Аутофагия и её роль в сохранении молодости

Бесплатные вебинары по антивозрастной медицине

Узнайте об особенностях Международной школы Anti-Age Expert, а также о возможностях для совершенствования врачебной практики изо дня в день. Также в программе вебинаров - увлекательные обзоры инноваций в антивозрастной медицине и разборы сложнейших клинических случаев с рекомендациями, которые действительно работают

Узнать подробнее

Аутофагия: что это такое?

В переводе c греческого “аутофагия” означает “самопоедание”. Причем исключительно в хорошем смысле.  Ведь так организм очищается от поврежденных клеток и токсинов. 

Тело человека содержит триллионы клеток. Со временем в наших тканях накапливаются различные мертвые органеллы, поврежденные белки и окисленные частицы, которые мешают нормальной работе организма. Это ускоряет эффекты старения и возрастных заболеваний.

Поскольку многим нашим клеткам, например, мозга, необходимо функционировать всю жизнь, организм разработал уникальный способ избавления от дефектных частиц и естественной защиты от болезней - аутофагию. 

Этот механизм регенерации клеток имеет решающее значение для состояния здоровья в целом. Например, дисфункцию аутофагии связывают с несколькими нейродегенеративными расстройствами, включая болезнь Альцгеймера. 

Аутофагия – это регулируемый процесс, с помощью которого клетка разрушает свои дисфункциональные или чужеродные компоненты. Затем она может перерабатывать полезные химические компоненты для других целей.

Это позволяет аутофагии регулировать баланс белкового состава в клетке, предотвращать накопление токсичных продуктов жизнедеятельности, поддерживать функцию клеточных органелл, удалять вторгшиеся патогены и поддерживать клетки в периоды низкого энергопотребления из-за голодания.

ВАЖНО: Аутофагию не следует путать с апоптозом, который представляет собой запрограммированную гибель клеток. Это процесс, отличный от устранения дегенерации внутри клеток.

О научной важности понимания аутофагии говорит тот факт, что в 2016 году японский ученый Ёсинори Осуми получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие механизмов аутофагии.

Механизм действия

По сути, аутофагия – это создание «мусорного мешка» (аутофагосома), который собирает клеточные компоненты, а затем доставляет их в «центр переработки» клетки (лизосомы), где они делятся  на части и могут быть переработаны в новые компоненты.

Аутофагия обычно запускается недостатком питательных веществ в клетке. Считается, что инсулин подавляет аутофагию, а глюкагон может активировать этот процесс.

После еды тело человека вырабатывает инсулин, а голодание вызывает высвобождение гормона глюкагона, поскольку уровень сахара в крови начинает снижаться. Глюкагон сигнализирует организму о необходимости использования гликогена в печени для повышения уровня сахара в крови. 

После активации аутофагии процесс происходит в четыре этапа:

1. Секвестрация. На этом этапе две мембраны (называемые фагофором) удлиняются и, в конечном итоге, охватывают цитоплазму и органеллы, которые позже разлагаются. Эта двойная мембрана становится органеллой, известной как аутофагосома. 
2. Транспорт в лизосому. Аутофагосомы не могут подключаться к лизосомам напрямую, поэтому сначала они сливаются с промежуточной структурой, эндосомой. Аутофагосома, которая сливается с эндосомой, теперь становится амфисомой и может легко сливаться с лизосомой.
3. Распад.  После слияния с амфисомой лизосома высвобождает ферменты (гидролазы), которые разрушают материалы, находившиеся в исходной аутофагосоме. Эта структура, наполненная разрушенным клеточным материалом, превращается в автолизосому или аутофаголизосому.
4. Использование продуктов разложения. Это происходит после того, как все клеточные материалы разложатся до аминокислот. После экспортирования из автолизосомы в клеточную жидкость аминокислоты можно использовать повторно.

Четвертый и последний этап аутофагии в конечном итоге связан с недостатком клеточных питательных веществ. Использование продуктов распада в конечном итоге необходимо для обеспечения аминокислотами для глюконеогенеза (процесса, при котором организм синтезирует глюкозу из неуглеводных источников). 

Аминокислоты служат источником энергии для цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса), и эти аминокислоты могут быть переработаны для синтеза новых белков.

Все процессы аутофагии важны для поддержания баланса или гомеостаза в организме. 

Онлайн обучение
Anti-Age медицине

Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах

Узнать подробнее

Как запустить процесс аутофагии

Есть несколько способов активизировать процесс аутофагии в организме. Это  поможет очистить свои клетки и снизить уровень воспаления, а также  поддерживать тело в отличной форме в целом.

Что может вызвать аутофагию?

1. Голодание или ограничение калорийности рациона считаются одним из возможных спусковых механизмов аутофагии.  Об этом говорят результаты исследований 2018 года. Правда, их большинство проводилось с участием животных. 

Ограничение калорий и продолжительные паузы между приемами пищи - стресс для организма.  Клетки получают меньше энергии, чем необходимо для их правильного функционирования. В ответ на этот вызов аутофагия заставляет клетки организма очищать и перерабатывать любые ненужные или поврежденные части.

Запустить этот процесс может не только голодание в чистом виде, но и так называемое интервальное голодание, когда пища употребляется, например, трижды в день в течение 16 часов, а 8 часов организм отдыхает от процессов пищеварения.

2. Упражнения. Физические упражнения также подвергают клетки тела стрессу. Когда люди тренируются, компоненты их клеток повреждаются и воспаляются. Авторы одной из научных статей объясняют, что наши клетки реагируют на данную проблему именно с помощью аутофагии.

Это говорит о том, что люди могут использовать физнагрузки для запуска процесса самоочищения организма. Уже есть доказательства того, что упражнения усиливают аутофагию в скелетных мышцах человека.

3. Куркумин.Ученые также предполагают, что употребление куркумина запускает аутофагию, по крайней мере, в исследованиях с участием мышей.

Куркумин – это природное химическое вещество, которое содержится в корне куркумы, популярной во всем мире специи.

Например, в результатах одного исследования на животных сообщалось, что восстановление аутофагии, вызванное куркумином, может защитить от диабетической кардиомиопатии - заболевания сердечных мышц, которое поражает людей с диабетом.

Другое исследование на мышах показало, что куркумин помогает бороться с когнитивными нарушениями из-за химиотерапии, вызывая аутофагию в определенных областях мозга.

Хотя эти предварительные результаты обнадеживают, важно отметить, что необходимы дополнительные исследования, прежде чем ученые смогут сделать конкретные выводы относительно воздействия на организм человека.

Роль аутофагии в сохранении молодости

Когда в клетке все работает нормально, аутофагия идет в “фоновом режиме”, помогая перерабатывать изношенные клеточные компоненты. 

Но если клетка подвергается стрессу (недостаток питательных веществ или энергии, дисфункциональные компоненты или вторжение микробов), включается аутофагия. 

Но как именно она может помочь в продлении молодости? 

Активация аутофагии противодействует возрастному накоплению поврежденных клеточных компонентов и повышает метаболическую эффективность клеток. Так они становятся более устойчивыми, помогая противостоять процессам старения. 

В частности, аутофагия может быть активирована для удаления дисфункциональных митохондрий, которые производят множество вредных для клеток активных форм кислорода (АФК).

Исследователи предполагают, что эти процессы важны для нескольких состояний и их предупреждения:

• Психические расстройства.П Посмертные исследования мозга людей с депрессией и шизофренией выявили дефицит основных путей аутофагии.

• Нейродегенерация. Многие нейродегенеративные расстройства возникают из-за накопления деформированных белков в нейронах и вокруг них, вызывая постепенную гибель клеток мозга и последующую потерю умственных способностей. Процесс аутофагии защищает нас, устраняя эти белки.

При болезни Хантингтона она удаляет белок хантингтин, при болезни Альцгеймера - амилоид, при болезни Паркинсона - ⍺-синуклеин (SNCA), а при деменции удаляет тау-белок, ассоциированный с микротрубочками.

• Инфекционные заболевания. Аутофагия способствует борьбе с инфекционными заболеваниями несколькими способами:

1. Прямое удаление микробов изнутри клеток (ксенофагия);

2. Удаление токсинов, созданных инфекциями;

3. Модуляция иммунного ответа на инфекции.

Инфекционные микробы (такие как Mycobacterium tuberculosis и Streptococcus группы A), вирусы, такие как ВИЧ, и простейшие удаляются посредством процессов аутофагии.

• Воспаление. Аутофагия может как увеличивать, так и уменьшать воспалительные реакции в организме. В первом случае она активирует иммунный ответ, а во втором - уменьшает воспаление, вызванное как раз иммунным ответом, очищая клетку от антигенов. 

Это лишь некоторые из известных на сегодняшний день эффектов аутофагии. Она также играет важную роль для работы иммунной системы, очищая тело от токсинов и инфекционных агентов.

А в 2019 году было проведено исследование,  посвященное взаимосвязи “самопоедания” и рака. Было обнаружено, что, хотя аутофагия может помочь остановить развитие раковых клеток, она также может способствовать и их росту, в зависимости от стадии опухоли.

Несмотря на то, что существует множество исследований о влиянии аутофагии на клетки, исследователи все еще не уверены в том, может ли усиление этого процесса быть новым способом лечения различных состояний.

Семинары по антивозрастной медицине

Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей

Узнать подробнее

Краткие выводы

• Аутофагия - это важный процесс в организме, который удаляет поврежденные и ненужные части клеток. Есть данные, что он может иметь как положительные, так и отрицательные последствия для здоровья.

• Хотя исследования показали, что ограничение в питании, физические упражнения и употребление куркумина могут влиять на аутофагию, большинство исследований проводилось на животных.

• На сегодняшний день ученые не имеют полного представления о последствиях  аутофагии для здоровья и того, как  именно люди могут ее вызывать.

• Поэтому тем, кто серьезно подумывает об изменении своего образа жизни, чтобы активировать аутофагию, следует заранее проконсультироваться с врачом.

Список использованной литературы

1. Takeshige, K., Baba, M., Tsuboi, S., Noda, T. and Ohsumi, Y. (1992). Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deficient mutants and conditions for its induction. Journal of Cell Biology 119, 301-311

2. Tsukada, M. and Ohsumi, Y. (1993). Isolation and characterization of autophagy-defective mutants of Saccharomyces cervisiae. FEBS Letters 333, 169-174

3. Mizushima, N., Noda, T., Yoshimori, T., Tanaka, Y., Ishii, T., George, M.D., Klionsky, D.J., Ohsumi, M. and Ohsumi, Y. (1998). A protein conjugation system essential for autophagy. Nature 395, 395-398.