Аутофагия: что это и как работает

Аутофагию часто описывают как «генеральную уборку» клетки и обещают включить ее определенным количеством часов без еды. Первая часть этой метафоры полезна, вторая — слишком проста.

Клетки постоянно разбирают изношенные белки и органеллы и повторно используют их составляющие. Голодание действительно влияет на этот процесс у животных и в клеточных моделях. У людей аутофагию трудно измерить напрямую, поэтому универсального часа, когда она якобы «начинается», наука не установила.

Что такое аутофагия

Слово происходит от греческих слов «сам» и «есть». Во время самой известной формы — макроаутофагии — клетка окружает часть собственного содержимого двойной мембраной. Образовавшаяся аутофагосома сливается с лизосомой, где ферменты расщепляют груз. Аминокислоты, жирные кислоты и другие составляющие могут снова пойти на энергию или построение молекул.

Есть также микроаутофагия, когда лизосома захватывает материал непосредственно, и шаперон-опосредованная аутофагия, избирательно переносящая определенные белки. Это не один переключатель, а группа контролируемых путей, различающихся между тканями и ситуациями.

Зачем клетке этот процесс

Аутофагия помогает пережить недостаток питательных веществ, убирает часть поврежденных белков и органелл, участвует в ответе на инфекции и поддерживает внутреннее равновесие клетки. Если путь работает слишком слабо или чрезмерно, последствия зависят от типа клетки и болезни.

Работы Ёсинори Осуми на дрожжах помогли открыть ключевые гены аутофагии. За эти открытия он получил Нобелевскую премию 2016 года. Премия подтвердила фундаментальное значение механизма, но не доказала, что голодание омолаживает людей или лечит болезни^[1].

Читайте:

Что действительно замедляет биологическое старение: исследование

Исследователи сравнили диеты, спорт, лекарства и добавки по их влиянию на более чем 100 маркеров старения — и н...

Когда аутофагия «включается»

Она не выключена после завтрака и не включается одним щелчком через 16, 24 или 72 часа. Базовая аутофагия идет постоянно, а ее активность меняется под влиянием питательных веществ, гормональных сигналов, физической нагрузки, инфекции и других стрессов.

Исследователи различают количество отдельных маркеров и аутофагический поток — весь путь от образования аутофагосом до расщепления груза. Один повышенный маркер может означать как усиленное образование аутофагосом, так и задержку их расщепления. Поэтому анализ крови или домашний тест не может надежно сказать, «сколько аутофагии» происходит во всех органах.

Обзор методов подчеркивает: золотые стандарты измерения потока in vivo преимущественно остаются доступными для животных моделей, а человеческие исследования имеют существенные пробелы^[2].

Что известно о голодании

У животных ограничение пищи часто усиливает сигналы, связанные с аутофагией. Но скорость и масштаб ответа различаются между печенью, мышцами, мозгом и другими тканями, а результаты нельзя просто переносить на человека.

В рандомизированном исследовании 121 взрослого с ожирением шесть месяцев питания в сокращенном временном окне могли увеличить аутофагический поток по сравнению со стандартной помощью. При этом изменение внутри самой группы от исходного уровня не было статистически убедительным, а анализ имел ограничения. Авторы прямо призвали к дальнейшим исследованиям^[3].

Таким образом, интервальное голодание не стоит продавать как гарантированный «активатор аутофагии». Оно может помочь некоторым людям упорядочить питание или снизить массу тела, но польза и риски зависят от общей калорийности, состава рациона, лекарств и состояния здоровья.

Читайте:

Интервальное голодание

Интервальное голодание – популярный метод, который помогает похудеть, нормализовать уровень инсулина, стим...

Стимулируют ли аутофагию упражнения

Физическая нагрузка изменяет энергетические сигналы в мышцах и может влиять на аутофагические пути. Однако человеческие данные неоднородны. Метаанализ 26 исследований выявил зависимость от ткани, продолжительности и типа упражнений: острая силовая нагрузка могла снижать отдельные маркеры, длительная силовая — повышать, а для выносливости изменения ключевого маркера не были убедительными^[4].

Регулярное движение полезно для сердца, мышц, костей и контроля глюкозы независимо от того, можно ли измерить аутофагию. Именно эти доказанные последствия, а не невидимая «детоксикация клеток», должны быть причиной тренироваться.

Кетогенная диета и ограничение калорий

Кетогенная диета и ограничение калорий изменяют доступность питательных веществ и в экспериментах влияют на регуляторы аутофагии. Это не означает, что кето-диета нужна для «очищения клеток» или что более сильное ограничение дает лучший результат.

В человеческих исследованиях умеренного длительного ограничения калорий участники в среднем не достигали запланированного уровня, теряли вес, но вместе с ним немного уменьшали минеральную плотность костей и безжировую массу. Данных, что такой подход продлевает жизнь людей, нет, а долговременная безопасность строгого голодания остается неопределенной^[5].

Аутофагия, старение и болезни

Нарушения аутофагических путей находят при нейродегенеративных состояниях, в частности болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона. Но ассоциация и механизм в клетке — еще не доказательство, что усиление аутофагии едой вылечит заболевание.

Особенно сложна картина при раке. На ранних этапах аутофагия может помогать убирать поврежденные компоненты и сдерживать изменения клетки. В то же время сформировавшаяся опухоль способна использовать этот путь для выживания во время недостатка питательных веществ или лечения. Поэтому в онкологии исследуют и стимуляцию, и подавление аутофагии в зависимости от контекста^[6].

Читайте:

Рак бывает разным: чем отличаются типы опухолей

Типы рака: чем карциномы отличаются от сарком, лейкозов, лимфом и миеломы, что означают слова «первичный», «ме...

Мифы об «активации» аутофагии

• «Она начинается ровно через 16 часов». Универсальный порог для всех тканей и людей не установлен.
• «Чем дольше голодать, тем лучше». Строгое голодание может вызвать слабость, обезвоживание, потерю мышц и нарушение пищевого поведения, а польза не растет автоматически.
• «Аутофагия выводит токсины». Это клеточный путь переработки, а не отдельная программа очистки крови или печени.
• «Добавка может запустить аутофагию». Препараты и вещества, меняющие этот путь в клетках или у животных, не становятся из-за этого доказанными омолаживающими средствами для людей.
• «Голодание лечит рак». Опухоли могут использовать аутофагию для выживания; менять питание во время онкологического лечения следует только вместе с медицинской командой.

Кому не следует экспериментировать с голоданием

Беременность и грудное вскармливание, подростковый возраст, расстройства пищевого поведения, хрупкость или саркопения, а также склонность к тяжелой гипогликемии — весомые причины не начинать длительное или интервальное голодание без врача. Людям с сахарным диабетом 2 типа может потребоваться изменение доз лекарств: голодание повышает риск гипогликемии, гипергликемии, обезвоживания, а при определенных условиях — кетоацидоза^[7].