Аутофагията е критичен клетъчен процес, чрез който клетките разграждат и рециклират собствения си материал, позволявайки им да оцеляват при стрес и да поддържат общото здраве и дълголетие. Този процес предизвика широка внимателност, когато Йошинори Осуми печели Нобеловата награда за физиология или медицина през 2016 г. за своите пионерски открития, които разкриват механизмите зад аутофагията, утвърждавайки нейното фундаментално значение за физиологията, заболяванията и стареенето. Важно е, че аутофагията може да бъде силно активирана чрез интервенции като гладуване повече от 16 часа, свързвайки древни хранителни практики с съвременната биомедицинска наука чрез механизми за почистване на увредени клетки и възстановяване на клетъчния хомеостазис.
Научната основа на аутофагията
Аутофагия, произлизаща от гръцките думи „auto“ (само) и „phagein“ (яж), означава самопоглъщане на клетъчни компоненти с цел поддържане на равновесие и защита от увреждане. По време на този процес клетъчните органели и протеини се включват в двойна мембрана, наречена аутофагосома, която след това се слива с лизозомите, където съдържанието им се разгражда и рециклира. Изследванията в началото на 90-те години основно в дрожди идентифицират гените, жизненоважни за аутофагията, и изясняват ролята им при нормални и стресови условия, полагайки основата за мащабни изследвания при висши организми, включително хора.
Ролята на аутофагията обхваща множество физиологични и патологични контексти. Тя подпомага адаптацията на клетките към гладуване, премахва дисфункционални органели и протеини и изчиства инвазивни патогени. Нарушена аутофагия днес се свързва с различни заболявания включително невродегенеративни, ракови, метаболитни синдроми и инфекции.
Влиянието на гладуването върху аутофагията
Един от най-известните научни факти за съвременната наука е ключовата роля на гладуването за активиране на аутофагията, свързвайки съвременните изследвания с древни практики като интермитентно гладуване и калорично ограничение. Научните изследвания показват, че периоди на гладуване (обикновено от 12 до 24 часа) потискат ключови сигнални пътища за хранителен статус като mTOR освобождавайки молекулната „спирачка“ на аутофагията и позволяват на клетките да инициират процесите на самопочистване и възстановяване.
-
Експериментални данни при животни и хора показват, че гладуването увеличава изразяването на гени, свързани с аутофагия, и клъзгащия поток на аутофагия в множество тъкани, включително мозъка и черния дроб.
-
Конкретни изследвания показват, че гладуването повишава нивата на критични медиатори на аутофагия като LC3, BECN1 и SIRT1, като същевременно намалява про-възпалителните фактори и подпомага метаболитната адаптация.
-
Активирането на аутофагията чрез гладуване се свързва с ограничаване на възрастовите патологии, подобряване на невроналното здраве и удължаване на продължителността на живота в различни модели.
В клинични и преклинични изследвания интермитентното гладуване и калоричното ограничение показват обещаващи резултати при подпомагане на терапии за рак, като увеличават уязвимостта на раковите клетки към стрес и терапевтични интервенции чрез повишена активация на аутофагия.
Аутофагия, стареене и болести
Дейността на аутофагия има пряко въздействие върху стареенето и на болестите, свързани с възрастта. С напредване на възрастта ефективността на аутофагията намалява, което води до натрупване на увредени протеини и органели и допринася за клетъчна дисфункция, невродегенерация и рак. Подобряването на аутофагията чрез диетични интервенции като гладуване забавя проявите на стареене и намалява свързаните заболявания чрез подкрепа на клетъчния контрол на качеството, намаляване на оксидативните увреждания и подпомагане на метаболитното здраве.
Продължаващите изследвания все по-ясно разкриват терапевтичния потенциал на модулацията на аутофагията, не само за удължаване на живота, но и за превенция и лечение на хронични заболявания като сърдечносъдови болести, диабет и различни видове рак. По този начин аутофагията стои на пресечната точка между базовата молекулярна биология и транслационната медицина, като гладуването предлага практичен начин за използване на този еволюционно консервативен механизъм за оцеляване.