Intermittierendes Fasten als Autophagie-Beschleuniger

Warum sich unsere Zellen selbst verdauen, welchen Nutzen wir davon haben und warum intermittierendes Fasten als Autophagie-Beschleuniger wirkt.

Was bedeutet Autophagie?

Der von Nobelpreisträger Christian de Duve (1917–2013) geprägte Begriff „Autophagie“ setzt sich aus zwei griechischen Worten zusammen: „auto“, was so viel bedeutet wie „selbst“, und „phagein“ was übersetzt heißt „essen“. Autophagie bedeutet also „sich selbst essen“ oder „sich selbst verdauen“. Doch warum machen unsere Zellen das?

Was passiert bei der Autophagie?

Bei der Autophagie, auch Autophagozytose, handelt es sich um das „Recyclingprogramm“ unseres Körpers, das dafür sorgt, dass beschädigte oder nicht mehr benötigte Zellbestandteile oder sogar ganze Zellen in ihre Einzelteile zerlegt und anschließend wieder verwertet werden. Ähnlich, wie bei der Mülltrennung werden auch bei der Autophagie die noch brauchbaren Zellbestandteile vom eigentlichen Abfall getrennt.

Zellen bestehen aus Proteinen, Aminosäuren und Fettsäuren, die der Körper meistens wieder verwerten kann, um daraus neue Zellen, Botenstoffe, Enzyme usw. herzustellen. Alles, was er nicht mehr zum Neuaufbau gebrauchen kann, wird entweder zur Energiegewinnung verstoffwechselt und verbrannt oder ausgeschieden.

Wird dieser Prozess gestört und kann aus irgendeinem Grund nicht mehr richtig ablaufen, hat das fatale Auswirkungen. Im Laufe der Zeit sammelt sich dann immer mehr Müll in den Zellen an, wodurch diese ihre Aufgaben nicht mehr korrekt ausführen und vorzeitig sterben können. Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes, neurodegenerative Krankheiten, Infektionen bis hin zu Krebs und vorzeitiger Zellalterung werden auch mit einer gestörten Autophagie in Verbindung gebracht.

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Die Kurzdefinition im DocCheck Flexikon dem Medzinlexikon zum Mitmachen dazu lautet: „Die Autophagie ist ein intrazellulärer Prozess, bei dem zelleigenes zytosolisches Material wie fehlgefaltete Proteine oder beschädigte Zellorganellen abgebaut werden.

Der dahinter stehende Mechanismus wird dabei wie folgt erklärt: Bei der Autophagie wird zelluläres Material in ein spezialisiertes Organell, das Autophagosom, aufgenommen. Dieses verschmilzt mit Lysosomen, wodurch sogenannte Autophagolysosomen entstehen. Das zyotosolische Material aus den Autophagosomen wird durch die Enzyme der Lysosomen abgebaut.“

Bereits in den 80er Jahren des vergangenen Jahrhunderts äußert sich der für eine Arteriosklerose-Forschungen weltweit bekannte Lothar Wendt in seinem Buch „Eiweißspeicher-Krankheiten“ wie folgt:

„Lysosome sind 0,5 Mikren große Bläschen im Plasma aller Zellen des Körpers. Sie enthalten ein Gemisch von über 40 hochaktiven, verschiedenen Enzymen, die Nukleinsäuren, Proteine, Glykogen, Mukopolysaccharide und Lipide abbauen. Die Funktion der Lysosomen besteht in der intrazellulären Verdauung von zellfremden (Heterophagie) oder zelleigenem Material (Autophagie). Lysosomen sind also in gewissem Sinne eine Müllverbrennungsanalge der Zelle bzw. eine Wiederaufbereitungsanlage.“

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Die drei Aufgaben von Autophagie

Die Autophagie ist für unsere Gesundheit und unsere Lebenserwartung und Lebensqualität von hoher Bedeutung. Neben vielen positiven Auswirkungen ist die Autophagie in unserem Körper für die drei folgenden Vorgänge zuständig:

1. Autophagie für die zelluläre Reinigung, gesunde Zellen und starke Abwehrkräfte

Bei der Autophagie wird die Zelle von unbrauchbaren oder störenden Ablagerungen befreit. Das ist wichtig. Denn bei den Stoffwechselprozessen in unserem Körper entstehen immer wieder fehlgefaltete und schädliche Proteine oder kaputte Zellbestandteile, die sich ablagern und die Zellen förmlich immer mehr verstopfen. Dadurch können die Zellen regelrecht in ihrem eigenen Müll ersticken und sterben frühzeitig oder sie entarten und können zur Krebsentstehung beitragen.

Die Autophagie sorgt dafür, dass diese Ablagerungen und der angesammelte Müll abgetragen und entsorgt werden. Erst dadurch ist Zellgesundheit überhaupt möglich.

Wird dieser Reinigungsprozess gestört, entstehen immer größere „Müllberge“ in unseren Zellen, einer der Hauptgründe für vorzeitige Zellalterung. Tierversuche deuten darauf hin, dass eine verstärkte Autophagie durch Kalorienreduktion die Lebenserwartung erhöht.

Zusammen mit der Apoptose (dem programmierten Zelltod alter bzw. nicht mehr funktionstüchtiger Zellen) sorgt die Autophagie für eine regelmäßige zelluläre Reinigung, in deren Rahmen auch Fremdeiweiße oder unerwünschte Viren und Bakterien aufgefressen und unschädlich gemacht werden. Autophagie ist also auch Teil unseres Immunsystems.

Diese interne Qualitätskontrolle sorgt dafür, dass unserer Zellen ihre Funktionsfähigkeit erhalten und sie praktisch immer wieder gereinigt und verjüngt werden. Dadurch werden Alterungsprozesse aufgehalten, schädliche Eindringlinge abgewehrt und vielleicht sogar die Lebenserwartung gesteigert.

2. Autophagie für die Zellerneuerung

Autophagie hat nicht nur den Sinn, die Zellen zu reinigen, sondern gleichzeitig auch neues Baumaterial für Zellen und Gewebe bereit zu stellen. Das macht die Autophagie zu einem effektiven Werkzeug für die Zellerneuerung. Zuerst werden alte, nicht mehr brauchbare Bestandteile entfernt und dann durch neue, gesunde Strukturen ersetzt.

Reinigung und Renovierung sind die beiden Faktoren für eine wirkliche Erneuerung der Zellen – und genau das wird durch die Autophagie in Gang gesetzt.

3. Autophagie für die Energiegewinnung in kargen Zeiten

Wird die Energie in unseren Zellen knapp, sorgt die Autophagie dafür, dass Ablagerungen in den Zellen auf recycelbares Material untersucht werden. Fehlgefaltete Proteine lassen sich zum Beispiel hervorragend in einzelne Aminosäuren zerlegen, die z. B. für die Herstellung von Glukose dienen, die von jeder unserer Zellen zur Energiegewinnung genutzt werden kann.

Durch den Prozess der Autophagie wird also Zellmüll in nutzbare Energieträger umgewandelt, die bei Bedarf zur Energiegewinnung verbrannt werden. Dadurch ist unser Überleben in kargen Zeiten erst einmal gesichert. Die Autophagie trägt also auch zur autonomen Deckung des Energiebedarfs bei.

Was reguliert die Autophagie? Über mTOR und AMPK

Die Autophagie ist ein hochkomplexer und genau regulierter Prozess, der in geringem Ausmaß in allen Zellen zu jeder Zeit im Hintergrund abläuft. Verstärkt wird die Autophagie durch verschiedene Arten von metabolischem Stress. Dazu gehören z. B. ein Mangel an Sauerstoff, Nährstoffen und Wachstumshormonen.

Einer der Regulatoren dieses zellulären Selbstreinigungsprogramms ist die Proteinkinase mTOR (= mammalian target of rapamycin). Dieses Enzym wird in praktisch allen vielzelligen Organismen und vielen einzelligen Organismen wie Hefezellen gefunden (an denen ein großer Teil der Autophagieforschung durchgeführt wird). mTOR fungiert in den Zellen als Nährstoffsensor, indem es registriert, wie viel Energie aus der Nahrung verfügbar ist.

Wenn ausreichend Nahrung vorhanden ist, erteilt es den Befehl zum Wachstum, bei Nahrungsmangel aktiviert es den „Stopp“-Knopf, der den Zellen einen Wachstumsstopp vorgibt und die Zellen gleichzeitig dem Reinigungsprozess der Autophagie unterzieht, um überflüssige Bestandteile abzubauen und zu recyclen. Dabei werden auch überschüssige Proteine abgebaut und für die Energiegewinnung unseres Körpers bereit gestellt. Die Balance zwischen Ruhen und Wachstum entscheidet über unsere Gesundheit.

→ mTOR wirkt also wie eine Autophagiebremse

Der andere Hauptregulator für Autophagie ist die 5′-AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK). AMPK misst, wie viel Energie (= Adenosintriphosphat oder ATP) in der Zelle vorhanden ist. Bei wenig Zellenergie geht AMPK hoch, wodurch die Fettspeicherung beendet und die Autophagie in Gang gesetzt wird. Das ist logisch. Wenn unsere Zellen zu wenig Energie haben, darf Energie nicht weiterhin gespeichert werden, zudem werden dann, im Rahmen der Autophagie, überflüssige Zellbestandteile zur Energiegewinnung zerlegt und verbrannt.

→ Autophagie wird aktiviert durch niedriges mTOR und hohes AMPK → 20 oder mehr Gene (ATG) werden dann in Gang gesetzt, um den zellulären Reinigungsprozess durchzuführen. Diese codierten Proteine sind es, die den eigentlichen Prozess ausführen.

Wieso Fasten die Autophagie anregt und welchen Nutzen wir davon haben

Wie wir gesehen haben, reguliert mTOR die Autophagie. Bei hohem mTOR wird die Autophagie gestoppt und das Zellwachstum beschleunigt. Bei niedrigem mTOR wird die Autophagie beschleunigt (= zelluläre Selbstreinigung) und das Zellwachstum gestoppt. Nur, wenn die Balance zwischen diesen beiden Zuständen gegeben ist, bleiben wir gesund.

Viele der gesundheitlichen Probleme der heutigen Zeit beruhen auf der Tatsache, dass unsere Zellen heute zu sehr im Wachstumsstadium sind und währenddessen Reinigungsarbeit zu kurz kommt.

Verstopfte Arterien und daraus resultierende Gefahren für die Gesundheit des Herz-Kreislaufsystems, Ablagerungen im Gehirn und damit zusammenhängende Demenz-Erkrankungen, aber auch Übergewicht, Krebs, polyzystische Ovarien, Nierenerkrankung und Fettleber hängen mit zu starkem Zellwachstum zusammen!

Es ist das übermäßige Wachstum, das uns in der heutigen Zeit krank macht. mTOR als Wachstumsbeschleuniger muss also gestoppt werden. Und das geschieht schnell und effektiv durch regelmäßiges Fasten!

Fasten stoppt mTOR

mTOR ist, wie wir bereits wissen, ein Nährstoffsensor. Er reagiert besonders stark auf Glukose, Aminosäuren und Insulin im Blutstrom. Bereits 3 g der Aminosäure Leucin reichen aus, um mTOR zu aktivieren. Es ist dabei wichtig zu wissen, dass mTOR nur auf die kurzfristige Nährstoffverfügbarkeit reagiert, also auf die Aufnahme von Nährstoffen.

Die Langzeitenergiespeicher, in Form der Glykogenvorräte in den Leber- und Muskelzellen, wie auch das Unterhautfettgewebe, spielen bei der Aktivierung von mTOR keine Rolle. Es ist also für den mTOR-Signalweg und damit die Autophagie nicht relevant, ob der Körper Energie gespeichert hat.

Der derzeit stärkste bekannte Reiz zur Aktivierung und Verstärkung der Autophagie ist Fasten. Nichts zu essen ist ein effektiver Weg, um mTOR im Zaum zu halten und damit ein zuverlässiger Beschleuniger für Autophagie. Kurzzeitfasten reicht dazu aus!

Intermittierendes Fasten als Autophagie-Beschleuniger

Spätestens 12 bis 14 Stunden nach der letzten Mahlzeit wird die Autophagie in Gang gesetzt. Wichtig ist hier einzig und allein die Abstinenz von Nahrung und Nährstoffen. Einfach nur die Kalorien zu reduzieren, aber weiterhin durchgehend über den Tag verteilt zu essen, reicht hingegen nicht aus. Ständiges Essen verhindert sogar die Aktivierung der Autophagie-Signalwege.

Fasten reinigt unseren Körper von krank machenden oder unnötigem Ballast und ein wesentlicher Faktor dieser einigenden Wirkung basiert auf der Autophagie. Während unsere Zellen den Befehl erhalten, das Wachstum zu hemmen, werden sie durch die Autophagie von Ballast und fehlgebildeten Bestandteilen befreit.

Diese verstärkten Abbau und Reinigungsprozesse stimulieren wiederum den Neuaufbau und die Regeneration der Zellen. So kommt es bereits nach jedem 14- bis 16-stündigem Kurzzeitfasten zu einer verstärkten Reinigung und Verjüngung auf zellulärer Ebene.

Zusammenfassend: Was Du über Autophagie wissen solltest

• Autophagie ist ein komplexer und genau regulierter zellulärer Reinigungsprozess
• Autophagie ist wichtig für Zellgesundheit, Energieversorgung und Immunabwehr
• mTor und AMPK sind die wichtigsten Regulatoren für Autophagie
• mTor ist eine Autophagie-Bremse
• mehr Autophagie könnte die sinnvolle Antwort auf viele „Wachstums“-Krankheiten der heutigen Zeit sein
• Fasten ist der bisher stärkste bekannte Reiz für Autophagie → Kurzzeitfasten in Form von 14- bis 16-stündigen Essenspausen reicht hierzu aus!