Luisa Torres, PhD
Luisa Torres ist Managerin für Wissenschaftskommunikation bei LifeOmic und Neurowissenschaftlerin und Wissenschaftsjournalistin zu den Themen Altern, Stoffwechsel und Gehirngesundheit.

Luisa Torres, PhD
Luisa Torres ist Managerin für Wissenschaftskommunikation bei LifeOmic und Neurowissenschaftlerin und Wissenschaftsjournalistin zu den Themen Altern, Stoffwechsel und Gehirngesundheit.


Wenn Sie schon seit einiger Zeit intermittierendes Fasten praktizieren, haben Sie vielleicht gehört, dass Autophagie einer der vielen Vorteile ist. Aber was ist es und warum ist es wichtig für Ihre Gesundheit?

Was Sie in diesem Artikel finden:

Was ist Autophagie? | Wie läuft die Autophagie in Ihrem Körper ab? | mTOR und AMPK | Die Auswirkung des Alters | Wie lange muss ich fasten, um die Autophagie zu steigern? | Intermittierendes Fasten und Bewegung aktivieren die Autophagie | Lebensmittel, die Autophagie induzieren | Anzeichen dafür, dass Ihre Zellen Autophagie betreiben | Auswirkungen der Autophagie auf Krebs, neuronale Stammzellen und hämatopoetische Stammzellen

* Illustrationen von Tori Rogers .

Was ist es?

Autophagie ist ein lebenswichtiger Prozess, den unsere Zellen durchführen, um ihre Funktionsfähigkeit zu erhalten. Dabei werden beschädigte Zellbestandteile verpackt und zu einer Recyclinganlage innerhalb der Zelle, dem Lysosom, transportiert. Dort werden beschädigte Zellteile abgebaut und wiederverwendet.

Ihre Zellen behalten die ganze Zeit über ein niedriges Autophagieniveau bei, aber sie erhöhen es, wenn die Nährstoffe niedrig sind oder wenn ein erhöhter Energiebedarf besteht, z. B. wenn Sie fasten oder trainieren.

Wenn Sie fasten oder Sport treiben, kann Ihr Körper alte Komponenten entfernen oder sie in Dinge umwandeln, die Ihre Zellen verwenden können. Dadurch erhalten Sie Zucker und andere Bausteine, die Sie durch ein Fasten oder ein Training bringen können.

Wie kommt es vor?

Wenn Ihre Zellen für den Prozess der Autophagie bereit sind,
treten 3 Dinge auf
:

  1. Um beschädigte Komponenten beginnt sich eine becherförmige Struktur zu bilden, die als Phagophor bekannt ist Cartoon-Darstellung des Phagophors, der Struktur, die sich um die Zellteile bildet, die während der Autophagie recycelt werden sollen.
  2. Die Ränder des Phagophors verlängern und verschmelzen und bilden eine neue Struktur, die als Autophagosom bekannt ist. Dies ist der „Papierkorb“, der das beschädigte Material enthält.
  3. Cartoon-Darstellung des Autophagosoms, der Struktur, die sich bildet, wenn sich die Enden des Phagophors ausdehnen und verschmelzen. Dies geschieht während der Autophagie.Das Autophagosom verschmilzt direkt mit einem Lysosom (der Wiederverwertungsanlage der Zelle), das Enzyme enthält, die als saure Hydrolasen bekannt sind und alte und beschädigte Zellteile verdauen können. Dieser Prozess
    erzeugt Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren, die von den Zellen verwertet werden können
    und befreit den Körper von gefährlichen Stoffen, die Krankheiten verursachen können, wie fehlerhafte Proteine und sogar Bakterien und Viren.

Cartoon-Darstellung des Autophagosoms, das mit einem Lysosom fusioniert. Dies geschieht während der Autophagie.

Die Autophagie kann nach Bedarf erhöht und verringert werden

mTOR (mammalian target of rapamycin) ist ein Protein, das normalerweise
verhindert
Autophagie verhindert. Es wird aktiv, wenn Sie essen und Nährstoffe reichlich vorhanden sind. Wenn Sie jedoch
Intermittierendes Fasten über mehrere Stunden
schaltet ein als AMPK (5′ AMP-aktivierte Proteinkinase) bekanntes Protein mTOR aus und signalisiert Ihrem Körper, in den
selbstschützenden Modus
. Dadurch werden mehrere Proteine aktiviert, darunter auch solche, die als bekannt sind
Autophagie-bezogene Gene
das den Prozess der Autophagie einleitet, indem es dazu beiträgt, geschädigte Zellteile zu sammeln und sie zum Abbau im Lysosom zu verschmelzen.

Rapamycin, ein natürlicher mTOR-Hemmer, ist ein potenzielles Mittel gegen Krebs, da es das Tumorwachstum hemmt.

Die Tierforschung zeigt, dass die Autophagie die Auswirkungen des Alterns auf die Gesundheit umkehren kann. Zum Beispiel, Kalorieneinschränkung bei Fruchtfliegen verlängert deren Lebensdauer und Kalorieneinschränkung bei Nagetieren verbessert konsequent ihre Gesundheit. Diese Effekte scheinen zumindest teilweise auf Setzen Sie die Pausen auf mTOR und aktivieren Sie die Autophagie.

Die Wirkung des Alters

Der Autophagie-Prozess wird
weniger effizient
je älter man wird. Dies führt dazu, dass Ihre Zellen Schäden anhäufen, die sie nicht reparieren können, was zu Alzheimer, Parkinson und Krebs führen kann.

Reduzierte Autophagie führt zu vorzeitiger Alterung und verkürzt die Lebensdauer vieler Tiere, von Würmern über Mäuse bis hin zum Menschen. Da mTOR die Autophagie bremst und seine Werte mit dem Altern ansteigen, denken Wissenschaftler, dass ein erhöhter mTOR könnte die Verbindung zwischen Alterung und reduzierter Autophagie sein. AMPK nimmt auch während des Alterns ab. Verringert AMPK könnte zusammen mit mTOR wirken , um die Autophagie in gealterten Zellen zu unterdrücken.

Wie lange muss ich fasten, um die Autophagie zu steigern?

Nach 16 Stunden Fasten schalten Neuronen von der Verwendung von Glukose auf die Verwendung von Ketonen als primäre Energiequelle um. Es hat sich gezeigt, dass Ketone den Autophagie-Prozess in Neuronen fördern. Daher ist es möglich, dass Neuronen die Autophagie 16 Stunden nach einer Fastenkur ankurbeln.

Eine Forschung 2019
Studie
mit 11 übergewichtigen Erwachsenen, die nur zwischen 8 und 14 Uhr aßen, zeigten nach etwa 18-stündigem Fasten erhöhte Marker für Autophagie im Blut im Vergleich zu Kontrollteilnehmern, die nur 12 Stunden gefastet hatten. In einer zweiten Studie wurde die Autophagie in menschlichen Neutrophilen ab 24 Stunden Fastenzeit nachgewiesen. In einer dritten Untersuchung Studie zeigten Skelettmuskelbiopsien von gesunden männlichen Freiwilligen, die 72 Stunden lang gefastet hatten, ein reduziertes mTOR und eine erhöhte Autophagie.

Die Autophagie nimmt während des Fastens zu. Stellen Sie sicher, dass Sie mindestens 16-18 Stunden pro Tag fasten, um die Vorteile des Zellrecyclings zu sehen.

Es gibt mindestens 2 Dinge, die Sie tun können, um Ihren Zellen zu helfen, die Autophagie zu erhöhen: Hochintensives Training und intermittierendes Fasten.

Intermittierendes Fasten und Sport steigern die Autophagie und verbessern die Gesundheit

Intermittierendes Fasten ist nicht die einzige Möglichkeit, die Fähigkeit Ihrer Zellen zur Autophagie zu verbessern. Die Forschungen von Dr. Beth Levine haben gezeigt, dass einige der bekannten Vorteile von Bewegung für die allgemeine Gesundheit mit einer erhöhten Autophagie zusammenhängen. Zum Beispiel durch Sport induzierte Autophagie verzögert das Fortschreiten von Herzerkrankungen, indem es dem Herzen Zellteile von besserer Qualität gibt und oxidative Schäden reduziert.

A cartoon representation on the effects of exercise on the autophagy. An exercise character high-fives an AMPK character with a 'recycling'facility in the background.
Körperliche Aktivität, genau wie Fasten, inaktiviert mTOR und aktiviert AMPK.

Hochintensives Training regt Ihre Zellen zum Recycling an

Bewegung, genau wie Fasten,
inaktiviert mTOR
, die die Autophagie in vielen Geweben erhöht. Sport ahmt die Auswirkungen eines längeren Essens nach: Es aktiviert AMPK sowie autophagiebezogene Gene und Proteine.

Bei Mäusen erhöht Ausdauertraining die Autophagie in Herz, Leber, Bauchspeicheldrüse, Fettgewebe und Gehirn. Beim Menschen nimmt die Autophagie während hochintensiver Übungen zu, einschließlich Marathonlauf und Radfahren.

Lebensmittel, die den Recycling-Knopf einschalten

Im Allgemeinen benötigen Ihre Körperzellen ein nährstoffarmes Umfeld, um die Autophagie zu fördern. Dieses ideale Umfeld wird normalerweise durch intermittierendes Fasten und Bewegung erreicht. Es gibt jedoch natürliche Verbindungen in Obst, Gemüse und Gewürzen, die Ihre Zellen dazu bringen, den Prozess der Autophagie zu durchlaufen, ohne dass Sie tatsächlich zu intermittierendem Fasten greifen müssen.

Dazu gehören:

Beeren

Beeren und Trauben enthalten Stilbene, die den Nrf2-Signalweg aktivieren können, der mit der Abwehr von Antioxidantien und der Beseitigung beschädigter Zellbestandteile verbunden ist. Stilbene können auch Krebs vorbeugen und das Fortschreiten von bösartigen Tumoren verhindern.

Rotwein

Resveratrol in Trauben und Rotwein aktiviert die Autophagie, indem es AMPK aktiviert und mTOR ausschaltet .

Das Resveratrol verhindert auch die Vermehrung von Brustkrebszellen und erhöht die Empfindlichkeit gegenüber einer Krebsbehandlung mit Cisplatin.

Curcumin (Kurkuma)

Diese Verbindung ist ein starker Entzündungshemmer, der die Symptome von Arthritis lindern kann. Außerdem hilft es den Zellen, beschädigte Mitochondrien loszuwerden, und kann die Aktivität der Lysosomen verstärken, der Recyclinganlage der Zelle, in der beschädigte Bestandteile abgebaut und während der Autophagie wiederverwendet werden.

Curcumin erhöht auch die Empfindlichkeit gegenüber der Krebstherapie Gefitinib und induziert den Zelltod bei Magenkrebs-Zelllinien.

Brokkoli und Rosenkohl

Kreuzblütler sind eine Quelle von Sulforaphanen. Diese Verbindungen schalten den NRF2 -Weg ein, der entzündungshemmend ist und Ihre Zellen darauf vorbereitet, mit oxidativem Stress fertig zu werden.

Grünblättrige Gemüse

Grünes Blattgemüse und Rote Bete enthalten Nitrat (NO 3 –), das Ihre Mundbakterien in Nitrit (NO 2 –) umwandeln. In Ihrem Magen bildet Nitrit Stickoxid (NO), das die Blutgefäße erweitern und die Autophagie durch Aktivierung von AMPK aktivieren kann.

Kaffee

Polyphenole, die in Kaffee, Tee, Rotwein und Kakao enthalten sind, können die Umwandlung von Nitrit in NO im Magen verbessern, was die Autophagie begünstigt, indem es AMPK aktiviert.

In Zellkultur- und Tiermodellstudien wurde gezeigt, dass Kaffee die Autophagie in Leber- , Muskel- und sogar Gehirnzellen verbessert.

Eine Studie zeigte, dass Koffein die Autophagie im Skelettmuskel von Ratten fördert.

Eine andere Studie ergab, dass sowohl natürlicher als auch entkoffeinierter Kaffee die Autophagie bei Mäusen 1-4 Stunden nach dem Kaffeekonsum erhöhte. Es gab eine höhere Autophagie in Leber, Herz und Muskeln.

Anzeichen dafür, dass sich Ihre Zellen im Reinigungsmodus befinden

Leider kann man die Autophagie nicht so messen, wie man Blutzucker oder Ketone misst. Die Forschung zeigt jedoch, dass Ketone die Autophagie anregen. Wenn Ihr Ketonmeter also anzeigt, dass Sie sich in Ketose befinden, ist es wahrscheinlich, dass Ihr Körper vermehrt geschädigte Zellteile abbaut.

Sie können den Ketonspiegel im Blut oder Atem während Ihres Fastens leicht messen .

Die Auswirkungen des zellulären Recyclings auf Krebs

Der Autophagie-Prozess ist ein wesentlicher Schutzmechanismus gegen Entzündungen, oxidativen Stress und DNA-Schäden, der letztlich vor Krebs schützt. Es ist jedoch bekannt, dass Krebszellen die Autophagie nutzen, um ihr eigenes Überleben zu fördern, indem sie Nährstoffe erzeugen und die Krebsbehandlung blockieren.

Wenn bereits Krebs vorhanden ist, scheint die Wirkung der Autophagie davon abzuhängen, wie weit der Krebs fortgeschritten ist. In der Anfangsphase kann die Autophagie eine Immunreaktion gegen Krebs auslösen. In fortgeschrittenen Krebsstadien kann die Autophagie den Krebs fördern, indem sie den Tumor mit Nährstoffen versorgt, die Invasion begünstigt und Resistenz gegen Strahlen- und Chemotherapie schafft.

Diese zweischneidige Wirkung macht es schwierig, sie in der Krebsbehandlung einzusetzen. Sie könnte als präventiver Ansatz bei Patienten mit hohem Krebsrisiko eingesetzt werden, anstatt sie direkt auszulösen, wenn der Krebs bereits voll entwickelt ist.

Die Auswirkungen des zellulären Recyclings auf neuronale Stammzellen

Neurale Stammzellen sind die Stammzellen des Gehirns und des Rückenmarks. Aus ihnen entsteht im Laufe der Entwicklung das gesamte Nervensystem. Im erwachsenen Gehirn verbleibt eine kleine Anzahl meist ruhender Zellen.

Neuronale Stammzellen können sich entweder selbst erneuern, um ihren Pool zu erhalten, oder sie können aktiviert und zu einer spezialisierten Gehirnzelle werden. Daher sind sie für die Reparatur des Gehirngewebes von entscheidender Bedeutung. Die Fähigkeit der neuronalen Stammzellen, sich zu aktivieren, nimmt mit dem Alter ab, was bedeutet, dass die Bildung neuer Nervenzellen im erwachsenen Gehirn reduziert wird.

Die Autophagie ist entscheidend für das Überleben und die Funktion neuronaler Stammzellen. Die Forschung zeigt, dass die Autophagie die Selbsterneuerung neuronaler Stammzellen unterstützt, um ihr Reservoir zu erhalten. Es trägt auch dazu bei, altersbedingte Proteinaggregate zu beseitigen, aktiviert sie und versorgt neuronale Stammzellen mit der notwendigen Energie, um sich zu spezialisierten Gehirnzellen zu entwickeln. Bei Verletzungen des Gehirns oder des Rückenmarks kann die Autophagie die Entzündung verringern und die Differenzierung der Zellen fördern, so dass sie an der Gewebereparatur teilnehmen können.

Neuronale Stammzellen können sich entweder selbst erneuern, um ihren Pool zu erhalten, oder sie können aktiviert und zu einer spezialisierten Gehirnzelle werden. Das zelluläre Recycling ist entscheidend für das Überleben und die Funktion neuraler Stammzellen.

Die Auswirkungen des zellulären Recyclings auf hämatopoetische Stammzellen

Adulte hämatopoetische Stammzellen leben im Knochenmark und können in einem Prozess, der als Hämatopoese bekannt ist, alle Blutzellen hervorbringen. Die Hämatopoese sorgt dafür, dass wir ein Leben lang mit Blutzellen versorgt werden. Dies hilft, Blutkrankheiten wie Anämie zu verhindern.

Die Forschung zeigt, dass die Autophagie dazu beiträgt, den Bestand an hämatopoetischen Stammzellen zu erhalten, indem sie diese vor dem Zelltod schützt. Wenn neue Blutzellen benötigt werden, hilft die Autophagie den hämatopoetischen Stammzellen, sich zu spezialisierten Blutzellen zu entwickeln, indem sie oxidativen Stress und DNA-Schäden verhindert . Eine gestörte Autophagie in hämatopoetischen Stammzellen kann zu Blutkrankheiten, einschließlich Anämie, führen.

Hämatopoetische Stammzellen können auch Autophagie als Selbstschutzmechanismus einleiten, wenn sie unter Stress stehen.

Die Quintessenz

Autophagie kann Ihre zellulären Bestandteile erneuern, Sie vor Krebs und Gehirnstörungen schützen, Krankheiten fernhalten, indem sie fremde Bakterien und Viren loswerden, versorgen deine Zellen bei Nahrungsmangel mit Energie und schützen dich vor DNA-Schäden. Praktizieren Sie intermittierendes Fasten und bewegen Sie Ihren Körper täglich!

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