Autophagie beim Fasten: Recycling für die Zellen
Die Autophagie ist ein Prozess, der in allen lebenden Zellen stattfindet. Sie ist das Recyclingsystem unserer Zellen, wobei fehlerhafte und/oder beschädigte Zellbestandteile abgebaut und wiederverwertet werden. Warum der Mechanismus so wichtig ist, wie die Autophagie abläuft und was sie mit dem Fasten zutun hat, erklären wir Dir in diesem Blogeintrag.
Wieso ist die Autophagie wichtig?
Die Autophagie ist ein Mechanismus, der innerhalb der letzten Jahren an immer größerer Bedeutung gewonnen hat. Viele Forscher versuchen den Recyclingprozess vollumfänglich zu verstehen, damit der Mensch ihn für sich nutzen kann. 2016 hat der japanische Forscher Yoshinori Ōsumi für seine Entdeckungen und Forschungen zu der Autophagie den Nobelpreis für Physiologie und Medizin bekommen. Doch warum ist das Interesse an der Autophagie so groß?
Die Autophagie stellt durch ihren Prozess sicher, dass der Abbau alter und die Produktion neuer Zellkomponenten immer im Gleichgewicht gehalten wird. Sollte die Autophagie nicht ablaufen, so würden sich Zellmüll und fehlerhafte Zellbestandteile im Zellinneren ansammeln und letztlich zum Zelltod führen. Eine weitere wichtige Rolle spielt die Autophagie bei der Immunabwehr. Durch den Abbau von Viren und Bakterien, die in die Zellen eingedrungen sind, kann die Autophagie zur Eliminierung von Erregern beitragen und somit Krankheitsverläufe mildern. Ebenso geht man davon aus, dass durch die Ansammlung von fehlerhaften Zellstrukturen, die bei ausbleibender oder geringer Autophagie-Aktivität nicht abgebaut werden, die Entstehung von Krankheiten wie Krebs, Alzheimer, Diabetes und Parkinson begünstigt wird. Die Autophagie ist somit ein entscheidender Prozess zur Selbstreinigung und -erhaltung der Zellen, der zu einer gesunden Zellstruktur beitragen und die Gesundheit des menschlichen Organismus unterstützen kann.
Wie läuft die Autophagie ab?
Das Recyclingsystem unserer Zellen wird von ca. 35 Genen reguliert. Grob lässt sich der Ablauf in vier Phasen aufteilen.
1. Zuerst sendet der Körper Signale, dass die Zellen die Autophagie aktivieren sollen. Woraufhin die Zellen in ihrem Inneren eine Doppelmembran produzieren. Die Doppelmembran schließt sich um beschädigte und fehlerhafte Zellbestandteile, die abgebaut werden sollen. Diese Zellbestandteile können falsch strukturierte Proteine bis hin zu ganzen Zellorganellen (wie Mitochondrien) sein, die ihre Funktion nicht mehr erfüllen.
2. Sobald sich die Doppelmembran vollständig um die Zellbestandteile gehüllt hat, ist das Autophagosom entstanden.
3. Das Autophagosom verschmilzt im nächsten Schritt mit einem Lysosom. Lysosomen sind kleine Vesikel, die Enzyme enthalten. Die Enzyme des Lysosoms sind dazu in der Lage die beschädigten und fehlerhaften Zellbestandteile, die das Autophagosom umschlossen hat, aufzuspalten und in ihre Grundbausteine zu zerlegen. Diese Grundbausteine können z.B. Aminosäuren, Glucose und Lipide sein.
4. Im letzten Schritt werden die Grundbausteine in das Zellinnere abgeben. Dort können sie zum Aufbau neuer Zellstrukturen oder zur Energiegewinnung wiederverwertet werden. Abbauprodukte, die nicht wiederverwertet werden können, werden vom Körper abtransportiert und letztlich ausgeschieden.
Autophagie durch Fasten anregen
Die Autophagie ist auf einem niedrigen Niveau kontinuierlich im menschlichen Körper aktiv. Angeregt wird sie jedoch durch Reaktionen, die unseren Zellen Stress bereiten. Das können zum Beispiel starke Zellschädigungen oder ein Nährstoffmangel sein. Tritt ein Nährstoffmangel auf, muss der menschliche Organismus auf eigene Ressourcen zurückgreifen. Außerdem sollte möglichst wenig Energie verbraucht werden, damit Ressourcen gespart werden können. So aktiviert der Körper die Autophagie - er baut ab, was er nicht benötigt und nutzt die Bausteine, die bei dem Abbau entstanden sind, als Nährstoffe und zur Energiegewinnung.
Im Fasten unterziehen wir unseren Körper ebenfalls einem Nährstoffmangel, weswegen er die Autophagie aktiviert und fehlerhafte Zellstrukturen abbaut. Aus den Bausteinen, wie z.B. Aminosäuren, kann der Organismus dann Energie gewinnen. Die Aminosäuren wandelt er beispielsweise, im Rahmen der Gluconeogenese (Glucose-Neusynthese), in Glucose um, die die primäre Energiequelle für unseren Körper ist.
Wann genau die Autophagie-Aktivität bei einem Nährstoffmangel ansteigt, kann nicht definiert werden, weil das vom Stoffwechsel eines jeden Menschen abhängt. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass der Prozess nach 12-14h Nahrungsverzicht angeregt wird und nach ca. 72h, in denen auf Nahrung verzichtet wurde, seinen Höhepunkt erreicht hat.
Wie lange die Autophagie, durch den Nahrungsverzicht, auf einem erhöhten Niveau aktiv ist, ist noch nicht vollständig erforscht. Bei sehr langen Fastenphasen (> 21 Tage) muss jedoch davon ausgegangen werden, dass der Körper beginnt gesunde Zellstrukturen abzubauen, um daraus Energie zu gewinnen. Das ist äußerst gefährlich und kann der Gesundheit erheblich schaden. Daher ist es ratsam die Aktivität der Autophagie, beispielsweise zweimal im Jahr durch das Fasten, zu erhöhen und dem Organismus in der Zwischenzeit die Möglichkeit zu geben seine Reserven aufzufüllen.
Viele Forscher vermuten, dass sich einige der positiven gesundheitlichen Effekte des Fastens durch die verstärkte Aktivität der Autophagie erklären lassen. Dies ist bislang aber noch nicht sicher nachweisbar.
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Spermidin - ein Wundermittel?
Ein optimal funktionierender Autophagie-Prozess scheint unabdingbar für einen gesunden Organismus zu sein. Bislang gilt Nahrungsverzicht als einer der wenigen bestätigten Mechanismen, die die Autophagie aktivieren können. Einige Menschen können oder wollen aber nicht fasten, weswegen nach weiteren Methoden gesucht wird, die den Prozess aktivieren. Dabei wird vor allem die Wirkung des Spermidins diskutiert.
Auf dem Markt sind viele Nahrungsergänzungsmittel zu finden, die versprechen, dass durch die Aufnahme von Spermidin die Autophagie aktiviert wird und die positiven Effekte des Fastens eintreten - und das ganz ohne Verzicht.
Aber was steckt dahinter?
Spermidin ist ein Polyamin, das in allen lebenden Organismen vorkommt. Im menschlichen Körper fungiert es als Botenstoff. Dabei ist es unter anderem für die Aktivierung der Autophagie zuständig. Aufgrund dessen untersuchen Forscher, ob über die Nahrung aufgenommenes Spermidin zur Aktivierung der Autophagie führen kann. Bestenfalls könnte das Spermidin dem Körper dabei durch Lebensmittel zugeführt werden, die besonders reich an Spermidin sind, wie z. B. Weizenkeime und Sojabohne.
Bislang konnte jedoch nur in Tierversuchen bestätigt werden, dass sich mit der Nahrung aufgenommenes Spermidin positiv auf die Gesundheit auswirken kann und die Autophagie aktiviert. Es wurden zu wenige Studien an Menschen durchgeführt, um valide Aussagen über positive Wirkungen des Botenstoffes zu machen.
Anhand der derzeitigen Studienlage kann demnach nicht davon ausgegangen werden, dass der Verzehr von spermidinhaltigen Lebensmitteln oder Nahrungsergänzungsmitteln genügt, um die Autophagie zu aktivieren und die gesundheitlichen Effekte des Fastens hervorzurufen. Außerdem ist Fasten nicht nur Autophagie. Die Mechanismen, die das Fasten im Körper auslöst, sind hoch komplex und nicht durch eine einzelne Substanz, wie Spermidin, simulierbar.
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