Что такое аутофагия?
Слово происходит от греческого «auto» сам и «phagein» есть — означает «поедать себя». По факту — это процесс организма, который освобождается от «поврежденных» клеток, т.е. от клеточных структур (органеллы, белки и клеточные мембраны), когда у него уже мало энергии для их поддержания.
Аутофагия — это регулируемый и упорядоченный процесс, который разрушает и перерабатывает составляющие клеток.
Есть подобный и больше знакомый процесс — это апоптоз — запрограммированная клеточная гибель. Клеточки впоследствии определённого количества делений в результате погибают и вполне вероятно, это звучит несколько зловеще, но данный процесс содержит больший смысл для нашего самочувствия.
К примеру, у вас есть автомобиль, вы от него в восторге, у вас с ней много приятных воспоминаний , и вы любите её водить, но спустя несколько лет она начинает выглядеть хуже. Каждый год вам будет необходимо вкладывать большие вложения для её поддержания, но она все точно также продолжает кривляться и новые запчасти не могут помочь выправить историю. Стоит ли держать эту кучу мусора и дальше рядом? Скорее всего нет, т.о. вы избавитесь от старого автомобиля и купите хорошую новую машину. То же самое происходить и с телом: клетки стареют и становятся мусором, и хорошо, что они запрограммированы на смерть, когда они становятся бесполезными, это звучит жестоко, но такова жизнь. Это и есть процесс апоптоза — когда клетки предварительно осуждены на смерть через определенное количество времени.
С другой стороны, не обязательно сразу избавляться ото всей машины и пока можно менять детали на новые, например, иногда нужно поставить всего лишь новый аккумулятор. Схожие ремонтные работы так же происходят и в клетках. Вместо того, что уничтожать всю клетку (апоптоз) достаточно обновить только её часть. Это и есть процесс аутофагии, где части клеток — органеллы будут уничтожены, а на их месте появятся новые. Таким образом аутофагия это процесс, когда старые «запчасти» клеток — поврежденные органеллы и другие продукты распада будут уничтожены.
Дефицит питательных веществ и является ключом к запуску аутофагии.
Увеличение уровня глюкагона стимулирует процессы аутофагии. Глюкагон является антагонистом инсулина — если инсулин повышается, то глюкагон снижается. Если инсулин идет вниз, то глюкагон идет вверх. Когда мы едим, инсулин повышается, а уровень глюкагона снижается. Когда мы не едим (голодаем) уровень инсулина снижается, а глюкагон повышается. На самом деле голодание (высокий уровень глюкагона) обеспечивает запуск процессов аутофагии — это и есть сущность клеточного очищения. Организм распознает старые клетки, метит их и затем подвергает разрушению. Все эти старые клетки и есть тот самый мусор, который является причиной старения организма.
Голодание не только запускает аутофагию, но и стимулирует выработку гормона роста, который в свою очередь запускает производство новых молодых клеток — по сути, голодая мы полностью обновляем наш организм.
В жизни все очень просто: прежде чем появятся новые вещи, вы должны избавится от старых. Вы же не будете покупать новую мебель и ставить ее рядом со старой?
Таким образом процесс уничтожения не менее важен, чем процесс создания и голодание может повернуть вспять процессы старения заменяя старый клеточный мусор на новые структуры.
Что активирует аутофагию?
Ограничение питательных веществ является ключевым при активации аутофагии. Гормон глюкагон противоположен инсулину. Как в детской игре «день наоборот». Если уровень инсулина повышается, то уровень глюкагона падает. Если инсулин падает, глюкагон растёт. Когда мы едим, инсулин повышается и глюкагон падает. Когда мы не едим (голодаем), инсулин падает, а глюкагон растёт. Этот рост уровня глюкагона стимулирует процесс аутофагии. Голодание, при котором повышается глюкагон, является, на самом деле, лучшим стимулятором аутофагии.
Это, по сути, тип клеточной уборки — организм идентифицирует старые и нестандартные клеточные компоненты и маркирует их для дальнейшего уничтожения. Накопление в клетках этих старых клеточных компонентов может быть причиной многих эффектов старения.
Голодание полезно не только с точки зрения стимуляции аутофагии. Стимулируя аутофагию, мы очищаем клетки от старых белков и продуктов обмена. С другой стороны, голодание приводит к выработке гормона роста, указывающего нашему организму, чтобы тот начал производить новые клеточные компоненты. Таким образом мы полностью обновляем наше тело.
Перед тем, как поставить новые вещи, вам необходимо избавиться от старых. Представим себе ремонт кухни: если у вас там ещё с 70-х висят облезлые грязно-салатовые шкафы, то их придётся выкинуть, прежде чем вешать новые. Таким образом, процесс разрушения (удаления) является таким же важным, как и процесс созидания. Было бы ужасным повесить новые полки на старые. Голодание может обратить процесс старения путем избавления от старых клеточных компонентов и замены их новыми.
В процессе аутофагии устаревшие запчасти клеток распадаются на аминокислоты (структурные составляющие белков) количество которых в самом начале процесса голодания повышается. Что происходит с ними дальше?
Есть три пути: 1) аминокислоты доставляются в печень для глюконеогенеза; 2) аминокислоты разлагаются до глюкозы через цикл трикарбоновой кислоты (TCA) и 3) аминокислоты становятся дальнейшим строительным материалом для новых белков.
Что выключает процесс аутофагии?
Приём пищи. Глюкоза, инсулин (или низкий глюкагон) и белки выключают этот процесс очищения. И это не занимает много времени. Даже маленький объем аминокислот может остановить аутофагию.
Поэтому аутофагия является уникальным следствием процесса голодания, и такой процесс невозможно получить ни на одной диете или дефиците калорий.
Но во всём должен быть баланс. Процесс аутофагии не должен затягиваться, но и не должен быть слишком коротким. Мы должны придерживаться естественного цикла жизни — питаться и делать небольшие паузы. Аутофагия — это не постоянная «диета». Мы должны питаться, чтобы клетки росли и периодически голодать, чтобы очищать организм от старых клеток. Это и есть баланс жизни!