaperone-mediated Autophagy
Дополнительно улучшить аутофагию помогают интенсивные интервальные тренировки — исследование проведено на людях.