Autophagie

Die Autophagie ist ein körpereigenes Recyclingsystem. Dabei werden alte und beschädigte Zellbestandteile verdaut, sodass deren Grundbausteine zum Wiederaufbau von neuen Strukturen genutzt werden können. Sie kann durch Fasten, aber auch durch eine spermidinreiche Ernährung aktiviert werden. Es gibt bereits einige Hinweise dafür, dass die Autophagie einigen Krankheiten vorbeugen und mit einer verringerten Mortalität in Verbindung gebracht werden könnte.

Autophagie

Der menschliche Körper besteht aus rund 100 Billionen Zellen. Ein Großteil dieser Zellen erneuert sich regelmäßig. Dabei sterben rund 50.000 Zellen pro Sekunde ab, während etwa die gleiche Menge neu gebildet wird. Doch nicht immer funktioniert dieser Prozess reibungslos. Es können fehlgefaltete Proteine und andere defekte Zellbestandteile entstehen, die sich in unserem Körper ablagern. Aber auch bei den zahlreichen Stoffwechselprozessen in unserem Körper kann „Zellmüll“ anfallen. Damit dieser Müll die Funktionen des Körpers nicht negativ beeinflusst, gibt es ein körpereigenes Recyclingsystem: die sogenannte Autophagie.

Was ist Autophagie?

Die Autophagie, auch Autophagozytose genannt, leitet sich von dem griechischen Wort autophagos ab. Übersetzt heißt das „sich selbst essend“. Das mag zunächst befremdlich klingen, spielt aber für das Überleben der Zellen eine wichtige Rolle. Die Autophagie beschreibt eine Form der Selbstreinigung. Sie ermöglicht es, zellulären Müll abzubauen und wieder zu verwerten − ein Mechanismus, der Zellen vor einem frühzeitigen Zelltod schützt und die Vermehrung gesunder Zellen fördert. Das Ergebnis ist Zellverjüngung. Damit legt die Autophagie einen Grundstein für ein gesundes Leben.

Erstmals wurde das Phänomen der Autophagie 1963 von dem belgischen Forscher Christian de Duve beschrieben, doch die genaue Funktionsweise blieb lange Zeit unbekannt. Erst 1990 wurde der zu Grunde liegende Mechanismus von dem japanischen Forscher Yoshinori Ōhsumi entschlüsselt.

Nach vielen Experimenten mit Hefezellen gelang es ihm, die genetische Grundlage der Autophagie aufzudecken. Im Jahr 2016 erhielt Yoshinori Ōhsumi für diese Entdeckung den Nobelpreis für Medizin.

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Die Entdeckung Ōhsumis hat die Medizin und Wissenschaft für das Thema Autophagie sensibilisiert. Zahlreiche Forscher beschäftigen sich seitdem mit der Frage, welche Bedeutung Autophagieprozesse bei der Entstehung von Krankheiten haben. Es wird vermutet, dass eine gestörte Autophagie Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Diabetes auslösen kann.

Das Recycling von Zellbestandteilen ist ein ganz natürlicher Prozess. Steht dem Körper zum Beispiel nicht genug Nahrung zur Verfügung, erreicht die Zelle ein Signal, welches den Autophagie-Mechanismus aktiviert. Es bildet sich eine Hülle aus Proteinen und Lipiden, die Zellbestandteile umschließt. Solche Bestandteile können zum Beispiel defekte Mitochondrien sein, die im Körper für die Gewinnung von Energie zuständig sind. Nach der Verkapselung werden sie von Enzymen in ihre chemischen Bausteine zerlegt und können dann zum Beispiel für die Bildung neuer Mitochondrien verwendet werden. Somit ist die Autophagie ein Prozess, der gleich zwei Vorteile bringt: Zelltrümmer werden abgebaut und die Zellregeneration wird unterstützt.

Für die Zellgesundheit ist neben der Autophagie auch die Apoptose von großer Bedeutung. Doch wie unterscheidet sich die Apoptose von der Autophagie? Um gesund und funktionsfähig zu bleiben, reicht das Recycling einzelner Zellbestandteile, wie es bei der Autophagie stattfindet, manchmal nicht aus. In einem Prozess, den man Apoptose nennt, können stattdessen ganze Zellen den kontrollierten Zelltod einleiten, um den restlichen Organismus vor Schäden durch eine nicht erneuerungsfähige Zelle zu bewahren.

Wie kann die Autophagie aktiviert werden?

Mit zunehmendem Alter nimmt die Aktivität der Autophagie ab. Angesichts der zahlreichen gesundheitsfördernden Effekte, die der Autophagie zugesprochen werden, stellt sich die Frage: Wie kann ich die Autophagie ankurbeln? Die Autophagie ist ein Recycling Prozess, mit dem unsere Zellen einerseits schädliche Bestandteile abbauen können. Andererseits stehen die aus dem Abbau gewonnenen Grundbausteine anschließend zum Wiederaufbau neuen Zellmaterials zur Verfügung. Daher verwundert es nicht, dass eine Reduktion der Energiezufuhr, wie zum Beispiel durch Fasten, unsere Zellen zur Autophagie anregt. Vereinfacht gesagt: Wenn wir weniger Energie durch die Ernährung aufnehmen, nutzen unsere Zellen alternative Energiequellen. Energie von Innen, bereitgestellt von unseren Zellen selbst. Die derzeit bekannteste Form des Fastens ist das Intervallfasten oder intermittierendes Fasten. Dabei wird stunden- oder tageweise auf Nahrung verzichtet, während ansonsten ganz normal gegessen wird. In den Phasen ohne Nahrung stellen sich unsere Zellen auf einen alternativen Stoffwechsel um. Sie betreiben Autophagie.

Neben dem Intervallfasten rückt eine weitere Möglichkeit die Autophagie zu aktivieren zunehmen in den Fokus: Die Substanz Spermidin. Diese faszinierende Substanz mit dem ungewöhnlichen Namen wurde erstmals in der männlichen Samenflüssigkeit nachgewiesen. Inzwischen wissen wir aber, dass Spermidin in fast allen Körperzellen vorkommt. Spermidin kann, ähnlich wie das Intervallfasten auch, die Autophagie aktivieren. Die natürliche und körpereigene Substanz kann mit der Ernährung aufgenommen werden. Ergänzend kann über Nahrungsergänzungsmittel zusätzlich Spermidin zugeführt werden.

Die Daten aus über 70 Jahren Forschung zu den Effekten einer verminderten Kalorienzufuhr zeigen uns die Bedeutung der Autophagie für das gesunde Altern unseres Gehirns. Eine Form des Fastens, einzeln oder in Kombination mit einem Autophagie-Aktivator wie Spermidin, trägt möglicherweise entscheidend zur Hirngesundheit sowie der Verzögerung neurodegenerativer Erkrankungen bei.

Ntsapi C. et al. Dietary Impact on Neuronal Autophagy Control and Brain Health, Feed Your Mind – How Does Nutrition Modulate Brain Function throughout Life?, Clémentine Bosch-Bouju, Sophie Layé and Véronique Pallet, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.85228 (2019)