Czym jest autofagia i jakie korzyści/wady niosą ze sobą posty?

Wspominałam Wam kiedyś, że często poszczę na samej wodzie około dnia/dwóch dni i bardzo to lubię. Dziś na blogu naukowy artykuł właśnie o tym, co dają nam posty i czy warto się nimi zainteresować szczególnie w połączeniu z ketozą :) A na koniec krótki dopisek ode mnie:) Miłej lektury!

Post suchy, post wodny, post tłuszczowy, post bez mięsa czy bez alkoholu, a może post przerywany...
Prosiliście o ten artykuł już dawno, ale jakoś tak wyszło, że dopiero teraz udało mi się coś napisać, a więc... :)

Post to praktyka stosowana już od dawna w wielu krajach i religiach szczególnie na Bliskim Wschodzie i w czasie Ramadanu. Cel i przyczyna poszczenia może być szeroko rozumiana, ale w naukowym kontekście posty przedstawia się razem z zagadanieniami takimi jak: "poprawa zdrowia", "zwiększona długość życia", "zmniejszona zachorowalność na różne choroby" czy "autofagia i terapia przeciwnowotworowa" [1].

Powyższy schemat przedstawia mechanizmy indukowane postami [1].

Post czy przerywany post (zwany IF) prowadzi do aktywacji różnych ścieżek i białek indukowanych stresem komórkowym do których zalicza się np. białko szoku cieplnego (białko HSP zaznaczone na schemacie). Na pewno każdy z nas poznał ten termin w liceum na lekcjach biologii:) 
Transkrypcja HSP jest zwiększona szczególnie, gdy w komórkach pojawiają się utrudnione warunki funkcjonowania takie jak: brak energii, niedotlenienie, stres oksydacyjny itp. Mechanizm HSP polega na wiązaniu się do uszkodzonych białek komórkowych i ich "naprawie". Dzięki temu białka mogą prawidłowo funkcjonować. Dodatkowo HSP wykazuje efekt przeciwzapalny czy hamujący apoptozę (czyli zaprogramowaną śmierć komórki, bardzo ciekawe zagadnienie!). Taka sytuacja ma miejsce w zdrowym organizmie. Zdarza się, że poziom HSP jest zaburzony i białko nie może pełnić soich funkcji. Najczęściej zdarza się to u osób chorych na insulinooporność (o której pisałam w swoim seminarium tutaj [klik]), ale także u osób chorych na cukrzycę i w wielu innych przypadkach osób chorych na choroby metaboliczne. Badania na zwierzętach pokazały, że HSP zmniejsza oporność na insulinę, poprawia wrażliwość na glukozę a także zmniejsza hiperglikemie wywołaną dietą czy nadwagą [1]. Wow! Ale to nie wszystko:)

Pozostałe mechanizmy indukowane postami to (na powyższym schemacie):

1. Autofagia
2. Mechanizmy przeciwzapalne (zmniejszenie ilości cytokin, stresu oksydacyjnego, ilości ROS, =>szlaki AGE/RAGE)
3. Zmiany hormonalne (zwiększenie ilości adiponektyny)
4. Różne zmiany metaboliczne

1. Autofagia

Jest mechanizmem, który określa sytuację "oczyszczenia komórki z resztek". Badania w układach in vitro wielokrotnie wykazały, że posty prowadzą do usuwania toksycznych cząsteczek i uszkodzonych mitochondriów z neuronów [2]. Autofagia występuje w każdej komórce eukariotycznej. Powstała bardzo wcześnie w toku ewolucji. To kataboliczny proces (katabolizm=rozkład), który prowadzi do degradacji cząsteczek w cytoplazmie komórki (białek czy całych organelli). Wyróżnia się autofagię nieselektywną, gdy prowadzi ona do zachowania równowagi w komórce oraz selektywną, gdy degradowane są konkretne cząsteczki lub cząstki takie jak np.: agregaty białek (agrefagia), rybosomy (rybofagia) i mitochondria (mitofagia) i wiele innych [3].

Na powyższym schemacie przedstawiono różne skutki wywołane mechanizmem autofagii [4].

Autofagia ma wiele funkcji w komórkach. Można do nich zaliczyć:

• zmniejszenie liczby toksycznych agregatów białek
• usprawnione usuwanie patogenów
• ulepszona odpowiedź immunologiczna (wrodzona)
• redukcja stanów zapalnych
• cytoprotekcja
• unikanie onkogenezy [4]

Dodatkowo:

• utrzymuje homeostazę wewnątrzkomórkową
• usuwa zbędne i uszkodzone struktury
• jest mechanizmem adaptacyjnym, który pojawia się w warunkach stresu komórkowego
• chroni przed namnożeniem bakterii i wirusów
• uczestniczy w procesach rozwoju [3]

Ponadto w badaniach wykazano, że zmutowane formy różnych białek (np α-synukleiny czy huntingtyny), które powstają w czasie chorób Parkinsona i Huntingtona są zdolne do rozkładu w procesie autofagii. Taki efekt ma miejsce po prostu w czasie poszczenia pacjenta lub jest jeszcze dodatkowo wzmocnione działaniem leków wzmacniających rolę autofagii. 

Mechanizm autofagii może zachodzić w różny sposób w różnych typach komórek [2]. 
Istnieje drugi podział autofagii na: 

• mikroautofgię (która jest najsłabiej poznanym typem; polega na otoczeniu błoną lizosomu części cytoplazmy z organellami/białkami, a następnie endocytozie do lizosomu (czyli wniknięciu do lizosomu)) [3]
  
• makroautofagię (ten typ występuje najczęściej; cytoplazma wraz z białkami/organellami zostaje otoczona podwójną błoną w kształcie litery C (zwanej fagoforem); fagofor wydłuża się i zamyka (powstaje autofagosom); zachodzi proces dojrzewania; następuje fuzja autofagosomu z lizosomem; ostatni etap to degradacja uszkodzonych fragmentów we wnętrzu lizosomu) [3]
  
• oraz typ autofagii zależny od białek opiekuńczych zwanych chaperonami (który polega na przeniesieniu do wnętrza lizosomów uszkodzonych cząsteczek za pomocą receptorów lizosomalnych do których wcześniej dołączone zostają chaperony; w skrócie: receptor wiąże kompleks chaperon+substrat, a kolejne białko opiekuńcze transportuje substrat do wnętrza lizosomu; we wnętrzu lizosomu ma miejsce degradacja substratu) [3]

Autofagia uznawana jest za mechanizm, który chroni zdrowe komórki przed toksycznymi cząsteczkami, ale... oznacza to także, że może uchronić także komórki nowotworowe przed śmiercią, ponieważ istnieją typy nowotworów mające uszkodzone mechanizmy autofagii. W takim przypadku autofagia wspiera rozwój raka. Jednakże w sytuacji kiedy mechanizm ten zachodzi zbyt długo, cały proces prowadzi do śmierci komórki i zwany jest "programowaną śmiercią komórek typu 2", co odzwierciedla wspomnianą przeze mnie apoptozę. Aptoptoza i autofagia to dwa ściśle związane ze sobą mechanizmy, które są stale badane w dziedzinie onkologii, szczególnie w terapii celowanej, która polega na wycelowaniu leków w jeden z nich. Przykładem takiego leku jest trójtlenek arseny, który hamuje wzrost komórek glejaka, ale także indukuje aptoptozę komórek raka i wspiera typ autofagii prowadzący do śmierci komórek raka. Obecnie w terapiach nowotworowych i badaniach raka stosuje się podejście, które pozwala określić czy dana komórka wykazuje typ autofagii prowadzący do śmierci czy nie [3].

2. Mechanizmy przeciwzapalne

To kolejny ze skutków wywołanych autofagią. Głównie odnosi się do zmniejszenia ilości szkodliwych produktów glikacji zwanych AGEs. Mechanizm glikacji polega na dołączeniu reszt cukrowych do: białek, lipidów i kwasów nukleinowych. Zachodzi w komórkach, ale także w czasie poddawania jedzenia wysokim temperaturom (głównie ziarna, mięso i sery). Duża ilość AGEs występuje u diabetyków. AGEs posiadają właśne receptory np na makrofagach. W konsekwencji dochodzi do wyrzutu substancji zapalnych zwanych cytokinami. Dodatkowo powstają ROS (czyli reaktywne formy tlenu), które prowadzą do aktywacji szlaków AGE/RAGE, co w konsekwencji wywołuje stres oksydacyjny. Jednakże autofagia (prowadząc do zmniejszenia ilości AGEs) zapobiega pojawieniu się sygnałów, które mogłyby doprowadzić do takich mechanizmów [1]. 

3. Zmiany hormonalne

Post oraz przerywany post prowadzi do zwiększenia ilości adiponektyny w badaniach na zwierzętach oraz ludziach. Adiponektyna to białko (wydzielane przez tłuszcz; obecna w białej tkance tłuszczowej), które odpowiada za regulowanie aktywności insuliny (o której pisałam w swoim seminarium tutaj [klik]), ale także za aktywność komórek beta trzustki. Niskie ilości tego białka zaobserwowano u osób chorych na cukrzycę, a także u osób otyłych. Wysoki poziom adiponektyny znaleziono u osób, które miały długie życie i były szczupłe. Potwierdzono, że ilość adiponektyny jest odwrotnie proporcjonalna do insulinooporności oraz otyłości [1]. 

4. Różne zmiany metaboliczne

Istnieją trzy rodzaje kwasów tłuszczowych (FA): te, które pochodzą z jedzenia; kwasy tłuszczowe obecne w tkance tłuszczowej (w adipocytach czyli komórkach tłuszczowych) oraz kwasy syntezowane de novo. Jeśli któryś z mechanizmów dotyczących kwasów tłuszczowych nie funkcjonuje prawidłowo pojawiają się zaburzenia metaboliczne takie jak np: otyłość, cukrzuca, rak, choroby układu krążenia i inne. Badania kliniczne na ludziach jednoznacznie wskazują na powiązanie cukrzycy typu 2 ze zwiększoną wielkością adipocytów (nie zaś z ich liczbą). 

Istnieją dwa rodzaje tkanki tłuszczowej: biała (WAT, wspomniana przeze mnie wyżej) oraz brązowa (BAT). Biała tkanka tłuszczowa odpowiada za magazynowanie nadmiaru energii, objawia się w postaci krótko mówiąc nadwagi/otyłości. Komórki białej tkanki są duże i zawierają dużo tłuszczu. Pewna ilość białej tkanki tłuszczowej jest naturalna w organizmie, ale zwiększona ilość skutkuje negatywnie. Natomiast brązowa tkanka jest aktywna, jej komórki są dużo mniejsze i zawierają mniej tłuszczu. Ma sporą ilość mitochindriów, co wpływa na jej pozytywną rolę w metabolizmie.

W czasie postu zauważono zmniejszenie wielkości adipocytów, ale także przemianę białej tkanki tłuszczowej  (WAT) w brązową (BAT), co ma wpływ nie tylko na metabolizm, ale także na ochronę przed zachorowaniem na cukrzycę czy insulinooporność. Istnieją przeróżne czynniki, które skutkują przemianą WAT w BAT. Są to np.: post, IF, restrykcja kaloryczna, ale także obecne w diecie ketogenej ketony:) Czyli β-hydroksymaślan, ale także związki takie jak mleczan oraz L-Arginina. "Brązowienie" indukowane jest także treningiem. [1]. 

Poza wymienionymi efektami poszczenia wyróżnia się także: zwiększenie wrażliwości na insulinę; zmniejszenie ilości cholesterolu we krwi; zmniejszenie ilości cukru na czczo, a także zwiększenie transkrypcji genów białek niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania mitochondriów. Do mechanizmów wywołanych postem zalicza się też: obniżenie poziomu leptyny, zwiększenie ilości AMPK, zmniejszenie ilości mTOR (białka hamującego autofagię) [2].

Wracając do postów....

Ustalmy to raz na zawsze:) 

• Prawdziwy post z punktu widzenia nauki to tylko i wyłącznie post bez jedzenia czyli post na wodzie, a nawet post suchy (czyli post bez wody; szczerze odradzam dłuższy).
• Post przerywany czyli IF określa sytuację, gdy dana osoba spożywa jedzenie przez kilka godzin w ciągu dnia, a resztę doby czysto pości czyli nie dostarcza makroskładników organizmowi. IF można stosować codziennie do końca życia (o ile stosujemy prawidłowo!).
• Głodówka czyli zjedzenie codziennie np. 10 grejpfrutów to nie post!!! Nie stosujemy nigdy.
• "Post tłuszczowy" to termin przyjęty w diecie ketogennej. Ma miejsce, gdy dana osoba spożywa tylko tłuszcz bez białka i węglowodanów. Jednakże dostarcza on makroskładników, więc jest również oszukaną wersją. Można go właściwie nazwać głodówką. Sprawdza się, gdy adaptujemy do diety ketogennej choć właściwie nie jest uważany za korzystne zjawisko w dziedzinie dietetyki. Nie stosujemy absolutnie dłużej niż 2-3 dni.
• Post Dąbrowskiej to post, na którym spożywa się określone warzywa. Również nie jest prawdziwym postem. Został tak nazwany, ponieważ podobnie jak dieta ketogenna prowadzi do tzw. "odżywiania wewnętrznego czyli ketozy". Ketoza to sytuacja, gdy organizm używa ketonów jako niemal główne źródło energii. O diecie Dąbrowskiej pisałam osobny artykuł tutaj [KLIK].
• Dieta ketogenna została wymyślona jako "dieta naśladująca post". Aktywuje wiele mechanizmów obecnych w czasie poszczenia, ale nie jest postem z punktu widzenia nauki. Istnieją różne diety naśladujące post. Dieta ketogenna jest jedną z nich.

Podsumowanie:

• Posty czy posty przerywane (IF) mogą wywołać wiele korzyści, które można stosować nawet w terapiach chorób metabolicznych czy nowotworowych. 
• Już 24 godziny postu powodują znaczne zwiększenie ilości autofagosomów (odsyłam do: typ autofagi: makroautofagia).
• Istnieje wiele pozytywnych konsekwencji mechanizmu aufagii, ale również negatywne, które utrudniają terapię notwotworów.
• Ograniczenie żywności wydaje się być prostą alternatywną dla profilaktyki wielu chorób, a także "sposobem na długowieczność". 
• Post nie jest głodówką. Post oznacza wprowadzenie komórek w stan stresu wywołanego BRAKIEM składników odżwyczych.
• Badania kliniczne wskazują jednoznacznie na fakt, iż stałe, długotrwałe głodzenie hamuje autofagię i USZKADZA neurony zamiast je chronić. Prowadzi także do wielu innych negatywnych skutków metabolicznych [2].
• Źle przeprowadzony post (10 h bez jedzenia, następnie 1 jajko, znów brak jedzenia...i tak w kółko) upośledza komórki zamiast je wspierać!

GŁODÓWKA (niska podaż makroskładników) =/= POST (zero kcal, zero jedzenia, tylko woda i mikroelementy)

Posty niosą ze sobą naprawdę wiele korzyści, ale jak wszystko wymagają rozwagi i użycia mózgu. Jeśli chcemy cyklicznie pościć (np raz w tygodniu) to warto zaplanować sobie cały post z góry i nie kombinować w trakcie. Pamietajmy, że NAWET żucie gumy/praca w cukierni (zapach, dotyk, próbowanie) czy ciągłe myślenie o jedzeniu może wywołać kaskadę reakcji i wyrzut enzymów trawiennych. To również nie będzie dobrze przeprowadzony post. Nie warto oszukiwać i iść na skróty. Nasze organizmy i tak nas przechytrzą. 

UWAGA: nawet do postów są przeciwwskazania!!!! Zawsze skontaktuj się z lekarzem lub specjalistą dietetykiem jeśli nie jesteś osobą zdrową.

 Literatura:

1. Golbidi S., Daiber A., Korac B., Li H., Essop M. F., Laher I., Health Benefits of Fasting and Caloric Restriction, Curr Diab Rep 2017, 17:123 .
2. Alirezaei M., Kemball C. C., Flynn C. T., Wood M. R., Whitton J. L., Kiosses W. B., Short-term fasting induces profound neuronal autophagy, Autophagy 2010, 6(6): 702-710
3. Polewska J., Autofagia – mechanizm molekularny, apoptoza i nowotwory, Postępy Higieny Medycyny Doświadczanej 2012, 66: 921-936.
4. Madeo F., Tavernarakis N., Kroemer G., Can autophagy promote longevity?, Nature Cell Biology 2010, 12 (9): 841-846.

Miłej lektury!

Zapraszam na stronę na Facebook'u tutaj [kliknij i wejdź].

****************************************************************

Udostępniajcie jeśli macie ochotę! :)

Bardzo proszę o uszanowanie mojego autorstwa do zdjęć i przepisów :)

USTAWA z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych.

Art. 78. 1.