После того как японский учёный Ёсинори Осуми получил Нобелевскую премию по медицине, про аутофагию заговорили все! А в wellness-индустрии появился новый тренд – фастинг-диета 16/8, известная также как интервальное голодание. Фитнес-тренеры, голливудские звёзды и даже ведущие врачи уже используют принципы аутофагии в питании. Ведь слишком велик соблазн быть не просто стройным, но и здоровым! Как аутофагия связана с естественным похудением и оздоровлением организма?

Опыты Ёсинори Осуми

Говоря словами науки, аутофагия – это процесс переработки клеткой собственных составляющих. Впервые описал бельгийский биохимик Кристиан Де Дюв в 1963 году. Но тогда учёный не знал, является ли эта способность клеток врожденной, какие гены за это отвечают и как запустить процесс. Лишь недавно, в 2016 году японский учёный Ёсинори Осуми смог экспериментально доказать этот процесс, за что и был награждён Нобелевской премией по медицине. Работая с клетками дрожжей, учёный содержал их без дополнительной подпитки – в среде с низким уровнем глюкозы.

Наблюдая за клетками в световой микроскоп, он обнаружил, что при низкокалорийном питании цитоплазма клеток начинает активизироваться, в ней возникает большое количество пузырьков. Как оказалось, при недостатке пищи клетка начинает сама себя переваривать. При этом сначала клетка «съедает» старые и поврежденные структуры – скопления окисленных белков, дефектные митохондрии. В результате клетка обновляется и омолаживается. Однако Осуми также доказал, что, если голодание долго не прекращается, аутофагия может уничтожить клетку.

Как запустить процесс аутофагии?

Хоть организм человека не похож на дрожжи, но наши клетки также способны к аутофагии на генетическом уровне. У людей она запускается при недостатке некоторых аминокислот: лейцина, аргинина, лизина и метионина, которыми богаты продукты животного происхождения. То есть можно смело утверждать, что даже иногда заменяя животные белки растительными, мы способствуем процессу аутофагии, замедляем процессы старения и уменьшаем риски опухолевых и сердечно-сосудистых заболеваний.

С помощью голодания можно заставить клетки голодать, в результате чего они начинают «съедать» сами себя, выбрасывая негодное. Но если постоянно недоедать, то аутофагия не остановится на нужном этапе, что приведет к процессу дегенерации. Поэтому процесс фастинга немыслим без интервального голодания. Самая популярная и доступная схема интервального голодания – 16/8, которая подразумевает 16 часов голодания и 8 для приёма пищи. Например, человек может есть в промежутке между 10 и 18 часами дня, в остальное время пить воду или травяной чай.

Исследователь из Университета Южной Калифорнии Вальтер Лонго много лет занимается изучением голодания. Учёный доказал, что прерывистое голодание способствует улучшению когнитивных функций, повышает чувствительность тканей к инсулину, снижает артериальное давление и частоту сердечных сокращений, задерживает появление опухолей, предотвращает воспалительные заболевания, способствует регенерации клеток крови, стимулирует иммунную систему. Опыты на мышах подтвердили, что прерывистое голодание является профилактикой сахарного диабета, а также опухолевых, сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний.

Фастинг – новый подход к питанию

Новые знания об аутофагии противоречат принципам частого дробного питания. Научные исследования на мышах показали, что при равном суточном количестве калорий мышки, которых кормили с интервалом в 12 часов, выигрывали у тех, кто питался часто и дробно. У них улучшался сон и не развивались метаболические заболевания.

Поэтому если вы на работе не успеваете поесть, а садитесь за стол только утром и/или вечером, – это отличная новость, по мнению учёных. Питание с 12-часовыми и более перерывами также запускает процессы аутофагии. При этом режиме питания уменьшается жировая масса тела, но не теряется мышечная, снижается уровень холестерина и глюкозы в крови.

По мнению учёных, есть ряд биологически активных веществ, которые способствуют аутофагии:

Говоря о фастинге, нельзя не отметить одну из последних инноваций медицины в сфере естественного оздоровления, похудения и очищения организма – внутривенное введение витаминных коктейлей. Врачи рекомендуют 1-2 раза в год проводить детокс-программу для поддержания нормального функционирования печени, желчевыделительной системы, ЖКТ, почек. Витаминные коктейли «Детокс» и «Слим» входит в топ самых популярных капельниц клиники IVTherapy. Капельницы содержат ряд высокоактивных витаминов, минералов и антиоксидантов, которые способствуют процессам аутофагии.

Как видим, новые научные открытия не сочетаются с общепринятой в современной диетологии нормой «питаться часто и понемногу». Как бы там ни было, но даже классическую фастинг-диету нельзя практиковать без рекомендации врача. Поэтому, дорогие читатели, если вы решили испытать на себе интервальное голодание, делайте это под строгим присмотром своего врача и будьте здоровы!

Вечером 17 января павильон №75 на ВДНХ оказался полон: люди пришли на ассамблею «Здоровая Москва» послушать нобелевского лауреата Ёсинори Осуми, изучавшего механизм аутофагии, то есть переработки клеткой собственных ненужных частей.

Осуми вырастил искусственную дрожжевую культуру, на которой смоделировал ситуацию «голодания» клетки — это позволило определить, какие клеточные образования отвечают за механизм аутофагии. Кроме того, Осуми удалось установить, какие гены отвечают за аутофагию.

Ценность открытия Осуми огромна. «Самоочистка» клетки является механизмом, с помощью которого она может бороться с вирусами, опасными веществами, противодействовать старению. Дальнейшее изучение механизма аутофагии позволит создавать новые лекарства от болезней, с лечением и профилактикой которых современная медицина справляется только отчасти.

Осуми на форуме представили в том числе как эксперта по лечебному голоданию, а тему выступления обозначили как «Аутофагия и особенности голодания, продлевающего жизнь». В течение часа собравшиеся слушали про клеточные мембраны и вакуоли; слушали внимательно, напряженно, и было ощущение, что все ждут, когда же учёный перейдёт к главному. Когда настало время задавать вопросы, у микрофона выстроилась очередь желающих.

«Через какое время после начала голодания запускается процесс аутофагии?»

«Какое время голодания эффективнее всего?»

«При каких условиях голодание приносит пользу?»

На эти и похожие вопросы учёный отвечал почти одно и то же:

«Не могу утверждать, что голодание и аутофагия связаны, и никогда не утверждал этого. Я не врач! Я исследователь, я изучал дрожжи!»

В материалах по лечебному голоданию, которые легко найти в интернете, часто упоминается имя Ёсинори Осуми и сделанное им открытие. Но сам учёный утверждает, что со всей уверенностью о связи между голоданием и аутофагией говорить пока нельзя!

Однако это не означает, что этой связи нет. Возможно, в дальнейшем учёным удастся её установить не только у дрожжей и лабораторных мышей. Оздоровительное голодание — это известный метод альтернативной (то есть не-доказательной) медицины, имеющий почтенную многовековую историю и популярный в наши дни.

Так всё-таки: работает голодание или нет? Чтобы разобраться в этом вопросе, мы начинаем на «Мотиваторе» серию публикаций о лечебном голодании. В следующих выпусках мы расскажем о «старвинге» в Кремниевой долине (голодают основатель Evernote Фил Либин и биохакер Серж Фаге), о вариантах интервальной диеты (в том числе о методе 5:2), о Ю.С.Николаеве и советской школе лечебного голодания, а также о роли голодания в тренировочном процессе — с комментариями атлетов, тренеров и врачей.

Термин «аутофагия», в переводе с греческого означающий «самопоглощение», отражает один из важнейших процессов саморегуляции, в ходе которого из функционирующей клетки удаляются как собственные дефектные органеллы и цитозольные белки, так и инородные, патогенные структуры.

В 1960-х годах исследователи впервые обнаружили, что клетка, находящаяся в состоянии энергетической недостаточности или окислительного стресса может разрушать свое собственное содержимое, заключая его в мембраны (фагофоры), постепенно сливающиеся и образующие везикулы (аутофагосомы), которые затем транспортируются в лизосомы для деградации. Этот процесс позже будет назван макроаутофагией.

3 октября 2016 года Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена Yoshinori Ohsumi за «открытие механизмов аутофагии». Исследователь культивировал мутировавшие дрожжи, лишенные ферментов лизосомальной дегенерации, одновременно лишая их питательного субстрата для стимуляции процессов аутофагии. В лизосомах таких дрожжей были обнаружены крупные скопления аутофагосом, позже Ohsumi выделил ключевые гены, вовлеченные в этот процесс.

Сегодня выделяют три типа аутофагии: макроаутофагия, микроаутофагия и аутофагия, опосредованная белками-шаперонами. Однако именно механизмы макроаутофагии наиболее изучены, а их нарушение ассоциировано с развитием целого ряда заболеваний.

Во многих исследованиях уже продемонстрирована роль механизмов аутофагии в подавлении опухолевой прогрессии, функционировании врожденного и адаптивного иммунитета, регуляции путей системного воспаления, процессах нейродегенерации и старения. Способность клеток к аутофагии может быть скомпрометирована внешними или внутренними факторами, что способствует их преждевременной гибели, и возможно, сокращает продолжительность жизни.

Сегодня способы влияния на генетические и молекулярные механизмы аутофагии рассматриваются как стратегия будущего в терапии и предотвращении развития ряда заболеваний. Наиболее мощными выявленными индукторами процессов аутофагии являются голодание и ограничение количества поступающих с пищей калорий. На этой концепции построены набирающие популярность режимы питания, например такие, как интервальное голодание (intermittent fasting), когда все приемы пищи происходят в течение 8-часового временного окна, за которым следует 16 часов без употребления каких-либо продуктов.

Существуют различные экспериментальные модели интервального голодания, применение которых к лабораторным животным приводило к улучшению когнитивных функций, задержке процессов старения, а также было продемонстрировано вероятное противовоспалительное действие такого типа питания. Отмечалось также увеличение разнообразия состава кишечной микробиоты после соблюдения Рамадана, который можно рассматривать как одну из моделей периодического голодания. Дальнейшие открытия в этой области могут существенно изменить наше представление о здоровом образе жизни.

Аутофагия (дословно «самопоедание») – процесс, происходящий в клетках. Белки, которые «неправильно» свернулись, старые органеллы, вирусы и бактерии, которые могли поглотить клетки иммунной системы, попадают в лизосомы и подвергаются уничтожению. Лизосома напоминает пузырек внутри клетки с ферментами, которые уничтожают ненужное. Таким образом наши клетки «делают уборку».

Этот процесс происходит в теле постоянно, но слабо. Активирует аутофагию ряд факторов, среди которых – голодание, ограничение калорий и физические нагрузки. В 2016 году Нобелевскую премию по медицине получил Осуми Йошинори за открытие и описание молекулярных и физиологических механизмов автофагии.

Почему это важно

Аутофагия и голод, который ее запускает, оказались эффективными в облегчении болезней, связанных с воспалением, сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и метаболических, ожирения и рака, замедлении процессов старения и увеличении продолжительности жизни. Аутофагия помогает уничтожать миелоидные бляшки в нейронах при болезни Альцгеймера. Периоды голодания помогают нормализовать вес и баланс холестерина.

Нарушение механизмов аутофагии наблюдается при нейродегенеративных заболеваниях. С возрастом и при регулярно высоких уровнях инсулина (то есть когда мы часто едим сладкое) аутофагии замедляется. И наоборот – когда мы голодны, когда нет инсулина, а вместо него есть гормон глюкагон, аутофагия запускается.

Ограничение калорий тем или иным способом – это модная и научно обоснованная диета. Для лучшего запуска аутофагии голодание должно продолжаться в течение 18–24 часов. То есть следует делать разгрузочный день или пропускать ужин и завтрак. Можно есть только в определенный период дня, например, с 11 по 18, – но не постоянно! Другим путем ограничения калорий является подход, когда мы питаемся, как обычно, но устраиваем дни очень ограниченного потребления пищи. Популярен вариант 5х2, когда мы пять дней едим, как всегда, и два дня потребляем не более 500–600 ккал в сутки. Вы можете выбрать приемлемый для себя способ ограничения калорий.

Противопоказания к интервальному голоданию:

• Люди, привыкшие «заедать стресс», могут после дня аутофагии съесть гораздо больше, чем нужно.
• Голодать и тренироваться не стоит. Возможны головокружение и очень низкая эффективность тренировок. Особенно это касается бега или плавания.
• Диабет 1 и 2 типа и голодание несовместимы. Введение инсулина на фоне голода может критически снизить уровень сахара в крови.
• Беременным женщинам также не стоит голодать, а придерживаться полноценного, хоть и не чрезмерного, питания.

На что обратить внимание:

• Периоды голода полезны для здоровья, и стоит приучить себя регулярно «поститься», если у вас нет противопоказаний.
• Вы можете помочь организму с аутофагией, если будете соблюдать режим питания и откажетесь от перекусов и сладостей.
• Если вы не можете голодать, непременно занимайтесь интенсивными физическими нагрузками.
• Проконсультируйтесь со своим семейным врачом, если планируете начать такую практику.

3 октября Нобелевская Ассамблея Каролинского Института присудила Нобелевскую Премию по Физиологии или Медицине Ёсинори Осуми за открытие механизмов аутофагии.

Что же такое аутофагия? Аутофагия (от др.-греч. ауто – «сам», фагос – «есть») – самоедство. По сути, это механизм избавления от всех, выполнивших свою роль, старых клеточных компонентов (органеллы, белки и клеточные мембраны), когда клетке уже недостаточно энергии, чтобы их поддерживать. Это регулируемый упорядоченный процесс, направленный на разложение и переработку клеточных компонентов.

Существует похожий на аутофагию и лучше изученный процесс апоптоза – процесс запрограммированной клеточной смерти. Клетки запрограммированы на смерть после определённого числа циклов деления. Хотя это и звучит мрачно, но необходимо понять, что этот процесс важен для поддержания хорошего здоровья организма в целом.

Предположим, что вы владеете машиной. Вы любите вашу машину. У вас с ней связано много воспоминаний. Вам нравится ездить на ней. Но после нескольких лет использования она уже выглядит немного побито. А ещё через несколько лет вид её уже совсем неважный. Поддержка машины обходится вам в тысячи долларов в год. Она всё время ломается. Стоит ли продолжать держать у себя этот кусок хлама? Конечно нет! Вы избавляетесь от неё и покупаете себе новенький автомобиль.

То же самое происходит и в нашем организме. Клетки становятся старыми и бесполезными. И лучше бы им быть запрограммированными на смерть, когда их полезная жизнь подошла к концу. Это звучит очень жестоко, но это жизнь. Это процесс апоптоза, при котором клетки заранее обречены на гибель по прошествии заданного времени. Это похоже на лизинг автомобиля – после определённого времени вы избавляетесь от него, работает он или сломался. Затем вы покупаете новый автомобиль и вам не надо беспокоиться, что он сломается в трудную минуту.

Аутофагия – замена старых клеточных компонентов

Такой же процесс происходит и на субклеточном уровне. Вам нет необходимости менять всю машину. Иногда вам надо просто заменить аккумулятор – выбросить старый и поставить новый. То же происходит и внутри клетки. Вместо уничтожения целой клетки (апоптоз), вам всего лишь необходимо заменить некоторые клеточные компоненты. Это и есть процесс аутофагии, в котором старые субклеточные органеллы разрушаются и создаются новые органеллы на замену старым. Старые клеточные мембраны, органеллы и продукты обмена удаляются из клетки, попадая в лизосому, которая содержит ферменты для расщепления белков.

Аутофагия была впервые описана в 1962 году, когда исследователи впервые отметили увеличение количества лизосом (органелл, разлагающих старые субклеточные компоненты) в печени крысы после введения глюкагона – гормона поджелудочной железы. Лауреат Нобелевской премии Кристан де Дюв придумал слово «аутофагия». На повреждённые субклеточные компоненты и неиспользуемые белки ставится маркер «уничтожить», и они направляются в лизосомы, завершающие их работу.

Одним из ключевых регуляторов аутофагии является протеинкиназа, называемая «мишень рапамицина у млекопитающих» (mTOR). Когда mTOR активируется, она подавляет аутофагию, а когда mTOR подавляется, то она способствует аутофагии.

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 путём избавления от старых клеточных компонентов и замены их новыми.

Высокорегулируемый процесс

Аутофагия является высокорегулируемым процессом. Выйдя из-под контроля, аутофагия может нанести вред, так что должна чётко управляться. Полное истощение запаса аминокислот в клетках млекопитающих является мощным сигналом для аутофагии, хотя роль индивидуальных аминокислот варьируется. Уровни аминокислот в плазме, однако, почти постоянны. Предполагается, что сигналы от аминокислот и факторов роста, а также сигналы от инсулина, сходятся с сигнальным путем mTOR, иногда называемым главным регулятором сигнализации питательных веществ.

Итак, при аутофагии старые клеточные компоненты расщепляются на аминокислоты (строительные блоки для белков). На ранних стадиях голодания уровни аминокислот начинают повышаться. Считается, что эти аминокислоты, полученные при аутофагии, направляются в печень для глюконеогенеза. Эти аминокислоты могут быть также расщеплены на глюкозу в процессе цикла трикарбоновых кислот. И, наконец, эти аминокислоты могут стать частью новых белков.

Последствия накопления старых «мусорных» белков внутри клетки прослеживается в двух главных состояниях – болезни Альцгеймера и раке. При болезни Альцгеймера происходит накопление аномальных белков – бета-амилоидов или тау-белков, разрушающих клетки мозга и приводящих к слабоумию. Разумно предположить, что процесс, подобный аутофагии, способной очищать клетки от старых белков, может предотвратить развитие болезни Альцгеймера.

Что же «отключает» процесс аутофагии? Питание. Глюкоза, инсулин (или пониженный глюкагон) и старые белки могут в совокупности «отключить» этот процесс самоочищения клетки. И много их для этого не потребуется. Даже небольшие количества аминокислоты (лейцин) могут остановить аутофагию. Таким образом, процесс аутофагии является уникальным свойством голодания – он не происходит при простом ограничении калорий или питании по диете.

Конечно же, и здесь должен быть соблюдён баланс. Как недостаточная, так и слишком интенсивная аутофагия может навредить вам. И это понимание возвращает нас к естественному природному циклу – питанию и голоданию, а не постоянному следованию диете. Это обеспечивает клеточный рост во время фазы питания и клеточное очищение во время фазы голодания, то есть баланс. Жизнь – это только баланс.

доктор Джейсон Фанг

Перевод: Николай Кузьмин

Оригинал публикации на сайте Dietdoctor.com