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Autophagie: So regst Du das zelleigene Recyclingprogramm an

Möglicherweise hast du schon einmal von dem Begriff  Autophagie gehört. Besonders im Zusammenhang mit Intervallfasten fällt dieses Stichwort oft. Doch worum handelt es sich dabei und warum ist es für unsere Gesundheit so bedeutsam?

Im Jahr 2016 erhielt der Japaner Yoshinori Ohsumi den Nobelpreis für Medizin für seine Forschungen an Zellen und an der Autophagie. Die Autophagozytose, wie die Autophagie auch genannt wird, geht auf das altgriechische Wort für „sich selbst verzehren“ zurück. Gemeint sind bestimmte Prozesse in den Zellen. Diese bauen sich selbst und ihre Bestandteile unter gewissen Umständen ab, was zu einer Erneuerung in einem Recyclingprozess führt.

Die medizinische Forschung erkennt hier immer deutlicher, dass Fehler in diesen Zell- Selbstreinigungsprozessen die Wahrscheinlichkeit bestimmter Erkrankungen erhöht

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Was ist Autophagie?

Bei der Autophagie handelt es sich um regulative Prozesse in den menschlichen Zellen, die in den 1960er Jahren erstmalig beschrieben worden sind. Lange Zeit wurde die Wichtigkeit des zellinternen Selbstreinigungsprozesses dabei verkannt, deshalb widmeten sich auch nur wenige Forscher diesem Forschungsgebiet.

Bei der Autophagie geht es vor allem darum, dass beschädigte oder falsch gefaltete Proteine einschließlich ganzer Organellen abgebaut und einer Wiederverwertung zugeführt werden. Fehlfaltungen bei Proteinen prägen viele ernsthafte und meist letale Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit, Chorea Huntington, Parkinson-Krankheit und die Pick-Krankheit, um nur einige zu nennen.

Das allein ist bereits ein deutlicher Hinweis darauf, wie wichtig entsprechende Korrekturen bei Protein-Fehlfaltungen in der Zelle sind. Was passiert dabei genau? Zunächst lohnt sich jetzt ein Blick auf die Zelle selbst.

Der Ort der Autophagie: So sind unsere Zellen aufgebaut  

Um den Prozess der Autophagie weitestgehend verstehen zu können, ist es wichtig sich einen Überblick über den Aufbau der Zellen zu verschaffen.

Menschliche Zellen gelten als kleinste Funktionseinheiten unseres Organismus. Man kann dabei Zellen mit einem Zellkern (Eucaryoten) und Zellen ohne Zellkern (Procaryoten) unterscheiden. Die typische menschliche Zelle hat einen Zellkern und besteht weiter aus Zytoplasma und der Zellmembran als äußerer Hülle. Ihre Stabilität erhält die Zelle unter anderem über diese Membran. Sie stellt auch den Pförtner für verschiedene Stoffe dar. Einige hält sie zurück, andere lässt sie in das Zellinnere durch. Man spricht in diesem Zusammenhang von der Permeabilität der Zelle.

Im Zellkern befinden sich auch die Zellorganellen. Der Zellkern, den man auch als Nukleus bezeichnen, enthält die genetische Information in Form der DNS. Auch der Zellkern selbst ist von einer Membran umgeben, der Kernmembran. Dem Zellorganell Mitochondrium kommt eine besondere Bedeutung zu, weil es als Kraftwerk der Zelle gilt. Die Zellmembran setzt den Startpunkt für die Autophagie, denn sie beginnt über bestimmte Signale mit diesem Recyclingprozess. Eine weitere Doppelmembran entsteht, die später mit dem Einschluss von Zellabfall anfängt.

Die Autophagie im Detail

Es waren die Forschungen des oben genannten Nobelpreisträgers, die die der Autophagie zugrundeliegenden Prozesse genauer bestimmen halfen. Der japanische Forscher konnte unter anderem zeigen, dass nicht weniger als 15 Gene an dem Prozess der Autophagie beteiligt sind. Auch das unterstreicht die Bedeutung der Selbstreinigung von Zellen. Die Prozesssteuerung dieser komplexen Reparaturmaßnahmen in der Zelle erfolgt ihrerseits durch bestimmte Proteine und Signalstoffe, die jeden einzelnen Schritt des eigenen Umbauprozesses steuern.

Die Zelle fängt an, nicht mehr ordnungsgemäß funktionierende Zellbestandteile in das Innere der sogenannten Autophagosomen zu schleusen. Letztere sind die oben bereits angedeuteten Vesikel mit Doppelmembran, die in der Lage sind, Proteine, Fette, andere Membranbestandteile oder sogar Mitochondrien als Ganzes aus dem Zellplasma heraus in ihrem Inneren einzuschließen.

Wie Abfall in einen Müllwagen, werden fehlerhafte Zellbestandteile in das Autophagosom hineingeschleust.

Die Autophagie ist Teil der umfangreichen zellulären Homöostase, weil sie dabei hilft, wichtige Zellkomponenten in einer Balance zu halten. In einem Verschmelzungsprozess entstehen aus den Autophagosomen zusammen mit Lysosomen die Autophagolysosomen. In diesem Prozess werden die nicht mehr funktionalen Partikel abgebaut und in Bausteine umgewandelt, die wiederverwertet werden können.

Die Möglichkeiten der Autophagie reichen bis hin zu einem Zelltod, dem man im Vergleich zur Apoptose oder programmierten Zelltod als autophagosomalen Zelltod bezeichnet. Dieser Zelltod wird in intensiven Stresssituationen und bei intensiven Zellschädigungen hervorgerufen.

Besonders interessant:
Die Autophagie kann auch durch Hungerphasen wie etwa beim Fasten aktiviert werden.

Das bedeutet Autophagie für deine Gesundheit!

Nach Auffassung vieler Mediziner steht fest, dass eine verminderte Aktivität bei der Autophagie das Risiko für bestimmte Erkrankungen steigert. Dazu zählen unter anderem zählen Diabetes, Krebs, neurodegenerative Erkrankungen, Muskelerkrankungen, Infektionskrankheiten und Leberinsuffizienz.

Das Nachlassen autophagischer Aktivität wird dabei zunehmend mit Alterungsprozessen in Verbindung gebracht. Du kannst Dir dabei vorstellen, dass die Zellen „vermüllen“. Wer also schwere Erkrankungen im Alter vermeiden möchte, muss unbedingt dafür sorgen, dass die „Müllabfuhr“ in den Zellen weiterhin gut funktioniert und die Autophagie regelmäßig aktivieren.

Hier stellt sich die Frage, wie das wirkungsvoll geschehen kann.

Die Autophagie kann Herzerkrankungen, Alzheimer oder sogar Krebs hemmen.

Mit diesen Tricks wird das Recyclingprogramm der Zellen angekurbelt! 

Einige Wissenschaftler beschäftigen sich schon seit längerem mit der Frage, wie eine erlahmte Autophagie wieder angekurbelt werden kann. Der derzeitige Forschungsstand bringt dabei die folgenden Maßnahmen hervor:

  • Intervallfasten
    Insbesondere gezielte Hungerperioden, wie sie durch Fasten erreicht werden können, rücken immer mehr in den Fokus des Interesses.
  • Lebensmittel mit Resveratrol.
    Auch helfen Substanzen weiter, die die biochemischen Abläufe einer Fastenzeit nachahmen. Die Rede ist zum Beispiel von Resveratrol. Für diesen sekundären Pflanzenstoff aus Himbeeren, Weintrauben, Pflaumen oder Rotwein konnte in Studien nachgewiesen werden, dass er ebenfalls autophagische Prozesse in der Zelle anstoßen kann. Eine weitere Studie konnte dabei sogar einen Zusammenhang von Resveratrol und der Vorbeugung gegen die Alzheimer-Krankheit darlegen.
  • Lebensmittel Spermidin.
    Ein anderer natürlicher Stoff, das Spermidin wirkt ebenfalls auf die Aktivierung der Autophagie ein. Die Substanz kommt unter anderem in verschiedenen Nahrungsmitteln vor, wie zum Beispiel in Sojaprodukten, Hülsenfrüchten, Pilzen, reifem Käse und Weizenkeimen. Studien mit Fruchtfliegen konnten unter anderem belegen, dass eine zusätzliche Zufuhr von Spermidin mit der Nahrung einer altersbedingten Demenz entgegenwirken kann. In einem Tiermodell mit Mäusen konnte außerdem nachgewiesen werden, dass die zusätzliche Zufuhr von Spermidin die Herzgesundheit schützen kann. Hintergrund der schützenden Effekte von Spermidin ist dabei stets, dass autophagische Prozesse intensiviert werden.
Studien zeigen: Resveratrol ahmt die biochemischen Abläufe einer Fastenzeit nach.

Was bedeutet das für deinen Körper?

Offensichtlich bleiben die Zellen gesünder und damit der gesamte Organismus, wenn die „Müllabfuhr“ in der Zelle ordnungsgemäß funktioniert. Es ist noch zu früh, um darüber eine abschließende Bewertung zu machen, aber vieles deutet darauf hin, dass die meisten degenerativen Erkrankungen offensichtlich auch die Folge einer ermüdenden Recyclingfunktion in den menschlichen Zellen sind. Dadurch können sich sowohl Krankheitserreger als auch degenerierte Zellbestandteile ansammeln, was über längere Zeit hinweg Funktionsverluste und Störungen auf höheren Ebenen des Organismus bewirkt. Vielleicht sind degenerative Prozesse deshalb nichts anderes als die Folge einer gestörten Erneuerung auf der Zellebene.

In diesem gesamten Kontext sind die Prozesse im Detail, die zur Aktivierung der Autophagie führen, noch nicht vollständig erforscht. Das gilt auch für das Fasten. Eine groß angelegte Ernährungsstudie InterFAST unter Leitung von Wissenschaftlern der Universität Graz läuft aktuell, um insbesondere mögliche Zusammenhänge zwischen dem vieldiskutierten Intervallfasten und der Autophagie aufzuzeigen und zu beweisen.

Diese positiven Effekte bringt Autophagie mit sich!

Nach bisherigem Kenntnisstand besteht ein begründeter Verdacht zur Annahme, dass eine aktive Autophagie zur Verlängerung der Lebensspanne beitragen kann. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass Autophagie Depressionen vorbeugen kann. Weitere Vorteile der Autophagie wie die bereits beschriebenen vorbeugenden Effekte bei degenerativen Erkrankungen, eine Aktivierung des Immunsystems und die Minderung von Entzündungsprozessen im Körper werden zurzeit noch intensiv erforscht. Sie müssen sich teilweise noch in Humanstudien bewähren.

Was kannst Du tun?

Neben dem Fasten und der Aufnahme von Substanzen, die die Folgen einer Kalorienrestriktion auf den Körper nachahmen, geht man von verschiedenen Nahrungsmitteln und Arzneimitteln aus, die autophagische Prozesse fördern können. Trinkst Du beispielsweise gern Kaffee oder grünen Tee? Damit kannst Du die Autophagie fördern. Auch Ingwer, Brokkoli, Vitamin D, Kurkuma, Melatonin und die Diabetes Medikamente Metformin sowie Rapamycin sollen die Autophagie unterstützen können.

Darum ist Fasten eine gute Methode, um die zelteigene Müllabfuhr anzukurbeln

Intervallfasten hält die Autophagie in Schwung!

Derzeitige Forschungen zeigen, dass über das Fasten, beispielsweise auch das Intervallfasten die Autophagie besonders effektiv angeregt werden kann. Die Zuführung von Substanzen wie Spermidin oder Resveratrol setzen hier ergänzende Akzente, während das Fasten die Grundlage für die Autophagie legt. Dabei könnte sich besonders das Intervallfasten als praktische Methode erweisen, kurze Fastenperioden in den Alltag zu integrieren. Hier sind die Ergebnisse beispielsweise der Studie InterFAST abzuwarten, um weitere Schlussfolgerungen für die persönliche Lebensführung zu ziehen.

Ein ähnlicher Effekt wie durch Fasten, kann offensichtlich auch durch Kalorienreduktion allgemein erreicht werden. Beispielsweise ist es in manchen Kulturen gebräuchlich, sich nur zu 80 % satt zu essen, beispielsweise in Japan. Dabei ist noch nicht eindeutig belegbar, dass diese Ernährungsweise Krankheiten vorbeugt. Die reduzierte Nahrungsaufnahme kann allerdings allein schon deshalb als positiv für die Gesundheit und auch die Zellgesundheit anzusehen sein, weil eine übermäßige Nahrungsaufnahme ebenfalls ungesunden Stress für den Körper bedeutet.

Wer zu viel Nahrung aufnimmt, beschleunigt die Bildung von freien Radikalen und überfordert vielfach die körpereigenen Stoffwechselprozesse. Bezogen auf die Zelle, ist bei diesen Stoffwechselprozessen auch die Autophagie anzusiedeln. Mit einer freiwilligen Kalorienreduktion gewinnt die Zelle die Möglichkeit, die Zellreinigung anzukurbeln. So jedenfalls kann man sich diese Prozesse nach dem derzeitigen Erkenntnisstand vorstellen.

Eine häufige Nahrungsaufnahme hemmt den Selbstreinigungsprozess. Die Zelle vermüllt.

Zu viel des Guten? Dann kann Autophagie zu intensiv angeregt werden!

Im Zuge des Zellstoffwechsels bilden sich immer wieder Abfallstoffe, solange wir Nahrung zu uns nehmen und Umweltreizen ausgesetzt sind. Die gesunde Zelle sorgt dafür dabei im Zuge einer bestimmten Balance dafür, dass sich die Erneuerungsprozesse in der Zelle im Gleichgewicht befinden. 

Ein zu viel an Autophagie ist dabei vom Ansatz her nur denkbar, wenn beispielsweise das Fasten in lang andauernde Hungerperioden übergeht. Diese können sich ab einem bestimmten Zeitpunkt lebensgefährlich auswirken.

Aber!

Fasten ist aber nicht im eigentlichen Sinne auf langes Hungern ausgelegt, sondern auf eine Begrenzung der Nahrungsmittelaufnahme für eine bestimmte Zeit. Die Frage nach einem zu viel an Autophagie lässt sich auch nach derzeitigem Wissensstand noch nicht eindeutig beantworten. Es ist noch nicht einmal klar, wie viel Stunden Fastenzeit notwendig sind, um die Autophagie zu reaktivieren. Hierzu sind weitere Studien und Untersuchungen notwendig.

Bis jetzt ergibt sich der Eindruck, dass insbesondere die typischen degenerativen Erkrankungen des Alters auf zu wenig Autophagie zurückgehen.

Zusammengefasst kannst du also durch folgende Maßnahmen die Autophagie in deinen Zellen unterstützen:

  1. Regelmäßiges Fasten und/oder eine gezielte Kalorienreduktion.
  2. Aufnahme bestimmter Nahrungsmittel, die als förderlich für die Autophagie gelten.
  3. Spermidin und Resveratrol als Nahrungsergänzungsmittel.

Insgesamt ist es hilfreich, degenerative Erkrankungen, die mit der natürlichen Alterung zunehmen, immer auch unter dem Gesichtspunkt der Autophagie zu betrachten.

Es bieten sich viele Möglichkeiten die Autophagie in den Zellen anzuregen.

Treten bei Dir erste Anzeichen für einen Altersdiabetes auf?

Es ist möglich in Absprache mit Deinem Arzt darauf mit Autophagie einzuwirken.

Degenerative Erkrankungen sind nach jetzigem Kenntnisstand immer ein Zeichen dafür, dass die Zellen mit ihrem Erneuerungsprogramm nicht mehr nachkommen. Wenn sich immer mehr Müll in den Zellen ansammelt, ohne dass dieser recycelt wird, besteht die Gefahr zu erkranken. Leidest Du zum Beispiel ständig unter Entzündungen, kannst Du auch sie mit Blick auf die Autophagie betrachten. Wenn die Forschung in diesem Bereich voranschreitet, lässt sich möglicherweise der gesamte Alterungsprozess als Müllablagerung in den Zellen ansehen. Aber ist das ist zurzeit noch nicht eindeutig belegbar.

Deine Lebensführung bleibt nicht ohne Folgen für die Autophagie.

Autophagie als Jungbrunnen-Effekt?

Die bisherige wissenschaftliche Aufarbeitung des Themas Autophagie gibt deutliche Hinweise darauf, dass mit diesem Zellerneuerungsprozess auf bestimmte Alterserscheinungen und degenerative Erkrankungen eingewirkt werden kann. Dabei sind allerdings noch viele Fragen offen.

Erkrankungen wie Krebs sind heute noch nicht ganz verstandene multifaktorielle Erscheinungen, deren genaue Ursachen bisher nicht abschließend erforscht werden konnten. Deshalb wäre es auch nicht richtig, in der Autophagie die Lösung aller gesundheitlichen Probleme zu sehen. Es ist richtig, dass das Thema Zellgesundheit in der Vergangenheit häufig nicht die Aufmerksamkeit erfahren hat, die ihm eigentlich zukommen müsste. Das hat aber auch dazu geführt, dass die detaillierte Erforschung der Zellen und ihrer Regenerationsprozesse noch sehr jung ist.

Es ist zu früh, um abschließende Schlussfolgerungen zum Thema Autophagie zu ziehen. Das betrifft auch die Frage des Fastens oder Intervallfasten sowie seine konkreten Auswirkungen auf die Gesundheit.

Wenn Du allerdings mit dem Fasten gute Erfahrungen gemacht hast, sprichst nichts dagegen, dabei zu bleiben. Auch die Autophagie wirst Du damit nach derzeitigem Wissensstand fördern und damit auch Deine Gesundheit allgemein.

Autophagie in der Übersicht

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