Автофагия в организме что такое

Автофагия в организме что такое

Аутофагия (или аутофагоцитоз) — это адаптационный механизм клетки, позволяющий переваривать собственные компоненты, чтобы повторно использовать их материал. Адаптация может противостоять широкому спектру неблагоприятных условий, в том числе гипогликемии, гипоксии, дефициту незаменимых аминокислот или факторов роста.

При недостатке питательных веществ или факторов роста возникает клеточный стресс, который приводит к усилению аутофагии. Таким образом, обеспечивается альтернативный источник внутриклеточных строительных блоков и субстратов, а также энергия для обеспечения непрерывного выживания клеток.

Этот процесс наблюдается во всех эукариотических системах, включая грибы, растения, плесень, нематод, насекомых, грызунов и других млекопитающих.

Аутофагия и гибель клеток

Аутофагия позволяет клеткам не только переживать стресс из внешней среды, но также противостоит внутренним стрессам, таким как накопление поврежденных органелл и проникновение патогенов или инфекционных организмов.

При определенных условиях аутофагия может убить клетку. Это относят к второму типу запрограммированной гибели клеток (ПКГ), называемым «аутофагической гибелью клеток». Другие виды запрограммированной гибели клеток включают апоптоз и некроз.

Далеко не все согласны с тем, что аутофагия может быть нацелена на смерть клетки. Есть множество исследований, которые говорят, что она является защитным механизмом, направленным на спасение клетки.

Однако этот процесс «спасения» часто ведет к аутофагической гибели клетки, когда все ее содержимое переваривается и остается лишь клеточный дебрис, который поглощают макрофаги.

Виды аутофагии

Существует несколько видов аутофагии, каждый из которых имеет свои особенности:

  • Микроаутофагия. В этом процессе цитозольные компоненты непосредственно поглощаются самой лизосомой через лизосомальную мембрану. Это позволяет клетке переваривать белки при нехватке материала или энергии (например, при голодании)
  • Макроаутофагия включает отделение участка клетки двойным мембраносвязанным пузырьком (аутофагосома), в котором содержатся удаляемые органеллы и цитоплазма. Этот пузырек сливается с лизосомой, образуя аутофаголизосому, где происходит переваривание органелл и остального содержимого
  • Шапероновая аутофагия. В этом процессе целевые белки перемещаются из цитоплазмы в лизосому. Процесс проходит при участии шапероновых белков (таких как Hsc-70) и гликопротеина LAMP-2
  • Митофагия — это избирательная деградация митохондрий. Митофагия предотвращает накопление дисфункциональных митохондрий, которые могут привести к клеточной дегенерации, а также способствует их обновлению
  • Липофагия — это деградация липидов аутофагией. Мишенью являются липидные структуры, называемые липидными каплями (LDs). Липидные капли — это сферические «органеллы» с ядром, состоящим в основном из триацилглицеринов (TAG) и однослойных фосфолипидов и мембранных белков

Термин «аутофагия» обычно обозначает макроаутофагию, если не указано иное.

Что вызывает аутофагию

Аутофагия состоит из нескольких последовательных этапов:

  • Секвестрация
  • Деградация
  • Генерация аминокислот и пептидов.

На каждом этапе, выполняются определённые функции, в зависимости от обстоятельств. Это делает аутофагию многофункциональной.

Наиболее типичным спусковым механизмом, вызывающим аутофагию, является голодание клетки, при котором обнаруживается недостаток какого-либо питательного вещества. Например, у дрожжей, наиболее мощным стимулом служит азотное голодание, но и нехватка других важных веществ, таких как углерод, ауксотрофные аминокислоты, нуклеиновые кислоты, тоже может вызвать аутофагию, хотя и менее эффективно (Takeshige et al. 1992). Азотное или углеродное голодание также вызывает аутофагию в растительных клетках.

У млекопитающих процесс аутофагии довольно сложен. Истощение общих аминокислот сильно индуцирует аутофагию во многих типах культивируемых клеток, но эффекты отдельных аминокислот различаются. Leu, Tyr, Phe, Gln, Pro, His, Trp, Met и Ala подавляют аутофагию в перфузированной печени ex vivo (Mortimore and Poso 1987). Однако есть зависимость от типа клеток, поскольку метаболизм аминокислот сильно различается в разных тканях. Например, лейцин оказывает доминирующее влияние на скелетные мышцы и сердце.

На сегодняшний день не выявлено, как именно клетки чувствуют концентрацию аминокислот. Одним из сенсоров-кандидатов является GCN2 тРНК-связывающая протеинкиназа, а также другие аминокислотные сигнальные пути, включающие фосфатидилинозитол-3-киназу (PI3) и Beclin 1.

Считается, что сигналы аминокислот, инсулина и факторов роста сходятся на mTOR (мишень рапамицина), который является основным регулятором передачи сигналов питательных веществ. Действительно, лечение ингибиторами TOR, такими как рапамицин и CCI-779, вызывает аутофагию у дрожжей (Noda и Ohsumi 1998) и животных (Ravikumar et al. 2004). Однако не все сигналы аутофагии передаются через mTOR, некоторые аминокислотные сигналы могут подавлять аутофагию mTOR-независимым образом (Mordier et al. 2000 и Kanazawa et al. 2004).

Селективность аутофагии

Аутофагию обычно считают неселективной системой деградации. Эта особенность резко контрастирует с системой убиквитин-протеасома, которая специфически распознает только убиквитинированные белки для протеасомной деградации. Убиквитин-протеасома имеет множество специфических функций, поскольку она может избирательно разрушать тысячи субстратов.

При нормальных условиях и в течение очень коротких периодов голодания, поддержание аминокислотного пула, по-видимому, зависит главным образом от системы убиквитин-протеасома, а не от аутофагии (Vabulas и Hartl 2005). Однако во время голодания, которое продолжается в течение нескольких часов, необходимые аминокислоты вырабатываются за счет аутофагии, которая активируется как адаптивный ответ.

В каждой клетке нашего организма со временем накапливается «мусор». Аутофагия — это процесс, когда лизосомы (внутренние органоиды клеток) нашего организма переваривают внутриклеточный мусор — в том числе перерабатывают поврежденные клеточные структуры, что вызывает омоложение. Правильное очищение организма для продления жизни заключается в аутофагии.

  • В процессе жизнедеятельности организма человека происходят два противоположных процесса: синтез новых белков и новых клеток, и «ремонт-очищение» старых» (происходит также за счёт аутофагии).
  • Когда основные усилия организма направлены на синтез новых белков, то аутофагия несколько тормозится. Поломки и мусор накапливаются, а старение человека ускоряется.
  • Когда же наоборот, доминирует аутофагия, то старение замедляется, но также подавляется и синтез новых белков.
Читайте также:  180 См нормальный рост для мужчины

Факторы, ускоряющие процессы синтеза новых белков, но угнетающие ремонт старых — провокаторы старения организма:

  1. Большое количество в продуктах питания БЦА аминокислот и метионина. Эти аминокислоты принимают активное участие в построении новых структур в организме. И при излишке растёт мышечная масса (как у культуристов), но тормозится аутофагия, а процессы старения организма ускоряются. БЦА аминокислот и метионина много в яйцах, в красном мясе, в молоке и молочных продуктах.
  2. Большое количество «быстрых» углеводов в рационе питания. Быстрые углеводы содержатся во всех растительных продуктах питания прошедших термическую обработку.
  3. Приём спортивных добавок: БЦА аминокислоты, метионин, протеин.

Факторы, подавляющие синтез новых белков и активизирующие процессы аутофагии (ремонт старых структур) — стимуляторы омоложения организма:

  1. Голодание раз в неделю в течение 24-36 часов (употреблять только воду, кофе и чай без сахара и без молока). Когда организм не получает извне новые строительные материалы (БЦА аминокислоты, метионин), то он старается получить это путём переваривания внутриклеточного мусора и синтеза из него нужных для жизни жиров, белков и углеводов. А переваривание старых клеточных структур (аутофагия) — это правильное очищение организма.
  2. Приём некоторых лекарственных средств. Например: рапамицин, метформин. Метформин угнетает активность киназы TOR, стимулируя процессы аутофагии.
  3. Употребление в пищу раз в две недели на протяжении 2-3 дней только сырых овощей и воды. В сырых овощах крайне мало БЦА аминокислот, метионина и быстрых углеводов. Организм во время такого питания не дополучает всех необходимых строительных материалов для роста и начинает получать это путём переваривания внутриклеточного мусора и синтеза из него нужных для жизни жиров, белков и углеводов. Вот почему переваривание старых клеточных структур (аутофагия) — это правильное очищение организма.
  4. Оптимально-калорийное питание — снижение калорийности питания на 30% на протяжении всей жизни. Когда рацион питания сокращается, то сокращается и поступление в организм всё тех же БЦА аминокислот, метионина и быстрых углеводов, что ведёт к активному поеданию лизосомами внутриклеточного мусора и омоложению организма.

Таким образом, аутофагия является реальным средством тормозящим процессы старения. (Научные исследования влияние аутофагии на процессы старения: http://www.scienceagainstaging.com/Books/OBZOR_razvorot-final.pdf — страницы 71 — 119) . Но такое средство, как голодание 24-36 часов еженедельно не для всех доступно. Оптимально-калорийное питание нереально соблюдать на протяжении всей жизни — можно лишь ограничивать и поддерживать вес тела. Приём лекарственных средств — это хорошо, но большего эффекта можно добиться комплексно. Вот поэтому самым удобным и доступным способом является питание исключительно сырыми овощами и водой 2-3 дня подряд каждые две недели. Так сказать разгрузочные дни.

Аутофагияправильное очищение организма

Вывод: диета (только сырые овощи и вода) раз в две недели в течение 2-3 дней тормозит процессы старения и продлевает жизнь человека.

Почти каждую неделю появляются всё новые открытия, и появляются эффективные средства борьбы со старостью. Наука идёт семимильными шагами. Рекомендуем Вам подписаться на новые статьи блога, чтобы быть в курсе.

Уважаемый читатель. Если Вы находите материал данного блога полезным и имеете желание, чтобы данная информация была доступна всем, то можете помочь в раскрутке блога, уделив этому всего пару минут Вашего времени. Для этого пройдите по ссылке.

Современный человек уже стремится не только похудеть, что тоже остается весьма актуальным, но и повысить заодно свои умственные способности, работоспособность, эффективность. Ученые, во главе с японцем Ёсинори Осуми, в 2016 году открыли явление аутофагии, которое тут же подхватили самые смелые, отчаянные публичные трудоголики наших дней. Речь идет о периодическом интервальном голодании, за время которого организм избавляется от накопленного в процессе жизни «мусора».

За счет этого не только теряются избыточные килограммы, но и все жизненно важные системы обновляются, омолаживаются. Давайте выясним досконально, что же такое аутофагия, как правильно голодать, чтобы не усугубить положение, каким образом это поможет организму дольше сохранять молодость, красоту и трудоспособность.

Аутофагия: история исследований и Нобелевская премия 2016 года

На самом деле человечество знает о лечебном голодании уже очень давно. Существуют практики, при которых отказываться от пищи приходилось на довольно длительные сроки, до сорока и более дней, а индийские йоги, поговаривают, вовсе научились обходиться без пищи. Понятно, что многое из недоказанных россказней можно считать выдумкой, но в пользе этого процесса при разумном подходе сомневаться не приходится. Давайте разберемся более конкретно: о чем речь, с какой точки зрения смотреть на проблему.

Немного истории: господин Осуми и клеточная «свалка»

Физиолог из Токио обнаружил процесс очищения неслучайно. У него за плечами было уже около трех десятков лет упорного, плодотворного труда. Еще в конце восьмидесятых годов стало понятно, что клетки любого организма каким-то образом избавляются от ненужных или отработанных частей. Основываясь на открытии лизосом (своего рода утилизаторов) французского ученого Кристиана ди Дюва в 1974 году, доктор Ёсинори Осуми доказал аутофагию, за что стал лауреатом Нобелевской премии в 2016 году.

Еще ранее учеными были обнаружены дополнительные компоненты – аутофагосомы. Эти своего рода «тележки» предназначаются для того, чтобы собирать мусор из клетки, изолировать его, а потом доставлять к лизосомам. Однако разобраться, почему же «свалка» не разрастается до космических масштабов, до японца Осуми никто не смог. Проводя эксперименты на дрожжевых клетках, которые очень близки к животным, а значит, к человеческим, он обнаружил в некоторых клетках («голодающих», получающих мало питания или не получающих его вообще) активное развитие аутофагосом.

Читайте также:  Аллергия на клетчатку

Ученый понял, что они, не получая дополнительной подпитки, перерабатывали имеющиеся ресурсы по второму кругу. Это приводит к обновлению всего организма, однако имеются и некоторые отрицательные стороны. Первой «целью» органоидов становятся наиболее доступные белки, потому тотальной утраты веса за счет жировых тканей во время начала голодовки не наблюдается. Уже в 92-93 годах 20 века доктор Осуми выпустил несколько статей по данному вопросу, который, пусть с заминкой, но вызвал оглушительный резонанс в научном и околонаучном мире, а в итоге привел японца к получению одной из самых престижных научных премий в мире.

Как происходит процесс

Представьте себе, что вы оставили дома пакет с мусором, поленившись вынести его с утра. На следующий день вы снова проделываете то же самое. В итоге ваш дом превратится в свалку, где жить станет просто невозможно. Точно то же происходит внутри каждого из нас, а аутофагия – правильное очищение организма, которое необходимо для продолжения жизнедеятельности.

  • Любой организм во время своей активной жизнедеятельности поддерживается двумя отдельными процессами. Первый – это синтез новеньких клеток, белков, за счет которых происходит «постройка» тела. Второй кардинальный процесс – ремонт, очищение уже существующих клеток от ненужного или лишнего.
  • Аутофагия может притормаживаться, тогда старение организма происходит с более интенсивными темпами. К примеру, так происходит, когда тело активно строит новые белки (наращивание мышечной массы), при этом на очистку просто не хватает времени, ресурса и сил.
  • Если этот процесс находится на главном месте, тогда слегка приостанавливается синтезирование белка, зато старение отодвигается во временной перспективе, организм становится чище, моложе, жизнеспособнее.

Значение для медицины: научные исследования и практические знания

Практикующий диетолог, автор известного труда под названием «Еда для умных людей» Елена Мотова считает, что процесс аутофагии происходит в организме постоянно. Он может замедляться и ускоряться, ввиду сторонних и внутренних факторов, но прекратиться не способен, так как скорее всего это приведет к общей интоксикации.

Профессор молекулярной нейрогенетики из Кембриджского университета Давид Рубинштейн провел множество экспериментов на мышах. В целом эффект запуска активного процесса обновления наблюдался после принятия медикаментов, генетических инструментов или голодания. Животные при этом были намного здоровее, а срок их жизни продлялся.

Однако доктор делает особый акцент на том, что пока нет данных, как все это будет работать на людях в долгосрочной перспективе. При этом он говорит, что предположительно, дальнейшие углубленные исследования этого вопроса поможет человечеству избавиться от болезней Хантингтона, Альцгеймера, Паркинсона, старческой деменции. Даже на разнообразные вирусы, бактерии, воспалительные процессы, инфекции, активная аутофагия действует губительно.

Факторы, активирующие аутофагию: как запустить процесс

По сути, это понятие означает, что внутри клеток начинается «капитальный ремонт» белковых соединений. При этом синтезирование новых структур притормаживается. Стимуляторами омолаживающих процессов могут служить следующие факторы.

  • Голодание.
  • Прием лекарственных препаратов (метформин, рапамицин).
  • Очищение организма при помощи сырых овощей и воды.
  • Снижение калорийности питания более чем на тридцать процентов от дневной нормы на всю жизнь.

Таким образом, можно говорить о том, что когда рацион существенно сокращается, организм начинает использовать для выработки энергии, иных питательных веществ внутриклеточный «мусор». Тем самым, активируется аутофагия, а заодно с ней омоложение организма.

Что тормозит

Все, что ускоряет в теле человека синтезирование новых белковых соединений притормаживает процессы омоложения. Можно говорить о том, что чем больше производится новых белков, тем скорее стареет организм.

  • При увеличении в рационе продуктов, богатых протеиногенными аминокислотами с разветвлённым строением алифатической боковой цепи (BCAA) и метионина начинается активно построение новых структур. При этом аутофагия значительно замедляется. Таких веществ особенно много в красных сортах мяса, яйцах, молоке, молочнокислых продуктах.
  • Спортивное питание, включая протеиновые комплексы, которые принимают атлеты для наращивания мышечной массы сильно тормозит процесс омоложения.
  • Также пагубным для скорости аутофагии может стать бесконтрольное потребление продуктов, богатых «быстрыми» углеводами. Среди самых «рисковых» продуктов сладости, выпечка, всеми обожаемый фастфуд (кроме лапши ширатаки).

Продукты растительного происхождения, прошедшие термическую обработку, тоже употреблять не рекомендовано, так как клетчатка в них разрушается, а на ее месте образуется много вредных углеводов.

Как запустить аутофагию

Теоретическая часть знаний об этом явлении стала более понятной. Остается выяснить на практике, как же правильно «включить» этот процесс в организме, чтобы надолго продлить молодость.

Прерывистое (интервальное) голодание

Существует много разновидностей этой системы питания, но суть их не меняется. Определенный период делят на два промежутка. В одной части можно потреблять еду, а в другой это строго запрещено. В голодный период можно и нужно пить только воду или напитки без красителей, подсластителей, консервантов, прочих добавок.

Ежедневное (16/8 или 14/10)

Это самый популярный тип прерывистого голодания, очень популярный в Голливуде, где концентрация «звезд» на квадратный метр очень велика. Суть в том, чтобы есть в течение 8 часов, скажем до восьми вечера, а потом не брать в рот ни кусочка пищи на протяжении шестнадцати часов для мужчин или четырнадцати для женщин. Методы так и называются голодание 16/8 и 14/10. Фактически, пропустить придется только завтрак, ведь в остальное время обычно люди спят и особого дискомфорта не испытывают.

Читайте также:  Адыгейский сыр химический состав

Сложное (диета воина, 20/4)

Перед ответственными заданиями японские самураи предпочитали ничего не есть, чтобы голова оставалась чистой, светлой, а не затуманенной разными «вкусностями». Для самых стойких такой вариант может подойти. Придется голодать двадцать часов в сутки, но зато в оставшиеся четыре можно потреблять все, что душе заблагорассудится.

Единоразовая диета (24/0)

Этот вариант потребует всей концентрации силы воли, ведь есть разрешается ровно через сутки, после очередного приема пищи. То есть, если сегодня вы пообедали в час дня, значит завтра можете есть только к этому времени.

Монашеское (36 часов)

Это еще более строгий вариант голодания. Для его осуществления между приемами пищи должно пройти не менее тридцати шести часов. Обратите внимание на то, что к подобным вариантам лечебного голодания имеется много противопоказаний, на которые нельзя закрывать глаза. При этом его называют еще и монашеским, так как служители церкви выполняли нечто подобное во время постов. Во время голодания можно и нужно пить много чистой воды, свежий черный и зеленый чай без добавок, кофе.

Голодания Майкла Мосли (Michael Mosley, 2/5)

Еще один вариант прерывистого голодания для самых стойких – соотношение пять к двум. Это значит, что пять дней в неделю можно употреблять все продукты, какие хочется. Остальные же два дня нужно себя довольно строго ограничивать. При этом сам Мосли считает, что терпеть жесткий пост не нужно, главное не потреблять больше пяти сотен килокалорий в сутки.

Гималайское (60 часов)

Наиболее строгий вариант интервального голодания из всех – это гималайская диета. Говорят, именно такого стиля питания придерживаются индийские йоги, пытаясь достичь просветления. Схема довольно проста, но переходить к ней можно только после того, как вы опробуете на себе более упрощенные варианты и уверитесь, что нет никаких последствий для здоровья. Поужинав, к примеру, в понедельник вечером, вы должны отказаться от еды на последующие шесть десятков часов, то есть до самого утра четверга.

Пролонгированное голодание

Чтобы запустить процесс аутофагии, то есть качественного обновления клеток многие рекомендуют голодать от двух суток и более. Японский профессор, а вслед за ним и другие ученые сочли, что такой тип голодания благотворно влияет на все системы организма. В результате таких экспериментов над собой у некоторых онкобольных наблюдалась даже повышенная чувствительность к терапии. Кроме того, стабилизировался уровень глюкозы в крови, выработка инсулина.

Пролонгированные варианты голодания приводят к общему снижению веса печени, а также уменьшению количества лейкоцитов в крови. Однако сразу после завершения процесса, после начала нового цикла питания, масса сразу же восстанавливалась, а иммунная система начинала работать намного качественнее. Учтите, что с такими экспериментами на себе нужно быть предельно осторожными, тем более, в пожилом возрасте. Нужно сперва пройти консультации с врачом, сдать анализы, только потом приступать к запуску аутофагии.

Тренировки и бег

Кроме голодания, имеется еще дополнительный метод, чтобы запустить аутофагию, то есть обновление клеток, путем расщепления разного клеточного «мусора». Это простой способ – бег по утрам на голодный желудок. Механизм этого явления очень прост: выходя бегать, не позавтракав, мы уже и так имеем низкий уровень инсулина в крови.

Потому организму не остается ничего другого, как активировать лизосомы для поглощения токсинов, продуктов распада. Можно запустить аутофагию даже позавтракав, это вполне реально, однако тренироваться придется намного больше, интенсивнее, чтобы окончательно понизить инсулин.

Неконтролируемая аутофагия: зона риска и противопоказания

Если не учитывать полуфантастических разработок по замораживанию организмов, именно голодание можно назвать эффективной методикой продления срока жизни до пятидесяти процентов. К сожалению, это утверждение справедливо только для лабораторных мышей, червячков, крыс.

Наиболее знаменитым поклонником этой теории стал Поль Брегг – натуропат, пропагандист здорового образа жизни из Соединенных Штатов. Из заявленных 120 лет ему удалось прожить всего до 81 года. Причем последний десяток он провел прикованный к больничной койке болезнью Паркинсона, которую собирался победить аутофагией. Потому стоит отойти от радикализма, фанатизма в суждениях, принимать только четко выверенные, обдуманные решения.

Неконтролируемый процесс голодания может привести не только к запуску процесса аутофагии, но к гораздо менее радужным, приятным последствиям. К примеру, многие современные люди, в тщетных попытках похудеть и соответствовать моде, в результате страдали от анорексии и булимии. Нельзя забывать и противопоказаниях, когда голодание вообще исключено.

  • Туберкулез любой этиологии.
  • Сахарный диабет.
  • Сердечно-сосудистая недостаточность.
  • Тиреотоксикоз и другие болезни щитовидной железы.
  • Гепатиты и цирроз печени.
  • Язвенная болезнь.
  • Пониженное давление (гипотония).
  • Хроническая почечная недостаточность.
  • Холецистит.
  • Юный или пожилой возраст.
  • Тромбоз и тромбофлебит.
  • Послеинсультное и послеинфарктное состояние.
  • Нарушения сердечного ритма, пороки сердца.

Понятно, что во время беременности женщинам тоже строго не рекомендуется голодать, это может плохо отразиться на развитии плода. В дальнейшем это может спровоцировать проблемы со здоровьем у малыша. Нельзя голодать и тому, у кого масса тела более 15-20% отклонена от нормы в меньшую сторону, так как это может привести к дистрофическим явлениям, а также разрушению белка мышечных тканей. В остальном, не длительное обдуманное голодание приносит только пользу.

Ссылка на основную публикацию
Th1 th2 иммунный ответ
Т-хелперы (от англ. helper — помощник) — T-лимфоциты, главной функцией которых является усиление адаптивного иммунного ответа. Активируют Т-киллеры, B-лимфоциты, моноциты,...
Neolabs solutions com
Нео Лабс Лтд. (Neo Labs Ltd. или Neo Laboratories Ltd.) – это международная биофармацевтическая компания. Нашей основной сферой деятельности является...
Nike тренировки бесплатно
Наша спортивная серия (1, 2, 3, 4) получила неожиданное и весьма достойное продолжение. Всемирно известный бренд Nike представил для всех...
Thenx программа тренировок
Основанная безумно талантливым калистеник спортсменом Крисом Херией, программы тренировки Thenx, это больше чем тренировки с собственным весом. Thenx расположен в...
Adblock detector